ES2711167T5 - Revestimiento exterior para un elemento de tubería subterráneo a base de hierro, elemento de tubería revestido y procedimiento para depositar el revestimiento - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Revestimiento exterior para un elemento de tubería subterráneo a base de hierro, elemento de tubería revestido y procedimiento para depositar el revestimiento
[0001] La presente invención se refiere a un revestimiento exterior para un elemento de tubería subterráneo a base de hierro, en particular hierro fundido, comprendiendo el revestimiento exterior una primera capa porosa y una segunda capa porosa dispuesta en la primera capa y capaz de tapar los poros de la primera capa.
[0002] La invención también se refiere a un elemento de tubería revestido con este revestimiento exterior, así como a un procedimiento para depositar el revestimiento sobre el elemento de tubería.
[0003] Por "elementos de tubería" se entiende tuberías, así como diversos accesorios tales como codos, conexiones, etc., utilizados, por ejemplo, en el campo del suministro de agua.
[0004] El documento JP-A-23010357 describe un procedimiento para fabricar un revestimiento de tubo de acero. Este documento contempla la deposición por pulverización de una aleación de cinc/aluminio de sacrificio, seguida de la deposición de una resina epoxi. Parece que la capa de resina debe ser impermeable. Este proceso se aplica a los revestimientos de tubos de un "espacio de secado" y, por lo tanto, de tubos aéreos, de hierro o acero.
[0005] La corrosión por el suelo de los metales ferrosos es un fenómeno de una naturaleza que difiere de la corrosión atmosférica por los mecanismos involucrados y los factores que la gobiernan, en particular la creación de zonas de oxidación asociadas eléctricamente a las zonas de reducción que pueden estar situadas a cierta distancia. Esto provoca un importante deterioro localizado del metal ferroso. Además, ciertas bacterias, en particular las reductoras de sulfato, presentes localmente en ciertos suelos, pueden intensificar este proceso electroquímico. Esto se llama "biocorrosión".
[0006] La protección contra la corrosión de los elementos de tubería subterráneos presenta por lo tanto una dificultad particular, especialmente cuando el terreno es de naturaleza heterogénea y muy diversa, ya que los elementos de tubería, según su uso, transportan fluidos a diferentes temperaturas, modificando las condiciones de corrosión, y la manipulación de los elementos de tubería destinados a enterrarse con frecuencia conduce a dañar su superficie exterior en varias ubicaciones.
[0007] El documento EP-A-0 686 246 describe un elemento de tubería de hierro fundido dúctil que comprende un revestimiento que comprende una primera capa metalizada porosa y una segunda capa de pintura que proporciona un efecto de "relleno de poros". Este revestimiento proporciona una protección eficaz y duradera de la tubería contra la corrosión, una vez enterrada.
[0008] Los documentos WO 95/04239 y WO 95/19640 describen elementos de tubería revestidos con revestimientos similares.
[0009] El documento EP-A-0771 885 describe el uso de una pintura monocomponente a base de al menos una resina orgánica para tapar los poros de un revestimiento a base de cinc y aluminio depositado por pulverización térmica.
[0010] Un objeto de la invención es proporcionar un revestimiento que asegure una protección contra la corrosión más completa del elemento de tubería, en particular en suelo corrosivo en presencia de bacterias reductoras de sulfato, y que tenga un coste competitivo.
[0011] Para este propósito, el objeto de la invención es un revestimiento exterior de acuerdo con la reivindicación 1.
[0012] La expresión "a base de al menos una resina orgánica" significa que la pintura comprende al menos una resina orgánica. Por ejemplo, la resina orgánica representa al menos el 20%, preferiblemente al menos el 25% en peso de la pintura.
[0013] De acuerdo con realizaciones particulares, el revestimiento exterior comprende una o más de las siguientes características, tomadas por separado o en cualquier combinación técnicamente posible:
- la pintura es bicomponente con disolvente;
- dicho disolvente es orgánico;
- dicho disolvente es acuoso;
- la pintura es bicomponente en fase acuosa con codisolvente orgánico;
- la pintura es bicomponente y libre de disolvente;
- la segunda capa tiene un espesor ventajosamente entre 60 pm y 150 pm en seco; y
- las características correspondientes a una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6.
[0014] La invención también se refiere a un elemento de tubería revestido, a base de hierro, en particular hierro fundido, destinado a enterrarse, que comprende un revestimiento exterior como se ha descrito anteriormente.
[0015] Finalmente, la invención se refiere a un procedimiento para depositar un revestimiento exterior como se ha descrito anteriormente en un elemento de tubería a base de hierro, en particular hierro fundido, destinado a enterrarse, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:
a) deposición por metalización, preferiblemente por arco eléctrico, sobre el elemento de tubería, de la primera capa, y
b) deposición sobre la primera capa, no revestida con eflorescencias blancas, de la segunda capa.
[0016] De acuerdo con realizaciones particulares, el procedimiento comprende una o más de las siguientes características, tomadas por separado o en cualquier combinación técnicamente posible:
- las características correspondientes a una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10;
- en la etapa b), dicha superficie se lleva a la temperatura entre 35°C y 80°C pasando por al menos una parte del elemento de tubería en un horno de precalentamiento;
- en la etapa a), la primera capa se deposita por pulverización térmica, preferiblemente por arco eléctrico;
- la etapa b) de deposición de la segunda capa se realiza mediante pistola con aire comprimido;
- la etapa b) de deposición de la segunda capa se realiza mediante pistola sin aire comprimido.
[0017] La invención se entenderá mejor tras la lectura la siguiente descripción, dada únicamente a modo de ejemplo, y hecha con referencia a la única figura, que es una vista esquemática y parcial de una sección transversal de un elemento de tubería de acuerdo con la invención.
[0018] En la figura se muestra un elemento de tubería revestido 1 enterrado en un suelo 3 y que sirve para transportar un fluido 5, por ejemplo, agua potable.
[0019] El elemento de tubería revestido 1 comprende un elemento de tubería 7 y un revestimiento exterior 9 ubicado entre el suelo 3 y el elemento de tubería 7, distribuido ventajosamente sobre el elemento de tubería 7 para aislarlo del suelo 3.
[0020] El elemento de tubería 7 se fabrica a base de hierro, preferiblemente hierro fundido dúctil. El elemento de tubería 7 es, por ejemplo, un tubo. En el ejemplo mostrado, se extiende en una dirección longitudinal L perpendicular al plano de la figura. Solo una porción de la sección del elemento de tubería 7 se muestra en la figura, el resto de la sección se puede extrapolar sin dificultad a partir de la porción que se muestra.
[0021] El fluido 5 circula al interior del elemento de tubería 7 en la dirección longitudinal L. Puede existir un revestimiento interior, no mostrado, en una pared interna del elemento de tubería 7, para aislar el fluido 5 del elemento de tubería 7.
[0022] El revestimiento exterior 9 comprende una primera capa 11 y una segunda capa 13 dispuesta sobre la primera capa 11.
[0023] La primera capa 11 es porosa y se deposita ventajosamente por metalización con arco eléctrico. La primera capa 11 comprende una aleación o pseudoaleación de cinc.
[0024] La primera capa 11 también comprende cobre y/o plata, con un contenido en peso de entre el 0,1% y el 5%. Estos componentes se añaden, por ejemplo, en forma elemental o en forma de óxidos.
[0025] La aleación o pseudoaleación comprende, en proporción en peso, al menos el 50% de cinc y entre el 0,5% y el 40% de aluminio. Por ejemplo, la primera capa 11 comprende el 84% de cinc, el 15% de aluminio y el 1% de cobre en proporciones en peso.
[0026] Bajo la acción de agentes corrosivos del suelo, la primera capa 11 se convierte en una capa protectora de productos de corrosión estables en el ambiente donde se originó. La primera capa 11 se denomina "anódica" con respecto a al hierro fundido, ya que se transforma progresivamente por oxidación bajo el efecto de la celda electroquímica formada por el hierro fundido, la aleación y el suelo.
[0027] La formación de dicha capa protectora permite proteger el hierro fundido subyacente, posiblemente expuesto en los daños de la capa de aleación. El agente bactericida de la primera capa 11 inhibe la acción de las bacterias presentes.
[0028] Debido a su deposición por metalización en arco, la primera capa 11 consiste en gotitas solidificadas y, por lo tanto, es porosa. Al adaptar las configuraciones del procedimiento de metalización que rigen el tamaño de los poros y el espesor de la capa, los expertos en la técnica pueden ajustar las condiciones, particularmente la velocidad, de formación de la capa protectora. Se ha encontrado que la estructura bifásica de la aleación de cinc/aluminio promueve el atrapamiento de los productos de transformación de cinc.
[0029] La primera capa 11 tiene una densidad superficial de al menos 200 g/m2, preferiblemente al menos 350 g/m2, por ejemplo, aproximadamente 400 g/m2. Ventajosamente, la primera capa 11 se deposita mediante pulverización térmica, para obtener las densidades superficiales mencionadas anteriormente.
[0030] La segunda capa 13 es una pintura a base de una resina orgánica, por ejemplo, una resina epoxi, bicomponente, en un disolvente orgánico. La segunda capa 13 es porosa. La segunda capa 13 es apta para tapar los poros de la primera capa 11, así como ajustar la velocidad de las reacciones electroquímicas que se producen en el entorno del elemento de tubería.
[0031] La pintura está formulada, por ejemplo, a partir de compuestos que pertenecen a las listas positivas de la Unión Europea para el contacto con productos alimenticios (Reglamento europeo UE n.° 10/2011) y que, en la fecha de presentación de esta Solicitud de patente, disponen de aprobaciones reguladoras (por ejemplo, un Certificado de Cumplimiento de Salud Francés (ACS), o un certificado WRAS en inglés) para productos en contacto con agua destinada al consumo humano.
[0032] La segunda capa 13 comprende ventajosamente uno o más principios activos que pueden entrar en contacto con agua destinada al consumo humano, por ejemplo agentes bactericidas. El agente bactericida es, por ejemplo, una sal de cobre capaz de restringir la actividad de las bacterias del suelo 3. Los principios activos bactericidas tienen ventajosamente una migración muy lenta (agua, suelo) una vez que se ha secado la pintura. Las partículas sólidas de los agentes bactericidas se encapsulan después por la resina: la difusión de agua desde el medio exterior a través de la resina conduce a la ionización de estos agentes que posteriormente, por difusión lenta, se liberarán en el medio exterior.
[0033] Ahora se describirá un procedimiento para depositar el revestimiento exterior 9 en el elemento de tubería 7. El procedimiento comprende una etapa a) de depósito en el elemento de tubería 7 de la primera capa 11 como se ha descrito anteriormente, y una etapa b) de deposición en la primera capa 11 de una segunda capa 13 como se ha descrito anteriormente.
[0034] En la etapa a), la primera capa 11 se deposita ventajosamente por pulverización térmica, preferiblemente por arco eléctrico.
[0035] Se deposita una cantidad suficiente de material para obtener una densidad superficial de la primera capa 11 de al menos 200 g/m2, preferiblemente al menos 350 g/m2. La proyección se realiza, por ejemplo, a partir de hilos sólidos o rellenos según la disponibilidad de aleación de cinc.
[0036] En la etapa b), la segunda capa 13 se deposita ventajosamente sobre la primera capa 11, mientras que la última no está revestida con eflorescencias blancas, es decir, con un espacio de tiempo reducido entre la deposición de la segunda capa 13 y la primera capa 11.
[0037] En la etapa b), la segunda capa 13 se deposita ventajosamente por medio de una pistola sin aire comprimido, en particular para áreas grandes, y/o brocha, en particular para áreas pequeñas o retoques, de tal manera que la segunda capa 13 tiene un espesor ventajosamente entre 60 pm y 150 pm en seco, por ejemplo, un espesor de aproximadamente 120 pm en seco.
[0038] La deposición de la segunda capa 13 se realiza ventajosamente, al menos en parte, mediante una pistola sin aire comprimido, realizándose la aplicación con una pistola sobre una superficie que tiene una temperatura entre 35°C y 80°C. Esta superficie se lleva a dicha temperatura, por ejemplo, pasando los elementos de tubería por un horno de precalentamiento.
Ejemplos de revestimiento:
[0039] Revestimiento exterior 9 según la invención sobre tubo de hierro fundido dúctil 7, que consiste en una primera capa metalizada 11 depositada por arco eléctrico, de 400 g/m2 de aleación de cinc-aluminio-cobre con el 15% de aluminio y el 1% de cobre en peso, y una segunda capa 13 que consiste en una pintura a base de una resina epoxi, bicomponente, en un disolvente orgánico, teniendo la segunda capa 13 un espesor de 120 pm en seco.
[0040] La pintura se aplicó después de precalentar el tubo 7 revestido con la primera capa 11 en un horno a 80°C.
[0041] La pintura a base de resina epoxi comprende ventajosamente un agente bactericida, por ejemplo, una sal de cobre, para restringir la actividad de las bacterias del suelo 3 en el revestimiento exterior 9.
[0042] De acuerdo con un segundo ejemplo según la invención, la primera capa 11 comprende un agente bactericida de cobre entre 0,1% y 5% en peso, para restringir la actividad de las bacterias del suelo 3 en el revestimiento exterior 9. La segunda capa 13 está en este ejemplo desprovista de agente bactericida.
[0043] De acuerdo con un tercer ejemplo no conforme a la invención, la primera capa 11 está desprovista de agente bactericida y la segunda capa 13 comprende un agente bactericida, por ejemplo, una sal de cobre, para restringir la actividad de las bacterias del suelo 3 en el revestimiento exterior 9.
[0044] Gracias a las características de la primera capa 11 y la segunda capa 13 descritas anteriormente, el revestimiento exterior 9 proporciona una protección contra la corrosión aún más eficaz del elemento de tubería 7, particularmente en suelo corrosivo 3 que presenta una fuerte actividad bacteriana. De hecho, la segunda capa 13 tapa muy eficazmente los poros de la primera capa 11 mientras permite ajustar la tasa de consumo de la aleación de sacrificio. Además, el revestimiento exterior 9, por su constitución y su procedimiento de aplicación, tiene un coste muy competitivo.
[0045] Además, las operaciones de revestimiento del elemento de tubería 7 se facilitan porque es posible depositar el mismo revestimiento 9 en áreas destinadas a estar en contacto únicamente con el suelo corrosivo 3 y en áreas que se pueden poner en contacto con el agua 5 para consumo humano.
Claims (9)
1. Revestimiento exterior (9) para un elemento de tubería subterráneo (7) a base de hierro, en particular hierro fundido, estando el revestimiento exterior (9) constituido por una primera capa porosa (11) y una segunda capa porosa (13) dispuesta en la primera capa (11) y capaz de tapar los poros de la primera capa (11), estando el revestimiento exterior (9) caracterizado porque:
- la primera capa (11) comprende una aleación o pseudoaleación de cinc, comprendiendo la aleación o pseudoaleación, en proporción en peso, al menos el 50% de cinc, y preferiblemente entre el 0,5% y el 40% de aluminio, y
- la segunda capa (13) comprende una pintura con una base de al menos una resina orgánica, siendo la pintura solamente monocomponente en un disolvente o co-disolvente orgánico, o bicomponente, y - al menos una de la primera capa (11) y la segunda capa (13) comprende un agente bactericida, y - la primera capa (11) comprende al menos un agente bactericida tomado de la lista que consiste en cobre, plata y una mezcla de cobre y plata, estando dicho cobre, dicha plata y dicha mezcla de cobre y plata, respectivamente, a concentraciones en peso comprendidas entre el 0,1% y el 5%.
2. Revestimiento exterior (9) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda capa (13) comprende al menos un agente bactericida capaz de entrar en contacto con agua destinada al consumo humano, en particular cobre, plata o sus sales, estando ducho cobre, dicha plata y dichas sales de los mismos preferiblemente, respectivamente, en concentraciones en peso comprendidas entre el 0,1% y el 5%.
3. Revestimiento exterior (9) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la primera capa (11) tiene una densidad superficial de al menos 200 g/m2, preferiblemente al menos 350 g/m2
4. Revestimiento exterior (9) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la resina orgánica de la segunda capa se selecciona de resinas de acrílico natural, epoxi, poliuretano, bituminosas, de vinilo y mezclas de los mismos.
5. Revestimiento exterior (9) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la pintura contiene un disolvente seleccionado de disolventes orgánicos, agua y mezclas de los mismos, representando el disolvente entre el 20% y el 60%, preferiblemente entre el 30% y el 50%, en peso de la pintura, y representando la resina orgánica entre el 20% y el 70%, preferiblemente entre el 25% y el 45% en peso de la pintura.
6. Elemento de tubería revestido (1), a base de hierro, particularmente de hierro fundido, destinado a ser enterrado, y caracterizado porque comprende un revestimiento exterior (9) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
7. Procedimiento para depositar un revestimiento exterior (9) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en un elemento de tubería a base de hierro (7), en particular de hierro fundido, destinado a enterrarse, estando el procedimiento caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
a) deposición por metalización, preferiblemente por arco eléctrico, sobre el elemento de tubería, de la primera capa (11), y
b) deposición sobre la primera capa (11), no revestida con eflorescencias blancas, de la segunda capa (13).
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la etapa b) de deposición de la segunda capa (13) se realiza por medio de una pistola, y/o con una brocha o un rodillo, de modo que la segunda capa (13) tenga un espesor de entre 60 pm y 150 pm en seco.
9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 o 8, en el que la etapa b) de deposición de la segunda capa (13) se realiza, al menos parcialmente, mediante una pistola sin aire comprimido, realizándose la aplicación de pulverización sobre una superficie que tiene una temperatura de entre 35°C y 80°C.
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