ES2881676T3

ES2881676T3 - Protección contra incendios para tubería

Info

Publication number: ES2881676T3
Application number: ES16788537T
Authority: ES
Inventors: Christian Schlytter-Henrichsen
Original assignee: Favuseal As
Current assignee: Favuseal As
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2036-10-31
Also published as: PL3368809T3; EP3368809B1; DK3368809T3; KR102626947B1; WO2017072362A1; US20180320810A1; MY190828A; EP3368809A1; US10571067B2; KR20180072818A

Abstract

Un producto de protección contra incendios para su uso como protección contra incendios de una tubería (10), comprendiendo el producto de protección contra incendios una capa activa (11) de un material que contiene una sustancia activa que, cuando se somete a calor, se expande y sufre un proceso de reacción endotérmica, siendo la capa activa (11) para encerrar la tubería (10) sobre al menos una longitud de la tubería que se va a proteger, una pluralidad de piezas distanciadoras (12) que se extienden una distancia hacia afuera desde la capa activa (11), y un revestimiento tubular exterior (13) soportado por las piezas distanciadoras (12), el revestimiento tubular exterior (13) encierra la tubería (10) cuando el producto de protección contra incendios está en uso y encierra además la capa activa (11) y las piezas distanciadoras (12), en el que la capa activa (11), las piezas distanciadoras (12) y el revestimiento tubular exterior (13) definen un espacio (15) con un volumen, que puede acomodar la sustancia activa (11) después de que la sustancia activa (11) se haya expandido, y en el que el espacio (15) define un trayecto de drenaje (15, 16) para el drenaje del agua, y caracterizado porque la pluralidad de piezas distanciadoras (12) se extienden circunferencialmente alrededor de la capa activa (11) y tienen espacios de separación (16) alineados en una dirección axial de la tubería (10) para definir el trayecto de drenaje, y una parte que se extiende longitudinalmente del trayecto de drenaje (15, 16) que comprende los espacios de separación (16) se extiende a lo largo de una parte sustancial de un lado que está orientado hacia abajo de la longitud de la tubería (10) que debe ser protegida, cuando el producto de protección contra incendios está en uso.

Description

DESCRIPCIÓN

Protección contra incendios para tuberías

Campo de la invención

La invención se refiere a la protección pasiva contra incendios de objetos tubulares, tales como tuberías, contra el calor excesivo, en particular contra el fuego de hidrocarburos y el fuego a chorro.

Antecedentes de la invención

La protección pasiva contra incendios se utiliza para proteger objetos contra el fuego y está destinada a contener el fuego y / o retardar la propagación del fuego. En general, tales objetos incluyen cables eléctricos, tuberías y tanques que conducen o contienen hidrocarburos u otros materiales inflamables, conductos de ventilación, cajas de seguridad, sellos de penetración para cables y tuberías en paredes, etc.

Las fuentes de calor incluyen fuego de hidrocarburos, fuego a chorros, gases calientes, calor irradiado por infrarrojos, etc. La protección pasiva contra incendios puede usar componentes estructurales tales como paredes, pisos y puertas resistentes al fuego, o tener la forma de, por ejemplo, una capa aislante de fibras minerales que retrasará el calor del fuego en alcanzar el objeto protegido en el lado "frío" de la capa aislante. Otras tecnologías conocidas utilizan mate riales intumescentes que, al calentarse, se expanden y aumentan de volumen. Todavía otras tecnologías utilizan ma teriales que tras el calentamiento pasarán por una o más fases en las que el material reaccionará química y / o física mente con una o más reacciones endotérmicas, por ejemplo en las que se gastan los hidratos y se libera vapor de agua, lo cual tiene un efecto refrescante. Los materiales con tales propiedades endotérmicas incluyen materiales con base de polímeros y materiales con base de caucho que se aplican a la superficie del objeto a proteger.

La técnica anterior que es útil para comprender la presente invención se describe en el documento US 4.942.903. SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En un primer aspecto, la invención, que está definida por la reivindicación 1, proporciona un producto de protección contra incendios para su uso como una protección contra incendios de un objeto tubular, tal como una tubería, com prendiendo el producto de protección contra incendios

una capa activa de un material que contiene una sustancia activa que, cuando se somete a calor, se expande y sufre un proceso de reacción endotérmica, la capa activa encierra la tubería sobre al menos una longitud de la tubería a proteger,

una pluralidad de piezas distanciadores que se extienden una distancia hacia afuera desde la capa activa, y un revestimiento tubular exterior soportado por las piezas distanciadoras y que encierra la tubería, la capa activa y las piezas distanciadoras,

en el que

la capa activa, las piezas distanciadoras y el revestimiento tubular exterior definen un espacio con un volumen, que puede acomodar a la sustancia activa después de que la sustancia activa se haya expandido,

en el que el espacio define un trayecto de drenaje para el drenaje del agua, y

en el que

la pluralidad de piezas distanciadoras se extienden circunferencialmente alrededor de la capa activa y tienen espacios de separación alineados en una dirección axial de la tubería para definir la trayectoria de drenaje.

Por "sustancia activa" se entiende la parte de la capa activa que se expande y sufre un proceso de reacción endotér mica. La capa activa puede comprender otros componentes o sustancias. Como se explica a continuación, la capa activa puede sufrir más de un proceso endotérmico.

Preferiblemente, el revestimiento tubular exterior está soportado mecánicamente por las piezas distanciadoras. Al tener un trayecto de drenaje de este tipo incorporado en el producto, se puede conseguir que cualquier posible agua generada por condensación o entrada de agua dentro del revestimiento tubular exterior se pueda drenar automática mente del sistema. Esta agua puede producirse, por ejemplo, debido a la condensación de la humedad debida a las diferencias de temperatura entre un fluido que fluye dentro de la tubería, o la entrada de agua a través de la rotura de las juntas en el revestimiento tubular exterior como consecuencia del entorno.

En la invención, una parte que se extiende longitudinalmente del trayecto de drenaje que comprende los espacios de separación se extiende a lo largo de una parte sustancial de un lado que está orientado hacia abajo de la longitud de la tubería a proteger, cuando el producto de protección contra incendios está en uso. De este modo, el agua recogida en el trayecto de drenaje puede fluir hacia puntos discretos de los que se puede extraer, si es necesario.

La parte que se extiende longitudinalmente del trayecto de drenaje que comprende los espacios de separación puede ser recta, de manera que tenga una sección transversal sustancialmente constante a lo largo de una dirección paralela a la dirección axial de la tubería. Preferiblemente, el trayecto de drenaje está vacío en toda la sección transversal. Por "vacío" se entiende que sustancialmente no hay material sólido o líquido en el mismo excepto por la posible agua que se debe drenar.

En algunas realizaciones de la invención, se proporcionan uno o más orificios de drenaje en el revestimiento tubular exterior para drenar el agua del trayecto de drenaje a través de uno o más orificios de drenaje. Al disponer de tales orificios de drenaje, el agua acumulada en el trayecto de drenaje se puede eliminar automáticamente. Cada orificio de drenaje se puede cerrar con un tapón retirable o un tapón de drenaje con autobloqueo. Un propósito de tener los orificios de drenaje cerrados con tapones es evitar que el agua y la suciedad de los alrededores entren en el producto de protección contra incendios y posiblemente causen daño o degradación del mismo. Además, si se utilizan tapones de drenaje con autobloqueo en la invención, la invención será autodrenante durante el funcionamiento, pero los tapo nes de drenaje con autobloqueo sellarán por medio de un material intumescente en caso de incendio, por lo tanto, se mantendrá la integridad de protección pasiva contra incendios.

La capa activa puede ser impermeable al agua. Por lo tanto, puede ser usada para proteger la tubería de la entrada de agua de los alrededores, lo que puede resultar en una protección contra la corrosión incorporada. El uso de las piezas distanciadoras en la presente invención es para que actúen como un sellador en las juntas resultantes de la capa activa, en consecuencia, haciendo que la invención en general sea estanca al agua cuando se aplica presión desde el revestimiento exterior metálico. La capa activa también debe ser reconocida por tener una conductividad térmica muy alta, lo que da como resultado que la capa activa tenga casi la misma temperatura que la del fluido que circula en el interior de la tubería. La consecuencia de esta propiedad es que el agua condensada que da lugar a diferencias de temperatura se generará en el exterior de la capa activa. El agua condensada, nuevamente, será dre nada a través de los tapones de drenaje que se han explicado más arriba.

La sustancia activa puede estar libre de halógenos y libre de isocianatos, y debe generar una cantidad mínima de humo, lo que da como resultado una línea de visión clara para las personas que salen de la instalación en caso de incendio.

La sustancia activa puede estar libre de fibras, lo que da como resultado un entorno libre de polvo durante la instalación y una vez realizada la instalación. La ventaja de una sustancia activa sin fibras es que las propiedades de protección activa contra incendios se distribuyen por igual alrededor del objeto tubular protegido. Esto no excluye que la capa activa pueda contener fibras siempre que no formen parte de la sustancia activa, puesto que se ha demostrado que los materiales basados en fibras se comban durante la instalación cuando se instalan en un entorno que vibra, tales como tuberías que transportan por ejemplo hidrocarburos.

En realizaciones actualmente preferidas de la invención, la sustancia activa no libera gases corrosivos ni producción de humo cuando se calienta. Preferiblemente, este también es el caso de cualquier otro componente o sustancia comprendida por la capa activa. Esto será particularmente importante cuando el producto de protección contra incen dios se utilice para tuberías fabricadas con un material que podría corroerse, pero también será importante en relación con la protección contra la corrosión de los equipos o componentes circundantes, incluido el revestimiento exterior.

En algunas realizaciones de la invención, la sustancia activa, a una primera temperatura elevada, se hinchará y llenará completamente los espacios de separación vacíos generados por las piezas distanciadoras y, en segundo lugar, se someterá a un primer proceso endotérmico durante el cual se libera agua "atrapada", y posiblemente evaporada, dando como resultado un efecto de enfriamiento para el objeto protegido. Como esta reacción requiere mucha energía, el calor del fuego será consumido por el proceso endotérmico y, por lo tanto, retrasará el aumento de temperatura del objeto protegido.

En algunas realizaciones de la invención, la sustancia activa, a una segunda temperatura elevada más alta que la primera temperatura elevada, será sometida a un segundo proceso endotérmico durante el cual se crea una sustancia física y térmicamente estable para formar una barrera contra incendios. La sustancia térmicamente estable resultante debe reconocerse por tener una conductividad térmica muy baja y, como resultado, retrasará considerablemente la penetración de calor a lo largo del tiempo y proporcionará una mayor protección contra daños en la tubería, que de otro modo podrían haber provocado roturas y fugas del fluido que fluye en la tubería.

La sustancia activa puede ser un compuesto termoplástico que contiene cargas inorgánicas en un aglutinante com puesto por un copolímero, tal como un copolímero de etileno. Una tecnología de este tipo ha demostrado ser resistente a las condiciones climáticas a lo largo del tiempo y las fluctuaciones de temperatura, lo que produce una capa flexible que se moverá en paralelo a la contracción / expansión de la tubería con el tiempo. Además, un compuesto termoplástico proporcionará una protección continua y no se agrietará con el tiempo, por lo tanto, brindará una protección continua contra la penetración de agua a través de las juntas de la capa activa hacia el objeto tubular protegido. Un compuesto termoplástico también tiene los beneficios adicionales de poder resistir temperaturas frías extremas por debajo de menos 40 grados Celsius a menos 196 grados Celsius sin la pérdida de propiedades de fuego. Esto dará como resultado que la invención sea resistente a los derrames fríos producidos por fugas de, por ejemplo, gas natural licuado.

En un segundo aspecto, la invención proporciona una tubería que incluye un producto de protección contra incendios en cualquiera de las realizaciones que se han descrito más arriba. Una tubería de este tipo puede incluir además una capa de material de aislamiento térmico instalada en el revestimiento tubular exterior. Una capa de este tipo de material de aislamiento térmico puede proteger el entorno de la temperatura del fluido que fluye en la tubería. También puede proteger el fluido que fluye en la tubería de la temperatura del entorno. El tipo de aislamiento que se necesita depen derá de la aplicación real para la que se utilice la tubería.

Los aspectos primero y segundo de la presente invención pueden combinarse. Estos y otros aspectos de la invención resultarán evidentes y se aclararán con referencia a las realizaciones que se describen en la presente memoria des criptiva y a continuación.

El material que se expandirá y sufrirá un proceso de reacción endotérmica cuando se exponga al calor puede ser con base de caucho o con base de polímero. Un ejemplo preferido de un producto con base de polímero es el producto FAVUSEAL® NKX-6174 disponible en Favuseal AS, Noruega. FAVUSEAL® NKX-6174 es un material termoplástico que contiene cargas inorgánicas en un aglutinante compuesto por un copolímero de etileno. Se puede suministrar como cinta o láminas envolventes para su uso como cubierta protectora, o en forma granular para extrusión. El pro ducto FAVUSEAL® NKX-6174 también tiene la resistencia necesaria contra la penetración de agua.

Durante la exposición a las llamas o al calor, el producto FAVUSEAL® NKX-6174 pasa por las siguientes etapas de transformación:

90°C Ablandamiento

200°C Evolución de agua, hinchamiento

300°C Pirólisis de los aglutinantes poliméricos

800°C Formación de cerámica celular rígida estable hasta 1500°C

as propiedades del producto FAVUSEAL® NKX-6174 incluyen:

Buena conductividad térmica en estado virgen

Buen aislamiento térmico por encima de 200°C

Se hincha a aproximadamente el doble de su volumen original cuando se expone al calor

Buena estabilidad mecánica en todos los estados.

Actúa como barrera contra las llamas.

Sin halógenos, sin isocianatos, sin ácido bórico, sin fibras peligrosas

No se producen gases corrosivos al reaccionar.

Emisión de humo muy baja

Las aplicaciones del producto FAVUSEAL® NKX-6174 incluyen:

• Barrera contra fuegos para la protección de objetos tales como tuberías (acero / GRE), estructuras y paredes, cables, bandejas portacables y accesorios.

Propiedades físicas del producto FAVUSEAL® NKX-6174

Conductividad térmica

Cuando el producto FAVUSEAL® NKX-6174 se somete a calor, por ejemplo en un fuego, se producen transiciones de dos fases. La primera fase tiene lugar entre 200°C y 250°C y la segunda fase tiene lugar entre 700°C y 800°C. En la primera transición de fase, el agua cristalina se genera a partir de los grupos O-H en los rellenos. El agua se evapora y la reacción es fuertemente endotérmica (absorbente del calor). La temperatura detrás de la barrera del producto FAVUSEAL® NKX-6174 no excederá aproximadamente los 300°C mientras tenga lugar esta reacción porque este proceso realmente consume energía que se utiliza para liberar el agua. La segunda fase está a 700°C - 800°C creando una sustancia cerámica microporosa sólida con una conductividad térmica muy baja que también es físicamente es table.

Breve descripción de los dibujos

El producto de protección contra incendios de acuerdo con la invención se describirá a continuación con más detalle con respecto a las figuras que se acompañan. Las figuras muestran una forma de implementar la presente invención y no deben interpretarse como limitantes de otras posibles realizaciones que caen dentro del alcance del conjunto de reivindicaciones adjunto.

La figura 1 es una sección longitudinal a través de una sección de una tubería con un producto de protección contra incendios de acuerdo con la invención; y

La figura 2 es una sección transversal a través de la tubería en la figura 1 tomada como es indicado por las flechas A-A.

Descripción detallada de los dibujos

En la figura 1 se muestra una sección de una tubería 10, por ejemplo una tubería de acero utilizada para la conducción de hidrocarburos. En la superficie exterior de la tubería 10 hay una capa activa 11 de un material que contiene una sustancia activa que, cuando se somete a calor, se expande y sufre un proceso de reacción endotérmica. La capa activa contiene preferiblemente un material con base de polímero o con base de caucho y encierra la tubería en al menos una longitud de la tubería a proteger contra el fuego. Un material preferido es el FAVUSEAL® NKX-6174 que se ha identificado más arriba. Una pluralidad de piezas distanciadoras 12, preferiblemente del mismo material que la capa activa 11, están dispuestas en el lado exterior de la capa activa 11 y se extienden una distancia hacia afuera desde la capa activa. Las piezas distanciadoras deberían estar hechas preferiblemente del mismo material que la capa activa para que el espacio vacío creado por las piezas distanciadoras se selle al 100% mediante el efecto de hinchamiento reconocido por el primer proceso de reacción endotérmica. Tales piezas distanciadoras hechas preferiblemente del mismo material que la capa activa no causarán efectos adversos al combinar diferentes tecnologías, ya que son compatibles. Las piezas distanciadoras 12 soportan un revestimiento tubular exterior 13, por ejemplo de metal tal como acero, y la capa activa, las piezas distanciadoras y el revestimiento tubular exterior definen un espacio 15 con un volumen.

Cuando se somete a calor tal como a un fuego de hidrocarburos o a un fuego en chorro, la capa activa 11 se expandirá en primer lugar en el espacio. El material preferido, FAVUSEAL® NKX-6174, se expandirá aproximadamente dos veces su volumen original, y el volumen del espacio se dimensionará para acomodar la sustancia activa después de que la sustancia activa se haya expandido, de modo que la sustancia activa pueda expandirse completamente y llenar el espacio 15. En el estado expandido, el producto FAVUSEAL® NKX-6174 tiene una conductividad térmica de apro ximadamente el 10% de la conductividad térmica en el estado no expandido y, por lo tanto, actúa como una capa aislante posteriormente en un escenario de fuego.

La humedad en el espacio 15 puede deberse a la entrada de agua a través de fugas en las juntas del revestimiento metálico tubular, o como resultado del agua condensada que da como resultado diferencias de temperatura entre el fluido que fluye dentro de la tubería y la temperatura ambiente, y formará agua líquida. . El espacio 15 define en sí mismo un trayecto de drenaje para drenar el agua del producto. Como se ve mejor en la figura 2, cada una de la pluralidad de piezas distanciadoras 12 se extiende circunferencialmente alrededor de la capa activa 11 y tiene espacios de separación 16 alineados en la dirección axial de la tubería para definir el trayecto de drenaje que se extiende en la dirección longitudinal de la tubería 10. Como se ve en la figura 1, una parte que se extiende longitudinalmente del trayecto de drenaje 15, 16 que comprende los espacios de separación 16, se extiende a lo largo de una longitud sustancial de un lado que está orientado hacia abajo de la longitud de la tubería 10 a proteger, cuando el producto de protección contra incendios está en uso. Esta parte que se extiende longitudinalmente del trayecto de drenaje 15, 16 que comprende los espacios de separación 16 puede ser recta.

El revestimiento exterior 13 tiene preferiblemente uno o más orificios de drenaje 17 para drenar el agua del trayecto de drenaje a través de los orificios de drenaje 17. Cada orificio de drenaje 17 está cerrado con un tapón retirable 18. Preferiblemente, los tapones 18 son tapones de drenaje autobloqueantes que, en caso de incendio, sellarán la abertura por medio de un material intumescente en el interior del tapón de drenaje, tal como un material altamente intumescente con base de grafito, o cualquier otro material expansivo adecuado con el fin de sellar los tapones de drenaje, mante niendo como consecuencia, la integridad de la invención cuando se expone al fuego.

La estructura que se ha descrito más arriba con la capa activa 11, los distanciadores 12 y el revestimiento exterior tubular 13 constituyen una protección contra incendios de la tubería 10.

Si se desea, se puede aplicar una capa de material aislante térmico 19, no necesariamente con alguna resistencia al fuego, a la superficie exterior del revestimiento tubular exterior para proporcionar protección térmica y contra incendios 13. Los materiales aislantes térmicos adecuados incluyen productos de lana mineral. tales como ISOVER ULTIMATE de SAINT-GOBAIN ISOVER y productos similares de aislamiento térmico.

Aunque la presente invención se ha descrito en relación con las realizaciones especificadas, no se debe interpretar como limitada en modo alguno a los ejemplos presentados. El alcance de la presente invención es establecido por el conjunto de reivindicaciones que se acompañan. En el contexto de las reivindicaciones, los términos "que comprende" o "comprende" no excluyen otros posibles elementos o pasos. Además, la mención de referencias tales como "un" o "una", etc. no se debe interpretar como excluyente de una pluralidad. El uso de signos de referencia en las reivindica ciones con respecto a los elementos indicados en las figuras tampoco se interpretará como una limitación del alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un producto de protección contra incendios para su uso como protección contra incendios de una tubería (10) , comprendiendo el producto de protección contra incendios

una capa activa (11) de un material que contiene una sustancia activa que, cuando se somete a calor, se expande y sufre un proceso de reacción endotérmica, siendo la capa activa (11) para encerrar la tubería (10) sobre al menos una longitud de la tubería que se va a proteger,

una pluralidad de piezas distanciadoras (12) que se extienden una distancia hacia afuera desde la capa activa (11), y

un revestimiento tubular exterior (13) soportado por las piezas distanciadoras (12), el revestimiento tubular exterior (13) encierra la tubería (10) cuando el producto de protección contra incendios está en uso y encierra además la capa activa (11) y las piezas distanciadoras (12),

en el que

la capa activa (11), las piezas distanciadoras (12) y el revestimiento tubular exterior (13) definen un espacio (15) con un volumen, que puede acomodar la sustancia activa (11) después de que la sustancia activa (11) se haya expandido, y

en el que el espacio (15) define un trayecto de drenaje (15, 16) para el drenaje del agua, y caracterizado porque

la pluralidad de piezas distanciadoras (12) se extienden circunferencialmente alrededor de la capa activa (11) y tienen espacios de separación (16) alineados en una dirección axial de la tubería (10) para definir el trayecto de drenaje, y

una parte que se extiende longitudinalmente del trayecto de drenaje (15, 16) que comprende los espacios de separación (16) se extiende a lo largo de una parte sustancial de un lado que está orientado hacia abajo de la longitud de la tubería (10) que debe ser protegida, cuando el producto de protección contra incendios está en uso.

2. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la parte que se extiende longitudinalmente del trayecto de drenaje (15, 16) que comprende los espacios de separación (16) es recta.

3. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que se proporcionan uno o más orificios de drenaje (17) en el revestimiento tubular exterior (13) para drenar el agua del trayecto de drenaje (15, 16) a través de uno o más orificios de drenaje (17).

4. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con la reivindicación 3, en el que

cada orificio de drenaje (17) se cierra con un tapón retirable (18).

5. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa activa (11) es impermeable al agua.

6. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia activa (11) está libre de halógenos.

7. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia activa (11) no contiene fibras.

8. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia activa (11) no libera gases corrosivos o una producción de humo significativa cuando se calienta.

9. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia activa (11), a una primera temperatura elevada, se hinchará y llenará los espacios de separación vacíos generados por las piezas distanciadoras y, en segundo lugar, se someterá a un primer proceso endotérmico durante el cual el agua se libera y se evapora.

10. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la sustancia activa (11) , a una segunda temperatura elevada más alta que la primera temperatura elevada, experimentará un segundo proceso endotérmico durante el cual se crea una barrera contra incendios física y térmicamente estable.

11. Un producto de protección contra incendios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia activa (11) es un compuesto termoplástico que contiene cargas inorgánicas en un aglutinante compuesto por un copolímero, tal como un copolímero de etileno.

12. Una tubería (10) que incluye un producto de protección contra incendios de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

13. Una tubería (10) de acuerdo con la reivindicación 12 que incluye además una capa (19) de material de aisla miento térmico en el revestimiento tubular exterior (13).