ES2940817T3 - Método para conectar los extremos de tubos de acero revestidos interiormente - Google Patents

Método para conectar los extremos de tubos de acero revestidos interiormente Download PDF

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Abstract

1. Un método para conectar los extremos de tuberías de acero revestidas internamente y tuberías de acero, soldando los extremos de las tuberías de acero revestidas internamente (1) provistas de un revestimiento no metálico (2), en el que los extremos de la tubería, antes del revestimiento interno se aplica a las tuberías, en el área de la costura de soldadura la conexión de la tubería se conecta a un metal resistente a la corrosión (3), luego se aplica el revestimiento interior de tal manera que el revestimiento cubra el metal resistente a la corrosión dejando fuera se sueldan el área de la costura de soldadura de los extremos de los tubos y luego los extremos de los tubos de acero; El metal resistente a la corrosión se aplica como revestimiento en el interior de los extremos de la tubería, al menos en el área de la costura de soldadura, antes de soldar los extremos de la tubería. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para conectar los extremos de tubos de acero revestidos interiormente
La invención se refiere a un método para conectar los extremos de tubos de acero revestidos interiormente según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos.
Los revestimientos interiores de los tubos de acero pueden ser metálicos, por ejemplo, como revestimiento de zinc, o no metálicos, por ejemplo, de material plástico o cerámica. A continuación, se tienen en consideración únicamente tubos de acero con un revestimiento interior no metálico.
Las tuberías de tubos soldados se utilizan, por ejemplo, para agua potable y aguas residuales, así como para el transporte de medios agresivos. Por lo general, están protegidos contra corrosión por el exterior con un revestimiento de material plástico no metálico de tres capas. Las tuberías con revestimientos interiores no metálicos de material plástico o cerámica se utilizan, por ejemplo, para transportar medios agresivos en la industria del petróleo y el gas en tierra y en alta mar. Los revestimientos de material plástico conocidos consisten, por ejemplo, en poliuretano, polietileno, resina epoxi o poliamida. En la producción operativa, los tubos provistos de un revestimiento interior no metálico, allí donde los tubos se sueldan posteriormente junta contra junta para formar una tubería en el lugar de construcción o bien se mantienen libres del revestimiento para garantizar una soldadura perfecta o los tubos se proveen por completo de un revestimiento interior, que se elimina de nuevo recortando en la zona de la costura de soldadura antes de que se suelde en el lugar de construcción o se daña térmicamente cuando se suelda. De esta manera, además de una soldadura perfecta de los extremos de los tubos, también han de evitarse daños en el revestimiento debido a la introducción de calor durante la soldadura.
Tras soldarse los tubos, las zonas de conexión que se han mantenido libres del revestimiento deben recubrirse con un revestimiento apropiado para cumplir con los requisitos de protección contra la corrosión, lo que requiere un esfuerzo considerable y, a menudo, no es posible en el interior de una tubería.
Para resolver este problema se conoce, por ejemplo, por la publicación DD 291 495 A5 un método para conectar los extremos de tubos de acero revestidos interiormente, en cuyo caso en primer lugar se suelda un trozo de tubo de acero resistente a la corrosión de al menos 10 cm de largo a tubos preparados sin revestimiento.
A continuación, los tubos se recubren por el interior, extendiéndose el revestimiento de 2 a 3 cm sobre la costura de soldadura entre el tubo y la pieza de tubo soldada. Al unirse o al colocarse los tubos, se sueldan entonces entre sí los extremos de tubo no revestidos de acero resistente a la corrosión sin que el revestimiento se dañe por la influencia del calor.
La desventaja aquí es que, dependiendo del diámetro de la tubería, las piezas de tubo correspondientes de material resistente a la corrosión deben mantenerse en stock y la soldadura de un reborde de este tipo es muy laboriosa y, por lo tanto, costosa. Además, los extremos de tubo de material resistente a la corrosión deben estar configurados de tal manera que puedan hacer frente a las cargas durante el funcionamiento de la conducción (generalmente presión interior). Debido a ello se utiliza más material del necesario para una mera protección contra la corrosión.
Otro método para unir los extremos de tubos de acero es conocido por el documento US 3453004 A.
El objeto de la invención es indicar un método alternativo para conectar los extremos de tubos de acero con un revestimiento interior no metálico, que sea más económico y fácil de realizar.
Además, ha de indicarse una conducción de tubo de acero a partir de los tubos soldados de esta manera.
De acuerdo con la invención, un método según la reivindicación 1 ofrece una posibilidad más económica y sencilla de conectar entre sí tubos revestidos interiormente dando lugar a una tubería. En comparación con el estado de la técnica, se reduce notablemente el esfuerzo requerido para producir una conexión de tubo en tubos de acero revestidos interiormente, ya que no se requiere una pieza de tubo de acero resistente a la corrosión que coincida con las respectivas dimensiones del tubo para soldar a los extremos del tubo, sino que se realiza la protección contra la corrosión en la zona de la costura de soldadura del revestimiento interior a través de un revestimiento sencillo de la pared interior en los extremos del tubo. Por lo tanto, independientemente del diámetro del tubo, la protección contra la corrosión se puede garantizar fácilmente en tubos revestidos interiormente en la zona de la costura de soldadura de los extremos del tubo.
El revestimiento de los extremos de tubo mismo puede producirse de acuerdo con la invención, por ejemplo, por medio de un plaqueado térmico, químico, electroquímico, físico-químico o mecánico.
Ha resultado ser ventajoso para un compromiso entre la protección contra la corrosión en la zona de la costura de soldadura y la rentabilidad, cuando el revestimiento se extiende en dirección longitudinal del tubo, partiendo desde el extremo del tubo, por una longitud de al menos 5 mm. La longitud del revestimiento depende del tamaño de la zona de la costura de soldadura, que a su vez depende del método de soldadura utilizado y de la distancia de energía introducida en los extremos de tubo a soldar. Por lo tanto, la longitud del revestimiento en el extremo de tubo también puede ser, por ejemplo, de 10 mm, 20 mm, 30 mm o más.
En una primera configuración ventajosa de la invención, el revestimiento se realiza mediante plaqueado térmico. El propio plaqueado puede comprender ventajosamente soldadura de recargue, soldadura indirecta o una proyección térmica.
Según la invención, la soldadura de recargue puede producirse, por ejemplo, mediante soldadura por electroescoria, soldadura por arco sumergido, soldadura por rayo láser, soldadura por plasma o soldadura por gas inerte de metales. Sin embargo, también se pueden utilizar otros métodos, como, por ejemplo, métodos de soldadura híbridos, con los que se consigue una soldadura de recargue superficial. Se pueden utilizar tanto electrodos de cinta como también de alambre.
En una configuración de la invención, la soldadura de recargue se realiza ventajosamente de manera parcial o totalmente mecanizada/automatizada, pero también es posible la soldadura de recargue manual.
Las soldaduras de recargue se pueden realizar a este respecto con electrodos de barra, soldadura TIG, soldadura por gas, soldadura por plasma (con polvo, alambre caliente), así como soldadura por fricción y soldadura por presión de resistencia.
Si se utiliza, de acuerdo con la invención, una proyección térmica para la producción del revestimiento, esta puede ser, por ejemplo, una proyección con llama, una proyección con plasma, una proyección con láser o una proyección con arco eléctrico, pero también son concebibles otros métodos de proyección no mencionados aquí para el uso previsto.
Sin embargo, el revestimiento de los extremos de tubo puede producirse también mediante plaqueado químico, electroquímico o físico-químico. Se mencionan aquí, por ejemplo, la deposición de metal sin electricidad, deposición catódica o el revestimiento de PVD.
Alternativamente, de acuerdo con la invención, el revestimiento también se puede realizar mediante un plaqueado mecánico, por ejemplo, insertando un anillo de tubo en el extremo de tubo, uniéndose el anillo de tubo con el tubo en unión por arrastre de fuerza o de materiales.
La conexión por arrastre de fuerza del anillo de tubo con el extremo de tubo ha de producirse a este respecto ventajosamente mediante contracción, compresión, introducción a presión, presión hacia abajo o laminación.
La conexión en unión de materiales del anillo de tubo con el extremo de tubo se produce ventajosamente por medio de soldadura.
Dependiendo de los requisitos de resistencia, el acero tubular puede consistir en un acero estructural sin alear o de baja aleación, como, por ejemplo, un grado B, X42, X52, X60, X65, X70, X80, X100 y el plaqueado puede ser, por ejemplo, dependiendo de los requisitos de las propiedades de corrosión un acero de alta aleación Cr, CrNi, CrNiMo o un material a base de Ni.
En caso de altos requisitos de resistencia al desgaste, también se puede utilizar, por ejemplo, un acero al carbono. Dependiendo de los requisitos de resistencia a la corrosión y/o al desgaste, el revestimiento interior no metálico de los tubos puede consistir, por ejemplo, en poliuretano, polietileno, resina epoxi, poliamida o un revestimiento cerámico. Además, la invención prevé ventajosamente, en términos de tecnología de flujo, que el revestimiento se aplique al menos con un grosor que se corresponda con el grosor del revestimiento interior aplicado posteriormente y, a continuación, se procese mecánicamente de nuevo hasta un grosor predeterminado exacto que se corresponda con el grosor del revestimiento. Esto asegura un paso uniforme, más ventajoso en lo que a flujo se refiere, hacia el revestimiento interior.
Asimismo, el revestimiento interior en la zona de superposición con el revestimiento se vuelve a procesar mecánicamente hasta el grosor del revestimiento interior. De esta manera puede adaptarse el grosor en la zona de superposición también de forma ideal al grosor previsto del revestimiento interior de material plástico, sin que se produzca un aumento excesivo de la zona de superposición, que interrumpiría el flujo de material del medio transportado durante el funcionamiento de la tubería.
Según la invención, la zona de superposición de plaqueado y revestimiento interior está generosamente dimensionada para descartar cualquier infiltración del revestimiento por parte de un medio corrosivo a transportar al interior del tubo de acero. Han demostrado ser ventajosas longitudes de superposición de al menos 3 mm. Dependiendo de la longitud del revestimiento, la longitud de superposición también puede ser ventajosamente de 5 mm, 10 mm, 20 mm o más para lograr una protección óptima contra infiltración del revestimiento.
En otra configuración ventajosa de la invención está previsto que la superficie del plaqueado en contacto con el revestimiento interior se provea en la zona de superposición de una estructura de superficie que mejore la sujeción mecánica con el revestimiento interior. Además de una unión de materiales a la que se debe aspirar entre plaqueado y revestimiento interior de recubrimiento, se realiza de este modo adicionalmente una unión mecánica entre las capas, que ofrece ventajas en particular al transportar medios abrasivos. De acuerdo con la invención, por lo tanto, se aumenta la rugosidad, por ejemplo, mediante un tratamiento de superficie mecánico, para mejorar la sujeción mecánica. De acuerdo con la invención, también se pone a disposición una tubería de acero con un revestimiento interior no metálico, consistente en tubos individuales soldados entre sí, cuyas zonas de extremo a soldar están libres del revestimiento en la zona de la costura de soldadura y el extremo de tubo en la zona de la costura de soldadura de la conexión de tubo está conectado a un metal inerte a la corrosión y el revestimiento cubre el metal interte a la corrosión a excepción de la zona de la costura de soldadura de los extremos de tubo, que se caracteriza porque el metal inerte a la corrosión está aplicado como revestimiento sobre los lados interiores al menos en la zona de la costura de soldadura de los extremos de tubo.
En particular, está previsto en este sentido ventajosamente que los lados interiores de los extremos de tubo presenten como revestimiento un plaqueado aplicado térmicamente de metal inerte a la corrosión y resistente al desgaste, al menos en la zona de la costura de soldadura de la conexión de tubos.
También se pone a disposición una tubería, habiéndose preparado y a continuación soldado los extremos de tubo de acuerdo con las etapas de método descritas anteriormente.
La invención se explica con más detalle a continuación con referencia a la figura 1.
Se representan los extremos de dos tubos A, B, los cuales se van a soldar entre sí. Los tubos A, B consisten en respectivamente un tubo de acero 1,1', que están provistos de un revestimiento interior no metálico 2,2' y un plaqueado inerte a la corrosión 3,3' aplicado en la superficie interior de los extremos de tubo. El revestimiento interior 2,2' presenta una zona de superposición 4,4' con el plaqueado 3,3', dejándose libre la zona de la costura de soldadura 5,5' de la conexión de tubos para evitar que el revestimiento se vea afectado negativamente por el calor introducido durante la soldadura. En la zona de superposición 4,4', el plaqueado 3,3' se procesa mecánicamente de tal manera que el revestimiento aquí aplicado no sobresalga del plaqueado 3,3' en la zona de la costura de soldadura 5,5'. Para soldar los extremos de los tubos A, B, éstos están provistos de un bisel de soldadura 6 como preparación de la costura.
No se representa aquí que la superficie del plaqueado 3,3' en contacto con el revestimiento interior 2,2' está provista en la zona de superposición 4,4' de una estructura de superficie que mejora la sujeción mecánica con el revestimiento interior, en la cual se aumentó la rugosidad.
Lista de referencias
Figure imgf000004_0001

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Método para soldar los extremos de tubos de acero (1,1') revestidos interiormente provistos de un revestimiento no metálico, en el cual los extremos de tubo antes de la aplicación del revestimiento interior (2,2') en los tubos se conectan en la zona (5,5') de la costura de soldadura de la conexión de tubos con un metal inerte a la corrosión (3,3'), a continuación, se aplica el revestimiento interior (2,2') de tal manera que el revestimiento cubre el metal inerte a la corrosión, a excepción de la zona de la costura de soldadura de los extremos de tubo, y a continuación, se sueldan los extremos de los tubos de acero, aplicándose el metal inerte a la corrosión (3,3') antes de la soldadura de los extremos de tubo como recubrimiento o plaqueado sobre los lados interiores de los extremos de tubo, al menos en la zona de la costura de soldadura (5,5'), aplicándose el revestimiento de los extremos de tubo al menos con un grosor que se corresponde con el grosor del revestimiento interior (2,2') aplicado posteriormente, caracterizado por que el recubrimiento o plaqueado (3,3') se vuelve a procesar mecánicamente hasta el grosor del revestimiento interior (2,2').
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado por
que el revestimiento de los extremos de tubo se produce mediante un plaqueado (3,3') térmico, químico, electroquímico, fisicoquímico o mecánico.
3. Método según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado por
que el revestimiento se extiende en dirección longitudinal de tubo, partiendo desde el extremo de tubo, por al menos 5 mm.
4. Método según la reivindicación 2,
caracterizado por
que el plaqueado mecánico (3,3') se realiza mediante introducción de un anillo de tubo en el extremo de tubo.
5. Método según la reivindicación 4,
caracterizado por
que el anillo de tubo se conecta en unión por arrastre de fuerza o de materiales con el tubo.
6. Método según la reivindicación 5,
caracterizado por
que la conexión en unión por arrastre de fuerza del anillo de tubo con el extremo de tubo se realiza mediante contracción, introducción a presión, presión hacia abajo o laminado.
7. Método según la reivindicación 5,
caracterizado por
que la conexión en unión de materiales del anillo de tubo con el extremo de tubo se realiza mediante soldadura.
8. Método según la reivindicación 2,
caracterizado por
que el plaqueado térmico es una soldadura por recargue o proyección térmica.
9. Método según la reivindicación 8,
caracterizado por
que la soldadura por recargue se produce mediante soldadura por electroescoria, soldadura por arco sumergido, soldadura por rayo láser, soldadura por plasma, soldadura manual por arco eléctrico o soldadura por gas protector de metal.
10. Método según la reivindicación 8,
caracterizado por
que la proyección térmica es una proyección con llama, proyección con plasma, proyección con láser o una proyección con arco eléctrico.
11. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizado por
que el acero tubular es un acero estructural no aleado o de baja aleación y el plaqueado un acero Cr, CrNi inerte a la corrosión de alta aleación o un material base de Ni.
12. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 11,
caracterizado por
que el revestimiento interior de los tubos consiste en material plástico o cerámica.
13. Método según la reivindicación 12,
caracterizado por
que el revestimiento de material plástico consiste en poliuretano, polietileno, resina epoxi o poliamida.
14. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 13,
caracterizado por
que la superficie del revestimiento en contacto con el revestimiento interior se provee en la zona de superposición de una estructura de superficie que mejora la sujeción mecánica con el revestimiento interior.
15. Método según la reivindicación 14,
caracterizado por
que para la mejora de la sujeción mecánica se aumenta la rugosidad.
16. Método según la reivindicación 14 o 15,
caracterizado por
que el revestimiento interior se aplica sobre el revestimiento con una longitud de superposición de al menos 3 mm.
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