ES2951536T3 - Uso de espumas de melamina/formaldehído para el aislamiento térmico de contenedores y tuberías que contienen líquidos criogénicos - Google Patents

Uso de espumas de melamina/formaldehído para el aislamiento térmico de contenedores y tuberías que contienen líquidos criogénicos Download PDF

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Abstract

Uso de espumas de melamina/formaldehído para el aislamiento térmico de contenedores o tuberías que se utilizan para almacenar o transportar líquidos criogénicos, aplicándose las espumas de melamina/formaldehído como una envoltura a la pared exterior de los contenedores o tuberías, así como el uso de contenedores o tuberías con una camisa hecha de espuma de melamina/formaldehído para almacenar o transportar líquidos criogénicos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Uso de espumas de melamina/formaldehído para el aislamiento térmico de contenedores y tuberías que contienen líquidos criogénicos
La presente invención se refiere al uso de contenedores o tuberías que tienen un revestimiento hecho de una espuma de melamina/formaldehído para almacenar o transportar líquidos criogénicos, en donde la espuma de melamina/formaldehído se aplica como revestimiento sobre la pared exterior de los contenedores o tuberías.
Las espumas de celda abierta a base de un producto de condensación de melamina/formaldehído son conocidas para diversas aplicaciones de aislamiento térmico y acústico en edificios y vehículos.
El documento EP-A 683349 describe carcasas de tubos hechas de una espuma de melamina/formaldehído de celda abierta para el aislamiento térmico de tubos cargados con gases o líquidos calientes. Con el fin de evitar la formación de grietas entre las piezas individuales de la carcasa de un tubo o la formación de pliegues durante la laminación de una superficie, las carcasas del tubo se proveen en la dirección perimetral de una pluralidad de incisiones anulares que van perpendiculares al eje del tubo.
Los contenedores cisterna para el transporte de líquidos criogénicos se componen generalmente de un revestimiento de doble pared que puede evacuarse para aislar o de una funda externa estructurante hecha de acero o de plásticos reforzados con fibra de vidrio y de una capa interior termoaislante que puede estar formada por varias capas o placas. Para el aislamiento térmico se utilizan generalmente espumas poliméricas de poliuretano (documentos GB 1436109, GB 144029, US 3,993213 o US 4,835,975).
El documento WO 2007/003608 describe un depósito de almacenamiento de líquidos hecho de una espuma de celda abierta a base de un producto de condensación de melamina/formaldehído con un revestimiento hecho de metal o plástico, y su uso como depósito de combustible, depósito de aceite, contenedor cisterna para vehículos cisterna, remolques cisterna o buques cisterna, en particular para almacenar o transportar sustancias líquidas peligrosas, sustancias peligrosas para el medio ambiente o líquidos criogénicos.
El documento WO 2007/003607 describe un material de aislamiento térmico hecho de espuma de melamina/formaldehído para contenedores o tuberías que contienen líquidos criogénicos, hecho de una espuma de celda abierta a base de un producto de condensación de melamina/formaldehído. Debido a la elasticidad de la espuma de celda abierta, esta puede insertarse fácilmente en partes de contenedores ya prefabricadas.
El objetivo de la presente invención era encontrar un aislamiento térmico para contenedores, tuberías o gritertas que se utilizan para almacenar o transportar líquidos criogénicos, en particular oxígeno o nitrógeno licuados que, además de un buen aislamiento térmico, tuviera una alta resistencia a la temperatura, robustez frente a los cambios de temperatura y una alta flexibilidad tanto a temperatura criogénica, como también a temperatura ambiente. Además, no debería favorecer la corrosión del recipiente o la tubería, debería poder tratarse posteriormente en el lugar de uso y debería poder aplicarse como revestimiento a la pared exterior del recipiente o las tuberías.
Este objetivo se logró mediante el uso de contenedores o tuberías con un revestimiento hecho de espuma de melamina/formaldehído para almacenar o transportar líquidos criogénicos, en donde la espuma de melamina/formaldehído se aplica como revestimiento a la pared exterior de los contenedores o tuberías y sobre el lado no enfrentado al contenedor o a la tubería se lamina con una lámina metálica de un grosor comprendido entre 0,02 y 5 mm.
Las espumas de melamina/formaldehído son generalmente de celda abierta, es decir, tienen una proporción de celdas abiertas superior al 95%, en particular superior al 98%. Las espumas de melamina/formaldehído tienen preferiblemente una densidad según EN ISO 845 en el rango de 5 a 30 kg/m3, de modo particularmente preferible en el rango de 6 a 15 kg/m3. El número de celdas suele estar entre 50 y 300 celdas/25 mm. La resistencia a la tracción según la norma ISO 1798 se sitúa preferentemente en el rango de 100 a 150 kPa y el alargamiento a la rotura se sitúa en el rango de 8 a 20%.
Para la fabricación de espumas de melamina/formaldehído, según los documentos EP-A 071 672 o EP-A 037 470, una solución o dispersión altamente concentrada de un precondensado de melamina/formaldehído que contiene agente espumante puede espumarse y curarse con aire caliente, vapor o por irradiación de microondas. Tales espumas están disponibles comercialmente bajo el nombre Basotect® de BASF SE.
El grosor de la espuma de melamina/formaldehído depende del uso previsto y del efecto aislante deseado. Por regla general, la espuma de melamina/formaldehído se emplea en un grosor entre 5 y 500 mm, preferiblemente entre 10 y 300 mm.
Para el aislamiento térmico de un tubo, de una grifería, de un contenedor, así como de tanques estacionarios y transportables, la capacidad de aislamiento térmico del material aislante desempeña un papel central. Esto se denomina valor lambda según DIN EN 12667. Para mantener el espesor del aislamiento en un grosor de capa practicable y manejable, es deseable que se utilicen aquí materiales aislantes que tengan un valor lambda bajo.
Preferiblemente, el valor lambda de la espuma de melamina/formaldehído utilizada según la invención, medido a 10°C, es como máximo de 35 mW/m*K. Medido a -10°C, el valor lambda es preferiblemente como máximo de mW/m*K, a -80°C como máximo de 25 mW/m*K y a -120°C como máximo de 20 mW/m*K.
Además, la espuma de melamina/formaldehído utilizada según la invención presenta una alta resistencia a la temperatura. Por un lado, esto se debe al calentamiento de la superficie bajo la radiación solar. Por otro lado, es práctica común limpiar las tuberías, griferías, contenedores y depósitos de impurezas periódicamente mediante vapor sobrecalentado a presión. Dependiendo de la presión, el vapor sobrecalentado puede alcanzar temperaturas de hasta 220°C. Si no hubiera resistencia a la temperatura, el aislamiento debería eliminarse durante la limpieza rutinaria con vapor y volver a instalarse después de la limpieza.
Otro requisito para el material de aislamiento térmico es que no se dañe durante cambios de temperatura rápidos y elevados. Los cambios rápidos de temperatura con grandes diferencias de temperatura pueden provocar tensiones térmicas en materiales rígidos y quebradizos y, en consecuencia, fracturas. T ras una fractura por tensión, el efecto de aislamiento térmico deja de estar garantizado y entonces habría que renovar el aislamiento. Este requisito se cumple en particular cuando se utiliza una espuma de melamina/formaldehído con una densidad comprendida entre 6 y 15 kg/m3.
La flexibilidad de la espuma de melamina/formaldehído utilizada según la invención también es importante para garantizar un buen ajuste con geometrías complejas. Incluso a temperaturas criogénicas de hasta -196°C, la espuma sigue siendo elástica. No se producen daños debidos a la fragilización.
En el caso de tuberías, por ejemplo, tuberías o griferías, o de contenedores, por ejemplo, tanques estacionarios y transportables, especialmente en el caso de tuberías o contenedores metálicos fabricados con aceros austeníticos, puede producirse corrosión con el aislamiento dependiendo de la temperatura y de los cambios de temperatura. En particular, la corrosión por tensión se ve favorecida por la penetración de humedad y de sustancias que promueven la corrosión, por ejemplo, iones cloruro o sulfato. Por lo tanto, la espuma de melamina/formaldehído utilizada según la invención tiene preferiblemente menos de 10 mg/kg de iones de cloruro que pueden lixiviarse según VDI 2055-2.
Las espumas de melamina/formaldehído también contribuyen al aislamiento acústico de tuberías, griferías y contenedores que emiten sonido, por ejemplo, debido al medio que fluye a través de ellos o a piezas móviles. En este caso, las espumas se combinan en una o más capas con o sin colchonetas de insonorización o láminas de inserción para absorber el sonido en el espectro de emisión deseado.
En los trabajos de aislamiento, es de crucial importancia poder tratar el material aislante para darle forma in situ, por ejemplo, cortándolo o punzonándolo, a fin de poder reproducir geometrías complejas. Las espumas de melamina/formaldehído utilizadas de acuerdo con la invención pueden cortarse fácilmente y esto puede hacerse sin liberar vapores, gases, polvos o fibras.
Cuando se aíslan tubos, contenedores y tanques que contienen oxígeno líquido, existe el riesgo de que el oxígeno fluya hacia el aislamiento en caso de fuga. Debido a la reactividad del oxígeno, puede producirse una reacción explosiva en presencia de material orgánico si se inicia de modo correspondiente (chispa, impacto). Este riesgo queda excluido con la espuma de melamina/formaldehído utilizada según la invención, ya que supera la prueba LOX según la norma LOX BAM: "Testing of Reactivity with Liquid oxygen on mechanical impact" ("Prueba de reactividad con oxígeno líquido en caso de impacto mecánico").
Preferiblemente, la espuma de melamina/formaldehído utilizada según la invención se utiliza junto con los denominados frenos o barreras de vapor de agua. Estos materiales, hechos de materiales termoplásticos, termoestables o metálicos, que se utilizan principalmente como películas o láminas delgadas, se caracterizan por el hecho de que reducen o impiden la difusión de vapor de agua en el aislamiento. Las láminas se clasifican según su número p de resistencia a la difusión del vapor de agua, medido de acuerdo con la norma DIN 52615. Se da preferencia a las láminas y chapas autoadhesivas, incluso en combinación con o sin refuerzo (por ejemplo, malla de fibra de vidrio), así como con o sin revestimiento, en un espesor que tiene un grosor de capa de aire equivalente a la difusión sd (sd = |j * s) > 1000 m. Según la invención, se aplican láminas metálicas, en particular láminas de aluminio, a la espuma de melamina/formaldehído. La espuma de melamina/formaldehído se lamina sobre el lado no enfrentado al contenedor o a la tubería con una lámina metálica, en particular de aluminio, de un grosor comprendido entre 0,02 y 5 mm. Se pueden encontrar más propiedades en AGI Q 112. Se prefieren particularmente las láminas de aluminio autoadhesivas o también las láminas de caucho de Al-butilo con un espesor de 0,025 a 2,5 mm. También ha demostrado ser especialmente favorable aplicar la lámina de Al solapada sobre espuma de melamina/formaldehído. De este modo, se pueden pegar entre sí partes individuales del cuerpo de espuma, por ejemplo, medias carcasas de tubo.
También es posible instalar la espuma de melamina/formaldehído como aislamiento con ventilación posterior alrededor de la tubería o del contenedor. El aislamiento con ventilación posterior se utiliza en particular en el funcionamiento a temperatura alterna para drenar el agua de condensación que se produce en caso de fugas a través de orificios en la zona inferior. El hueco de aire necesario entre el revestimiento de espuma de melamina/formaldehído y la pared exterior del contenedor o de la tubería puede ajustarse de 1 a 20 cm con espaciadores correspondientes.
La espuma de melamina/formaldehído con o sin barrera de vapor puede instalarse en seco, es decir, sin adhesivos, en las tuberías, griferías, contenedores, así como en tanques estacionarios y transportables. En este caso puede ser útil utilizar cintas adhesivas para fijar los cuerpos de espuma. Por otro lado, también es posible el uso de adhesivos a base de elastómero, poliuretano, epoxi, betún, acrilato u otros, siempre y cuando éstos también puedan utilizarse en el rango de temperatura especificado.
También es posible combinar la espuma de melamina/formaldehído con otros materiales aislantes, por ejemplo, espumas PU/PIR, espumas elastoméricas, espumas de estireno, espuma de vidrio, lana mineral, perlita y aerogel. Esto resulta especialmente útil cuando es necesario combinar propiedades especiales, por ejemplo, estabilidad térmica, alto efecto aislante, etc..
Según la invención, la espuma de melamina/formaldehído se utiliza como material aislante para tuberías, griferías, contenedores y tanques estacionarios y transportables cuyos medios tienen un punto de ebullición en el rango de temperaturas criogénicas. Se entiende por rango de temperatura criogénica en el sentido de la invención un rango de temperatura comprendido entre - 273° y 15°C, en particular en el rango comprendido entre - 270° y - 30°C. Los líquidos criogénicos son en particular gases licuados, por ejemplo, aire (-195°C), oxígeno (-183°C), nitrógeno (-196°C), hidrógeno (-253°C) licuados, así como los gases nobles helio (--269°C), argón (-186°C), neón (-246°C), criptón (-153°C), xenón (-108°C) licuados. Además, estos también pueden ser combustibles o gases de proceso como gas natural (-161 °C), GLP, metano (-162 °C), etano (-183 °C), propano (-42 °C), etileno (-169 °C), propileno (-48 °C), CO2 (-79 °C), H2S (-60 °C) u O3 (-112 °C).
El uso de espumas de melamina/formaldehído según la invención para el aislamiento térmico de contenedores o tuberías
Garantiza un buen aislamiento térmico (valor lambda ≤ 35 mW/m*K).
Tiene una resistencia máxima a la temperatura de al menos 220 °C
Es robusto frente a los cambios de temperatura
Es flexible tanto a temperatura criogénica como también a la temperatura ambiente
No favorece la corrosión
Puede tratarse fácilmente in situ
Es adecuado para su uso con oxígeno líquido (prueba LOX)
Ejemplos
Ejemplo 1: Prueba LOX con Basotect® G+
Se probó la reactividad al oxígeno líquido de una espuma de resina de melamina/formaldehído de celda abierta (Basotect® G+) con una densidad de aproximadamente 9 kg/m3 según la norma BAM: "Testing of Reactivity with Liquid oxygen on mechanical impact" ("Prueba de reactividad con oxígeno líquido en impacto mecánico") (prueba LOX). A una altura de caída de 1.0o m (energía de impacto 750 Nm), no se observó ninguna reacción con el oxígeno líquido en 10 pruebas independientes.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Uso de contenedores o tuberías con un revestimiento de espuma de melamina/formaldehído para almacenar o transportar líquidos criogénicos, caracterizado porque la espuma de melamina/formaldehído se aplica como revestimiento a la pared exterior de los contenedores o tuberías y se lamina en el lado no enfrentado al contenedor o tubería con una lámina metálica de un grosor comprendido entre 0,02 y 5 mm.
2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque la espuma de melamina/formaldehído tiene una densidad comprendida entre 5 y 30 kg/m3.
3. Uso según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la espuma de melamina/formaldehído se utiliza en un grosor en el rango de 5 a 500 mm.
4. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la espuma de melamina/formaldehído tiene menos de 10 mg/kg de iones cloruro que pueden lixiviarse según VDI 2055-2.
5. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como líquido criogénico se utilizan gases licuados que tienen un punto de ebullición comprendido entre -270° y 15°C.
6. Uso según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como líquido criogénico se utilizan aire, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, helio, argón, neón, xenón licuados o mezclas de los mismos.
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