ITBO20120639A1 - Metodo per realizzare dispositivi multistrato per il contenimento di idrocarburi e dispositivi cosi' realizzati - Google Patents
Metodo per realizzare dispositivi multistrato per il contenimento di idrocarburi e dispositivi cosi' realizzati Download PDFInfo
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Description
METODO PER REALIZZARE DISPOSITIVI MULTISTRATO PER IL CONTENIMENTO DI IDROCARBURI E DISPOSITIVI COSÌ REALIZZATI
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE
La presente invenzione s'inquadra nel settore della gestione, lo stoccaggio e il trasporto di combustibili liquidi e in particolare si riferisce a un metodo per realizzare dispositivi multistrato per il contenimento di idrocarburi e dispositivi così realizzati.
Sono noti dispositivi, come serbatoi, pozzetti, vasche di contenimento e/o di raccolta e tubazioni per la gestione, lo stoccaggio e il trasporto di combustibili liquidi, quali benzina, gasolio o nafta, realizzati sia in materiale metallico, come in acciaio o in ferro opportunamente trattato superficialmente, sia in materiale polimerico.
I dispositivi in materiale metallico sono realizzati a partire da semilavorati semplici realizzati mediante operazioni meccaniche di deformazione plastica, come trafilatura, calandratura, imbutitura, e successivamente assemblati in strutture complesse mediante interconnessione di elementi semplici tramite giunzioni non smontabili, ad esempio saldatura, o smontabili, ad esempio flangiatura e bullonatura. Per evitare possibili perdite di carburante tali dispositivi in materiale metallico necessitano di idonee guarnizioni o elementi di tenuta in corrispondenza delle giunzioni smontabili. La realizzazione di tali dispositivi in materiale metallico garantisce una notevole resistenza chimica nei confronti dei combustibili con cui vengono a contatto.
I dispositivi in materiale polimerico sono realizzati preferibilmente mediante stampaggio, iniezione e/o termoformatura a caldo in appositi stampi di polimeri generalmente a base di polietilene. Rispetto ai dispositivi in materiale metallico quelli in materiale polimerico necessitano di un minore numero di operazioni per la loro realizzazione in quanto dimensionando opportunamente gli stampi è possibile ottenere a partire dal materiale grezzo, sotto forma di granuli, il dispositivo pressoché finito senza dover saldare tra loro diversi pezzi semilavorati con una maggiore garanzia di tenuta alle perdite. Inoltre i dispositivi in materiale polimerico possono essere realizzati anche secondo forme più complesse di quelli in materiale metallico.
Uno svantaggio dei dispositivi noti in materiale metallico concerne la necessità di dover operare un notevole numero di operazioni per la loro realizzazione a partire dai semilavorati e la necessità di dover effettuare accurati controlli postproduzione per garantire la necessaria tenuta dei dispositivi stessi, con conseguente notevole aumento di costi e tempi di produzione.
Ulteriore svantaggio dei dispositivi in materiale metallico concerne l’elevato costo del materiale utilizzato, specialmente nel caso in cui sia necessario ricorrere all’utilizzo di particolari acciai inossidabili per garantire una aggiuntiva resistenza chimica nei confronti dei combustibili cui vengono a contatto.
Uno svantaggio dei dispositivi noti in materiale polimerico concerne l’attuale assenza di un polimero che sia dotato sia di elevata resistenza meccanica sia di elevata resistenza chimica nei confronti degli idrocarburi. Infatti i polimeri con un’elevata resistenza meccanica sono facilmente deteriorabili da parte degli idrocarburi che rompendo i legami molecolari del polimero ne riducono le prestazioni meccaniche provocando ad esempio fenomeni si allungamento per assorbimento, definito anche come “swelling”.
Uno svantaggio di entrambe le tipologie di dispositivi noti concerne la difficoltà di verificare lo stato di salute del dispositivo stesso una volta messo in opera, specie nel caso di installazioni interrate.
Lo scopo principale della presente invenzione è di proporre un metodo per realizzare dispositivi multistrato per contenimento di idrocarburi in materiale polimerico dotato sia di elevata resistenza meccanica sia di elevata resistenza chimica nei confronti degli idrocarburi.
Ulteriore scopo è di proporre un metodo che riduca il numero di operazioni da eseguire per la realizzazione dei dispositivi di contenimento permettendone la realizzazione in corpo unico e privo di elementi di giunzione.
Altro scopo è di proporre un metodo per realizzare un dispositivo di contenimento del quale sia facile monitore lo stato in salute una volta posto in opera e che possa essere facilmente riparato nel caso si danneggi.
Le caratteristiche dell'invenzione sono nel seguito evidenziate con particolare riferimento agli uniti disegni nei quali:
la figura 1 illustra una vista frontale di un dispositivo per il contenimento di idrocarburi conforme all’invenzione;
la figura 2 illustra una vista in sezione secondo il piano ll-ll del dispositivo di figura 1 ;
- la figura 3 illustra una vista ingrandita di un particolare del dispositivo di figura 2.
la figura 4 illustra una variante del dispositivo di figura 2;
la figura 5 illustra una vista ingrandita di un particolare del dispositivo di figura 4.
Con riferimento alle figure da 1 a 5, con 1 è indicato un dispositivo prodotto con il metodo di realizzazione di dispositivi per il contenimento di idrocarburi oggetto della presente invenzione.
Nella preferita forma di realizzazione il metodo di realizzazione di dispositivi per il contenimento di idrocarburi prevede schematicamente le seguenti fasi
- caricare uno stampo con un primo materiale polimerico;
termoformare il primo materiale polimerico per realizzare un primo strato del dispositivo;
caricare lo stampo con un secondo materiale polimerico senza rimuovere il primo strato del dispositivo;
- termoformare il secondo materiale polimerico a contatto con il primo materiale polimerico per realizzare un secondo strato del dispositivo; estrarre il dispositivo dallo stampo.
Lo stampo rappresenta il negativo della forma esterna che dovrà assumere il dispositivo 1 e preferibilmente è di tipo apribile e riscaldabile.
II materiale polimerico è caricato nello stampo sotto forma di granuli solidi eventualmente additivato con cariche di rinforzo e/o coloranti e/o additivi.
La fase di termoformatura avviene riscaldando lo stampo e conseguentemente il materiale polimerico in esso contenuto fino alla temperatura di reticolazione del polimero alla quale i granuli di materiale subiscono un cambiamento del loro stato di aggregazione, il materiale fluidifica e i monomeri che costituiscono le catene polimeriche iniziano a creare dei legami intermolecolari.
Quando il materiale polimerico è allo stato fluido è messo in movimento airinterno dello stampo mediante rotazione di quest’ultimo, per fargli riscontrare completamente le pareti dello stampo.
Infine lo stampo è fatto raffreddare fino ad una temperatura alla quale il materiale polimerico ritorna ad uno stato pressoché solido.
Il raffreddamento dello stampo avviene preferibilmente mediante convenzione forzata di aria sullo stampo.
Il primo materiale polimerico è costituito da polietilene ad alta densità ed è utilizzato per la realizzazione dello strato destinato a reagire i carichi strutturali; Preferibilmente il primo materiale polimerico è polietilene su base butene, esene od ottene contenente additivi per la protezione UV e antiossidanti.
Il secondo materiale polimerico è costituito da polietilene non legato idoneo e certificato per il contatto diretto con gli idrocarburi.
In una prima variante della preferita forma di realizzazione il metodo prevede di oltre alle fasi sopra indicate anche un’ulteriore fase, interposta tra la fase di termoformatura del primo strato 11 di materiale e la fase di caricamento del secondo materiale polimerico, in cui si carica lo stampo con un materiale intermedio senza rimuovere il precedente primo strato 11 del dispositivo 1 dallo stampo e si termoforma detto materiale intermedio a diretto contatto con il precedente strato di materiale polimerico per realizzare uno strato intermedio 13 del dispositivo 1 .
Il materiale utilizzato per realizzare lo strato intermedio 13 è una schiuma espansa di poliuretano che crea un’intercapedine distanziatrice tra gli stati primo 1 1 e secondo 12 aumentando la rigidezza complessiva del dispositivo 1 e permettendo di aumentarne la sicurezza nei confronti di eventuali perdite o danneggiamenti.
Facoltativamente è possibile ripetere ulteriormente tali fasi di caricamento e termoformatura di materiali intermedi per ottenere una molteplice stratificazione del dispositivo 1 .
I materiali utilizzabili per la realizzazione degli strati intermedi facoltativi possono essere uno qualsiasi dei seguenti:
poliuretano espanso, per realizzare una struttura di tipo sandwich; schiuma a celle aperte o honeycomb, per realizzare un’intercapedine a tenuta d’aria e di tipo sandwich;
polimero o elastomero caricato con fibre continue o discontinue, per realizzare uno strato di rinforzo.
In una seconda variante della preferita forma di realizzazione il metodo prevede in aggiunta a quando sopra descritto al termine della fase di estrazione dallo stampo del dispositivo 1 dotato di uno strato intermedio costituito da un’intercapedine a tenuta d’aria di aggiungere a quest’ultima un elemento di collegamento per un misuratore di pressione per monitorare eventuali variazioni di pressioni causate da possibili perdite del dispositivo di contenimento.
Nella preferita forma di realizzazione dell'invenzione il dispositivo di contenimento 1 , come un serbatoio, una vasca, un condotto o qualsiasi altro elemento destinato al contatto con gli idrocarburi, è costituito da un primo strato I I ad elevata resistenza meccanica realizzato in polietilene ad alta densità associato ad un secondo strato 12 ad elevata resistenza chimica realizzato in polietilene non legato termoformato direttamente sul primo strato 11 .
In una prima variante della preferita forma di realizzazione il dispositivo 1 comprende inoltre uno strato intermedio 13 realizzato con un materiale a scelta tra:
poliuretano espanso, per realizzare una struttura di tipo sandwich; schiuma a celle aperte o honeycomb, per realizzare un’intercapedine a tenuta d’aria e di tipo sandwich;
polimero o elastomero caricato con fibre continue o discontinue, per realizzare uno strato di rinforzo.
In una seconda variante della preferita forma di realizzazione il dispositivo 1 prevede inoltre un elemento di collegamento per un misuratore di pressione 14 in comunicazione di flusso con uno strato intermedio 13 costituito da un’intercapedine a tenuta d’aria, realizzata con una schiuma a celle aperte o un honeycomb e posta in leggere sovrappressione al momento della posa in opera del dispositivo 1 , in modo da misurare eventuali variazioni di pressioni all’interno dell’intercapedine che possono indicare la presenza di perdite o deterioramento del dispositivo.
Vantaggiosamente la realizzazione di un dispositivo di contenimento multistrato permette di ottenere dispositivi di qualsiasi forma, anche molto complessa dotati di elevate prestazioni meccaniche e di resistenza chimica in maniera rapida ed economica. Tale metodo permette di variare facilmente la stratificazione interna del materiale costituente il dispositivo per consentire la rapida realizzazione di dispositivi ottimizzati per specifici idrocarburi o per specifiche condizioni di lavoro senza dover predisporre stampi specifici per l’occasione.
La persona esperta del ramo può facilmente comprendere che il metodo descritto consente di realizzare:
- serbatoi destinati al contenimento di idrocarburi
pozzetti per passo d’uomo
vasche e pozzetti intermedi per barilotti / sezionamento / diramazione vasche e pozzetti per erogatore
vasche e pozzetti per scarico concentrato
- vasche e pozzetti di servizio
vasche speciali per specifiche applicazioni a progetto
serbatoi destinati all'installazione in ambienti saturi di idrocarburi atti al contenimento di sostanze alimentari, e/o che non possono subire la contaminazione pena la loro inutilizzabilità (acqua).
II vantaggio principale della presente invenzione è di fornire un metodo per realizzare dispositivi multistrato per contenimento di idrocarburi in materiale polimerico dotato sia di elevata resistenza meccanica sia di elevata resistenza chimica nei confronti degli idrocarburi.
Ulteriore vantaggio è di fornire un metodo che riduca il numero di operazioni da eseguire per la realizzazione dei dispositivi di contenimento permettendone la realizzazione in corpo unico e privo di elementi di giunzione.
Altro vantaggio è di fornire un metodo per realizzare un dispositivo di contenimento del quale sia facile monitore lo stato in salute una volta posto in opera e che possa essere facilmente riparato nel caso si danneggi.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1 ) Metodo per realizzare dispositivi multistrato per il contenimento di idrocarburi realizzati in materiale polimerico mediante uno stampo caratterizzato dal fatto di prevedere le seguenti fasi: - caricare lo stampo con un primo materiale polimerico; - termoformare il primo materiale polimerico per realizzare un primo strato; - caricare lo stampo con un secondo materiale polimerico senza rimuovere il primo strato; - termoformare il secondo materiale polimerico a contatto con il primo materiale polimerico per realizzare un secondo strato; - estrarre dallo stampo il dispositivo multistrato così formato.
- 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che ciascuna fase di termoformatura di ciascun materiale polimerico prevede di: - riscaldare lo stampo e il materiale polimerico in esso contenuto fino alla temperatura di reticolazione del polimero; - mettere in movimento il materiale polimerico allo stato fluido per fargli riscontrare completamente le pareti dello stampo; - raffreddare lo stampo fino a una temperatura alla quale il materiale polimerico è allo stato pressoché solido.
- 3) Metodo secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che il raffreddamento dello stampo avviene mediante convenzione forzata di aria sullo stampo.
- 4) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che: - il primo materiale polimerico è costituito da polietilene ad alta densità; - il secondo materiale polimerico è costituito da polietilene non legato.
- 5) Metodo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che il primo materiale polimerico è polietilene su base butene o esene o ottene contenente additivi per la protezione UV e antiossidanti.
- 6) Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere tra la fase di termoformatura del primo strato di materiale e la fase di caricamento del secondo materiale polimerico almeno una fase che prevede di: - caricare lo stampo con almeno un materiale intermedio senza rimuovere i precedenti strati del dispositivo dallo stampo; - termoformare il materiale intermedio a contatto con i precedenti strati di materiale polimerico per realizzare almeno uno strato intermedio del dispositivo; - ripetere le operazioni di carica e di termoformatura per tutti gli strati desiderati.
- 7) Metodo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che il materiale intermedio è scelto tra: - poliuretano espanso, per realizzare una struttura di tipo sandwich; - schiuma a celle aperte o honeycomb, per realizzare un’intercapedine a tenuta d’aria e di tipo sandwich; - polimero o elastomero caricato con fibre continue o discontinue, per realizzare uno strato di rinforzo.
- 8) Metodo secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto di inserire un elemento di collegamento per un misuratore di pressione all’interno dello strato di intercapedine a tenuta d’aria per monitorare eventuali variazioni di pressioni causate da possibili perdite del dispositivo di contenimento.
- 9) Dispositivo multistrato per il contenimento di idrocarburi realizzato in materiale polimerico caratterizzato dal fatto di comprendere: - un primo strato (11 ) a elevata resistenza meccanica realizzato in polietilene ad alta densità; - un secondo strato (12) a elevata resistenza chimica realizzato in polietilene non legato, idoneo e certificato per il contatto diretto con gli idrocarburi, termoformato direttamente sul primo strato (11).
- 10) Dispositivo multistrato secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre almeno uno strato intermedio (13), interposto tra il primo strato (11 ) ed il secondo strato (12), realizzato con un materiale a scelta tra: - poliuretano espanso, per realizzare una struttura di tipo sandwich; - schiuma a celle aperte o honeycomb, per realizzare un’intercapedine a tenuta d’aria e di tipo sandwich; - polimero o elastomero caricato con fibre continue o discontinue, per realizzare uno strato di rinforzo.
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