ITMI961737A1 - Procedimento per la riparazione dei rivestimenti in materiali plastici di tubi metallici - Google Patents
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Description
Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Procedimento per la riparazione dei rivestimenti in materiali plastici di tubi metallici".
La presente invenzione riguarda un procedimento per la riparazione dei rivestimenti in materiali plastici di tubi metallici, che permette di ottenere la riparazione in tempi molto brevi.
I tubi metallici, in genere di acciaio, ricoperti con materiali plastici, sono largamente impiegati per la realizzazione di condutture per il trasporto, anche a grandi distanze, di materiali fluidi come il petrolio, gas naturali o acqua.
Tali condutture devono essere in grado di resistere alle più svariate condizioni ambientali e, in certi casi, alle alte temperature che vengono mantenute per esempio in prossimità delle stazioni di pompaggio, o che possono essere tipiche di certi fluidi estratti dal sottosuolo.
E' quindi necessario, per non creare punti di debolezza lungo la linea, che le parti danneggiate o asportate (per esempio nei punti di saldatura tra i tubi) dei rivestimenti in materiali plastici vengano riparate in modo tale da ottenere proprietà meccaniche il più possibile omogenee con i rivestimenti originali.
In risposta a tali esigenze sono noti nell'arte materiali e metodologie che consentono di raggiungere tale obiettivo con risultati soddisfacenti.
Tuttavia quando la parte danneggiata del rivestimento è piuttosto estesa (per esempio quando il rivestimento è stato asportato per saldare i tubi) si rendono necessarie tecniche di riparazione complicate, che richiedono tempi lunghi e apparecchiature piuttosto sofisticate e costose, come i forni a induzione.
E' stato ora messo a punto un procedimento di riparazione particolarmente rapido ed efficiente, che permette di ridurre l'uso del forno a induzione alla sola fase di riscaldamento precedente l'applicazione del primer, e di condurre le altre fasi si riscaldamento mediante l'utilizzo di una fiamma protetta da gas inerte (per esempio azoto).
Tale procedimento è particolarmente adatto alla riparazione di rivestimenti in materiali poliolef inici, preferibilmente polipropilenici e/o polietilenici.
Costituisce quindi oggetto della presente invenzione un procedimento per la riparazione dei rivestimenti in materiali plastici (in particolare poliolef inici, preferibilmente polipropilenici e/o polietilenici) di tubi metallici, comprendente le seguenti fasi operative:
1) sabbiatura della porzione esposta (cioè priva di rivestimento) del tubo metallico (eventualmente preceduta da pulitura da sostanze grasse e incrostanti),
2) applicazione di conchiglie di materiale rigido (per esempio di acciaio) sui bordi del rivestimento preesistente confinanti con la porzione esposta,
3) riscaldamento con induzione (in particolare con forni a induzione) della porzione esposta a temperature da 140 a 270°C, preferibilmente da 170 a 240°C,
4) applicazione di un primer epossidico in polvere e di un adesivo poliolefinico in polvere sulla porzione esposta, 5) rimozione delle conchiglie di materiale rigido e applicazione del rivestimento in forma di nastro poliolefinico, mediante fasciatura e riscaldamento con una fiamma protetta da gas inerte.
Preferibilmente, nella fase 2) si impiegano conchiglie aventi dimensioni tali da ricoprire il rivestimento preesistente per circa 10 centimetri a partire dal bordo.
Tali conchiglie hanno la funzione di impedire la slabbratura ed il sollevamento del rivestimento durante il riscaldamento della fase 3).
Nella fase 4) il primer epossidico in polvere e l'adesivo poliolefinico in polvere vengono preferibilmente applicati mediante pistole alimentate da un letto fluido tramite una pompa di aspirazione delle polveri ad effetto Venturi.
Dette pistole possono essere equipaggiate con un sistema per la carica elettrostatica delle polveri.
Per la fase 5) sono possibili diverse soluzioni alternative. In particolare la fase 5) può comprendere i seguenti passaggi:
5i) rimozione delle conchiglie di materiale rigido, 5ii) riscaldamento, con una fiamma protetta da gas inerte, della porzione esposta e della parte confinante del rivestimento preesistente, 5iii) applicazione, mediante spruzzaggio a fiamma, di adesivo poliolefinico in polvere sul rivestimento preesistente,
5iv) applicazione, mediante fasciatura, di un nastro di materiale poliolefinico (in particolare polipropilenico e/o polietilenico) avente preferibilmente uno spessore di circa 800 micron, sulla porzione esposta e su un'area confinante del rivestimento preesistente, preferibilmente con una sovrapposizione pari a circa il 50-70% della larghezza del nastro tra i bordi del nastro avvolto, 5v) riscaldamento di tutta la fasciatura con la suddetta fiamma, ed eventualmente,
5vi) raffreddamento della fasciatura, per esempio con acqua nebulizzata.
Nel passaggio 5iv) l'area di rivestimento preesistente, confinante con la porzione esposta, che viene rivestita col nastro, è preferibilmente pari ad almeno 1,5-2 giri del nastro stesso su entrambi i lati del tubo confinanti con la suddetta porzione esposta.
Alternativamente, la fase 5) può comprendere i seguenti passaggi :
5.1) eventuale applicazione, mediante spruzzaggio a fiamma, di un ulteriore strato di adesivo poliolef inico in polvere (nel caso in cui si voglia aumentare lo spessore del rivestimento),
5.2) applicazione, mediante fasciatura, di un nastro di materiale poliolef inico (in particolare polipropilenico e/o polietilenico) sulla porzione esposta e sulle conchiglie di materiale rigido, preferibilmente con una sovrapposizione pari a circa il 50% della larghezza del nastro, sia tra i bordi del nastro avvolto, sia tra il nastro e le suddette conchiglie,
5.3) asportazione delle suddette conchiglie e delle parti di nastro originariamente sovrapposte alle conchiglie ,
5.4) riscaldamento, con una fiamma protetta da gas inerte, di tutta la fasciatura e della zona di confine tra il rivestimento preesistente e quello appena applicato, e applicazione in quest'ultima zona, mediante spruzzaggio a fiamma, di adesivo poliolefinico in polvere.
Il passaggio 5.4) ha lo scopo di creare una saldatura tra il rivestimento preesistente e il rivestimento appena applicato.
Come ulteriore alternativa, la fase 5) può comprendere i seguenti passaggi:
5a) rimozione delle conchiglie di materiale rigido, 5b) applicazione, mediante spruzzaggio a fiamma, di un ulteriore strato di adesivo poliolefinico in polvere, preferibilmente avente uno spessore di 500-600 micron,
5c) applicazione, senza sovrapposizione con il rivestimento preesistente, di un nastro poliolefinico (in particolare polipropilenico e/o polietilenico) preriscaldato (preferibilmente a 80-90°C), avente larghezza pari alla porzione esposta e preferibilmente uno spessore di 1.2-1.3 mm, 5d) riscaldamento, con una fiamma protetta da gas inerte, della zona di confine tra il rivestimento preesistente e quello già applicato e applicazione, mediante spruzzaggio a fiamma, di adesivo poliolefinico in polvere nella suddetta zona di confine.
fiamma protetta (cioè in grado di evitare la degradazione del polimero con cui viene a contatto) per accensione del gas combustibile .
Tali pistole o spruzzatori vengono anche impiegati per l'applicazione dell'adesivo poliolefinico in polvere mediante spruzzaggio a fiamma. In tal caso la superficie delle particelle di polvere dell'adesivo poliolefinico viene scaldata, mediante la fiamma, a temperature da 50 a 240°C.
Preferibilmente, l'adesivo poliolefinico in polvere è costituito da una composizione poliolefinica comprendente in peso:
A) da 30% a 94%, preferibilmente da 50% a 85%, di polipropilene o polietilene (HDPE, LDPE o LLDPE) o di un copolimero random cristallino propilene/etilene o propilene/etilene/alfa-olef ina C4-C10;
B) da 0% a 70%, preferibilmente da 5% a 40%, di un polimero elastomerico etilene/propilene o etilene/butene-1;
C) da 0,5% a 10%, preferibilmente da 2% a 4%, di polipropilene o polietilene (HDPE, LDPE o LLDPE) modificato con gruppi polari (in particolare per parziale o totale aggraffaggio di anidride maleica o acido isoforonbismaleammico) in quantità da 0,5 a 10%;
D) da 0% a 0,5%, preferibilmente da 0,1 a 0,5%, di un agente nucleante, per esempio dibenzilidensorbitolo o talco; E) da 0% a 10%, preferibilmente da 6% a 10%, di biossido di titanio;
detta composizione avente un melt index L (ASTM D 1238 L) da 3 a 150, preferibilmente da 5 a 90 g/10 minuti nel caso in cui la composizione sia a base prevalentemente polipropilenica, oppure un melt index E (ASTM D 1238 E) da 0,1 a 20, preferibilmente da 0,5 a 15 g/10 minuti nel caso in cui la composizione sia a base prevalentemente polietilenica, ed essendo in forma di polvere avente diametro dei granuli non superiore a 600 micrometri, con la seguente distribuzione granulometrica (percentuali in peso):
non più del 25%, preferibilmente non più del 4% di polvere avente diametro dei granuli tra 300 e 450 micrometri ;
non più del 10%, preferibilmente non più dello 0,6%, di polvere avente diametro dei granuli superiore a 450 micrometri.
Preferibilmente, per composizione "a base prevalentemente polipropilenica" si intende una composizione in cui il componente (A) sia costituito da polipropilene o da un copolimero random cristallino propilene/etilene o propilene/etilene/alfa-olef ina C4-C10, mentre per composizione "a base prevalentemente polietilenica" si intende una composizione in cui il componente (A) sia costituito da polietilene .
Esempi di alfa-olefine C4-C10 eventualmente presenti nel componente (A) sono: butene-1; esene-1; ottene-1; 4-metilpentene-1 .
Le alfa-olefine C4-C10, quando presenti, sono generalmente in quantità da 2% a 10% in peso.
Esempi della suddetta composizione poliolef inica sono descritti nella domanda di brevetto europeo pubblicata n° 603 906 .
Il nastro poliolefinico precedentemente detto può essere sostanzialmente costituito da un omopolimero del propilene o dell'etilene, o da un copolimero del propilene con etilene e/o alfa-olefine superiori (in particolare C4-C8), o da un copolimero dell'etilene con le suddette alfa-olefine superiori, o da miscele dei suddetti (co)polimeri.
Esempi di alfa-olefine C4-C8 sono quelli precedentemente forniti per l'adesivo polioelfinico in polvere.
Altri componenti comunemente impiegati nell'arte, come per esempio cariche o pigmenti, possono essere presenti nella composizione del nastro poliolefinico .
In particolare, il nastro poliolef inico può essere costituito da una composizione poliolefinica comprendente: a) 10-60, preferibilmente 20-50 parti in peso di polipropilene omopolimero con indice di isotatticità superiore a 90, compreso in particolare tra 95 e 98, o di un copolimero cristallino del propilene con etilene e/o con un'alfa olefina CH2=CHR in cui R è un radicale alchilico con 2-6 atomi di carbonio, contenente più dell'85% in peso di propilene ed avente indice di isotatticità superiore a 85%;
b) 10-40 parti in peso di una frazione polimerica contenente etilene, insolubile in xilene a temperatura ambiente; c) 30-60, preferibilmente 30-50 parti in peso di una frazione copolimerica amorfa etilene-propilene contenente eventualmente proporzioni minori di un diene, solubile in xilene a temperatura ambiente e contenente 40-70% in peso di etilene,
detta composizione poliolef inica essendo reticolata per aggraf faggio di un alchenilderivato di alcossisilano e reazione con acqua, fino ad ottenere valori di hot set, secondo norma CEI 20-31, inferiori a 175%, preferibilmente inferiori a 120%, a 200°C e inferiori 15%, preferibilmente inferiori a 10%, a 23°C .
Le composizioni polimeriche comprendenti (a)+(b)+{c) sono descritte nella domanda di brevetto europeo pubblicata n.
400333 .
In generale il contenuto totale di etilene polimerizzato nelle suddette composizioni è compreso tra 20 e 60% in peso.
Nella frazione (a) l'alfa-olef ina CH2=CHR in cui R è un radicale alchilico con 2-6 atomi di carbonio è preferibilmente scelta tra butene-1, pentene-1, 4-metilpentene-1 .
Nella frazione (c) il diene è preferibilmente scelto tra butadiene, 1,4-esadiene, 1,5-esadiene, etilidene-norbornene-1 .
Il peso molecolare delle varie frazioni (determinato mediante misure di viscosità intrinseca in tetraidronaftalina a 135°C) varia in funzione della natura dei componenti e del melt index totale della composizione.
E' compreso entro i seguenti limiti preferiti:
- 0,5 - 3 dl/g per la frazione (a);
- 2 - 8 dl/g per la frazione (b) (c).
L'esame al microscopio elettronico delle composizioni indica che la fase dispersa è costituita dal copolimero amorfo etilene-propilene ed ha dimensione media delle particelle inferiore a 2 micron.
Esempi preferiti di alchenilderivati di alcossisilani impiegati per ottenere la reticolazione delle suddette composizioni sono il vini l tr iet os sis il ano , l'alliltrietossisilano e il divinildimetossisilano .
In generale gli alchenilderivati degli alcossisilani vengono aggraffati alla composizione poliolef inica per estrusione in presenza di perossidi .
Esempi della suddetta composizione poliolef inica sono descritti nella domanda di brevetto europeo pubblicata n° 619 343 .
In alterantiva alla suddetta composizione poliolefinica reticolata si può usare, per il nastro poilolef inico, polietilene (HDPE, LDPE o LLDPE) opportunamente reticolato, per esempio con la suddetta tecnica di aggraffaggio di un alchenilderivato di alcossisilano e reazione con acqua.
Secondo una variante preferita, il nastro di materiale poliolef inico comprende uno strato sostanzialmente costituito dai materiali poliolef inici precedentemente detti e un ulteriore strato, per esempio coestruso, di adesivo poliolef inico .
Naturalmente, durante l'applicazione del nastro lo strato di adesivo poliolef inico viene messo a contatto con la superficie da ricoprire.
Esempi preferiti della composizione dell'adesivo poliolef inico impiegabile per il suddetto strato addizionale del nastro poliolefinico sono quelli precedentemente descritti per l'adesivo poliolefinico in polvere.
A titolo esemplificativo, la riparazione del rivestimento di un giunto saldato tra due tubi di acciaio, aventi diametro di 508 mm e spessore di 8 mm, dai quali sia stato rimosso il rivestimento polipropilenico preesistente in prossimità del giunto stesso, può essere condotta con il procedimento della presente invenzione comprendente i passaggi da 5i) a Svi), impiegando i seguenti tempi operativi:
fase 1): 60 secondi
fasi 2 e 3): 60 secondi
fase 4): 60 secondi
passaggi 5i), Sii), e 5iii): 40 secondi
passaggio 5iv): 60 secondi
passaggio 5v): 40 secondi
passaggio Svi): 40 secondi
ottenendo un rivestimento, nella zona riparata, avente uno spessore di circa 2,5 mm.
Risulta quindi evidente la rapidità di operazione ottenibile con il procedimento della presente invenzione.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la riparazione dei rivestimenti in materiali plastici di tubi metallici, comprendente le seguenti fasi operative: 1) sabbiatura della porzione esposta (cioè priva di rivestimento) del tubo metallico {eventualmente preceduta da pulitura da sostanze grasse e incrostanti), 2) applicazione di conchiglie di materiale rigido sui bordi del rivestimento preesistente confinanti con la porzione esposta, 3) riscaldamento con induzione della porzione esposta a temperature da 140 a 270°C, 4) applicazione di un primer epossidico in polvere e di un adesivo poliolefinico in polvere sulla porzione esposta, 5) rimozione delle conchiglie di materiale rigido e applicazione del rivestimento in forma di nastro poliolefinico, mediante fasciatura e riscaldamento con una fiamma protetta da gas inerte.
- 2. Il procedimento di rivendicazione 1, in cui la fase 5) comprende i seguenti passaggi: 5i) rimozione delle conchiglie di materiale rigido, Sii) riscaldamento, con una fiamma protetta da gas inerte, della porzione esposta e della parte confinante del rivestimento preesistente, 5iii) applicazione, mediante spruzzaggio a fiamma, di adesivo poliolefinico in polvere sul rivestimento preesistente, 5iv) applicazione, mediante fasciatura, di un nastro di materiale poliolefinico sulla porzione esposta e su un'area confinante del rivestimento preesistente, 5v) riscaldamento di tutta la fasciatura con la suddetta fiamma, ed eventualmente, 5vi) raffreddamento della fasciatura.
- 3. Il procedimento di rivendicazione 1, in cui la fase 5) comprende i seguenti passaggi: 5.1) eventuale applicazione, mediante spruzzaggio a fiamma, di un ulteriore strato di adesivo poliolefinico in polvere (nel caso in cui si voglia aumentare lo spessore del rivestimento), 5.2) applicazione, mediante fasciatura, di un nastro di materiale poliolefinico sulla porzione esposta e sulle conchiglie di materiale rigido, 5.3) asportazione delle suddette conchiglie e delle parti di nastro originariamente sovrapposte alle conchiglie, 5.4) riscaldamento, con una fiamma protetta da gas inerte, di tutta la fasciatura e della zona di confine tra il rivestimento preesistente e quello appena applicato, e applicazione in quest'ultima zona, mediante spruzzaggio a fiamma, di adesivo poliolef inico in polvere.
- 4. Il procedimento di rivendicazione l, in cui la fase 5) comprende i seguenti passaggi: 5a) rimozione delle conchiglie di materiale rigido, 5b) applicazione, mediante spruzzaggio a fiamma, di un ulteriore strato di adesivo poliolefinico in polvere, 5c) applicazione, senza sovrapposizione con il rivestimento preesistente, di un nastro poliolefinico preriscaldato, avente larghezza pari alla porzione esposta, 5d) riscaldamento, con una fiamma protetta da gas inerte, della zona di confine tra il rivestimento preesistente e quello già applicato e applicazione, mediante spruzzaggio a fiamma, di adesivo poliolefinico in polvere nella suddetta zona di confine .
- 5. Il procedimento di rivendicazione 1, in cui l'adesivo poliolefinico in polvere è costituito da una composizione poliolefinica comprendente in peso: A) da 30% a 94% di polipropilene o polietilene o di un copolimero random cristallino propilene/etilene o propilene/etilene/alfa-olef ina C4-C10; B) da 0% a 70% di un polimero elastomerico etilene/propilene o etilene/butene-1; C) da 0,5% a 10% di polipropilene o polietilene modificato con gruppi polari in quantità da 0,5 a 10%; D) da 0% a 0,5% di un agente nucleante,· E) da 0% a 10% di biossido di titanio; detta composizione avente un melt index L (ASTM D 1238 L) da 3 a 150 g/10 minuti nel caso in cui la composizione sia a base prevalentemente polipropilenica, oppure un melt index E (ASTM D 1238 E) da 0,1 a 20 g/10 minuti nel caso in cui la composizione sia a base prevalentemente polietilenica, ed essendo in forma di polvere avente diametro dei granuli non superiore a 600 micrometri, con la seguente distribuzione granulometrica (percentuali in peso): non più del 25% di polvere avente diametro dei granuli tra 300 e 450 micrometri; non più del 10% di polvere avente diametro dei granuli superiore a 450 micrometri.
- 6. Il procedimento di rivendicazione 1, in cui il nastro poliolefinico è sostanzialmente costituito da un omopolimero del propilene o dell'etilene, o da un copolimero del propilene con etilene e/o alfa-olefine superiori, o da un copolimero dell'etilene con le suddette alfa-olefine superiori, o da miscele dei suddetti (co)polimeri.
- 7. Il procedimento di rivendicazione 1, in cui il nastro poliolefinico comprende uno strato sostanzialmente costituito da un omopolimero del propilene o dell'etilene, o da un copolimero del propilene con etilene e/o alfa-olefine superiori, o da un copolimero dell'etilene con le suddette alfa-olefine superiori, o da miscele dei suddetti (co)polimeri, e un ulteriore strato di adesivo poliolefinico.
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