MX2011008742A - Uso de un tubo de conducto para producir un conducto tendido en agua. - Google Patents

Abstract

Se describe un tubo conducto de metal que es cubierto con una capa extruída fabricada de un compuesto de moldeo de poliamida que es usado para producir un conducto tendido en agua, en donde en el curso del tendido del conducto, el movimiento es expuesto a una carga de presión de esfuerzo cortante y/o una carga de doblez debido al método de tendido seleccionado.

Description

USO DE UN TUBO DE CONDUCTO PARA PRODUCIR UN CONDUCTO TENDIDO EN AGUA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con el uso de un tubo metálico que tiene una capa de recubrimiento extruída fabricada de una composición de moldeo de poliamida, para producir una tubería tendida en agua.

Cuando las líneas de transportación, líneas de transporte, elevadores o líneas de producto son fabricadas de metal, son hoy en día, a manera de. ejemplo, recubiertas con una poliolefina, por ejemplo polietileno o polipropileno ( O 2002/094922; US 2002/0066491; EP A-0346101) . El recubrimiento sirve principalmente para impedir la corrosión; hay estándares correspondientes que describen estos, un ejemplo es DIN EN 10288 o DIN 30678 para recubrimiento de poliolefina. Cuando se usa un recubrimiento de poliolefina, esta capa es producida, por ejemplo, por medio de un proceso de tubo extruído o proceso de envoltura extruído. Para promover la adhesión, es posible aplicar capas de epoxi y capas adhesivas en sucesión antes del proceso de extrusión.

Otro arte previo, regulado por DIN EN 10310 (versión alemana de EN 10310:2003), usa polvo de poliamida para el recubrimiento de tubos de acero para tuberías tendidas en el suelo o en agua. El recubrimiento de poliamida es aplicado vía inmersión a un lecho fluidizado, aplicación de atomización o el proceso de aplicación por rodillo. En virtud del proceso, el recubrimiento en polvo puede solamente aplicar capas relativamente delgadas al metal. Una desventaja particular es que el recubrimiento requiere el uso de un polvo fabricado de una poliamida de relativamente bajo peso molecular, con el fin de asegurar buen flujo del fundido sobre la superficie de metal caliente. Sin embargo, un recubrimiento asi obtenido tiene resistencia mecánica inapropiada; sirve principalmente para impedir la corrosión. Otra desventaja particular es que este método no permite la aplicación de una capa de poliamida a un tubo que ya comprende un recubrimiento fabricado de poliolefina o de una capa promotora de adhesión.

También hay recubrimientos termofraguables conocidos a base de epoxi o poliuretano.

En el campo de construcción de tuberías, hay requerimientos técnicos incrementadamente severos colocados en el recubrimiento de tubería, que se derivan de condiciones incrementadamente estrictas concernientes con el medio ambiente, el proceso de estratificación y las operaciones de fábrica. Uno de los métodos más efectivos para impedir la corrosión de tuberías tendidas en el suelo, en particular cuando usan prevención de corrosión catódica, es el encamisado en multicapas. Este usa una capa de resina epoxi como primera capa, un adhesivo de copolímero como segunda capa y una capa de poliolefina exterior fabricada de polietileno o polipropileno.

Este método de encamisado es aplicable a todo el intervalo de tubos pequeños a tubos grandes. Sin embargo, en el sector lejos de la costa y en la costa hay frecuentemente requerimientos severos' adicionales concernientes con la resistencia a los esfuerzos mecánicos.

En el sector lejos de la costa, las profundidades de deposición o tendido grandes requieren hoy en día el uso de técnicas específicas para el proceso de tendido, un ejemplo es el método de tendido en J. Este es un proceso que utiliza el montaje casi vertical de la longitud de tendido en una plataforma de tendido semi-sumergida o en pontones de tendido equipados apropiadamente o barcos de tendido. Se usan dispositivos portadores apropiados para fijar el extremo de una longitud del tubo con el fin de ensamblar la sección de tubo siguiente. Las fuerzas que actúan sobre el recubrimiento de prevención de corrosión durante este proceso no son inconsiderables . Específicamente, estas involucran fuerzas de presión ejercidas por el dispositivo de portador en esencia perpendicularmente con respecto al peso del tubo sujetado. El recubrimiento de prevención de corrosión es así sometido a una carga de presión de esfuerzo cortante.

Otro método para el tendido submarino de tubos es el proceso de tendido en S . Este es usado en particular a profundidades de tendido relativamente pequeñas. La tubería es usualmente soldada horizontalmente en un barco de tendido y verificada y se hace pasar al agua por medio de lo que es conocido como un aguijón. La función del aguijón en la presente es soportar la linea y dejarla con un radio de doblez aceptable. La forma del tubo aquí, a través del barco de tendido, el aguijón y el lecho marino es aquella de una "S" alargada. La carga mecánica sobre la longitud de tubo protegida contra la corrosión es un tanto más pequeña que aquella en el método de aspeado o el método de tendido en J.

El proceso conocido como carrete, por ejemplo como se describe en US 4 117 692 o EP A 1 104 525, enrolla la longitud de tubo pre-ensamblada sobre tambores dimensionados apropiadamente. Este proceso provoca deformación plástica de la longitud de tubo. Para tendido en mar abierto, la longitud de tubo es a su vez dirigida sobre rodillos apropiados antes del tendido. Sin embargo, el recubrimiento de prevención contra la corrosión es expuesto a esfuerzos considerables provocados por la carga de flexible, debido a que fuerzas muy altas son transmitidas sobre la superficie del tubo y por consiguiente sobre el recubrimiento durante los procesos de enrollamiento y desenrollamiento. A medida que el diámetro de enrollamiento disminuye, las fuerzas transmitidas se incrementan. Sin embargo, el diámetro de enrollamiento mínimo es deseable con el fin de optimizar las capacidades de transporte.

El método de tendido en J, el método de tendido en S y el método de aspeado son descritos en más detalle a manera de ejemplo en OCS Report MMS 2001-067, "Brief Overview of Gulf of México OCS Oil and Gas Pipelines : Installation, Potential Impacts, and Mitigation Measures", publis ed by U. S. Department of the Interior, Minerals Management Service, New Orleans, agosto de 2001.

Los sistemas de encamisado convencionales, que sirven en esencia para impedir la corrosión, no proveen protección apropiada de las cargas mecánicas. Los esfuerzos de presión o esfuerzos fricciónales durante el procedimiento de enrollamiento o desenrollamiento, o en virtud de la carga de esfuerzo cortante provocada por sujetadores durante el proceso de manejo, pueden dañar porciones de la capa de polímero, de tal manera que el metal se pone en contacto con el agua . La corrosión que luego ocurre reduce el tiempo de operación de la tubería considerablemente. Es por consiguiente necesario hacer un incremento considerable en el espesor del sistema de encamisado y esto incrementa los costos de tubería; también coloca límites en cualquier reducción adicional en el diámetro de enrollamiento. Los sistemas de recubrimiento conocidos a base de polietileno o polipropileno son más extremadamente quebradizos, particularmente a temperaturas relativamente bajas y por esta razón sola tienen solamente conveniencia limitada para estos esfuerzos mecánicos que ocurren durante el tendido de la tubería.

El objeto de la invención es por consiguiente proveer un tubo metálico recubierto que soporte los altos esfuerzos mecánicos que ocurren durante el proceso de tendido en agua . Una intención particular es que este tubo permita una reducción en el diámetro de enrollamiento y retenga la integridad del recubrimiento cuando el procedimiento de enrollamiento produce altos esfuerzos mecánicos, el resultado es que el tubo de metal tiene protección efectiva de la corrosión. Una intención adicional es obtener adhesión segura al tubo o a cualesquier recubrimientos presentes sobre el mismo. La intención global es proveer un tubo que pueda dar fácil manejo y que pueda ser producido a bajo costo.

El uso de un tubo metálico recubierto para producir una tubería tendida en agua obtiene estos objetos y otros objetos discernibles de los documentos de la solicitud, en donde, en el curso del proceso de tendido y en virtud del proceso de tendido seleccionado, el recubrimiento ha sido expuesto a una carga de presión de esfuerzo cortante y/o a una carga de flexión, con la condición de que el tubo tenga una capa de recubrimiento extruída fabricada de una composición de moldeo de poliamida.

La expresión "en agua" significa tendido sobre el lecho de un cuerpo de agua, por ejemplo en el lecho marino, o tendido a cualquier altura deseada entre el lecho del cuerpo de agua y la superficie del cuerpo de agua.

"Recubrimiento" aquí y posteriormente en la presente significan todas las capas aplicadas a la superficie de metal, esto es, no solamente la capa de recubrimiento fabricada de una composición de moldeo de poliamida sino también cualesquier capas intermedias presentes que funcionan como promotores de adhesión y los semejantes.

El tubo metálico está compuesto de manera de ejemplo de acero inoxidable u otro acero, cobre, aluminio, hierro colado, acero galvanizado, acero recubierto con aleaciones de metal, tales como GALFAN, o está compuesto de cualquier otro metal. El tubo puede también ser producido mediante cualesquiera de los métodos del arte previo, por ejemplo en forma de un tubo soldado o sin costuras. Procesos de producción correspondientes so'n bien conocidos en el arte previo.

Los procesos de tendido seleccionados de acuerdo con la invención son preferiblemente el método de tendido en J, el método de tendido en S y el método de aspeado.

De acuerdo con la invención, se ha encontrado que una ventaja principal particular un recubrimiento de poliamida para tubos para el sector de aplicación descrito es que la poliamida retiene sus buenas propiedades mecánicas específicamente a temperaturas ambientes relativamente bajas. Otras propiedades ventajosas para estas aplicaciones son la resistencia de impacto de muesca excelente, el desempeño a la abrasión excepcional y desempeño friccional y también la buena capacidad de adhesión de la poliamida.

La poliamida puede ser producida de una combinación de diamina y ácido dicarboxilico, de un ácido ?-aminocarboxilico, o de la lactama correspondiente. En principio, es posible usar cualquier poliamida, tales como PA46, PA6, PA66 o copoliamidas en esta base que tienen unidades que se derivan de ácido tereftálico y/o de ácido isoftálico (denominado en general PPA) . En una modalidad preferida, las unidades monoméricas contienen un promedio de por lo menos 8 átomos de carbono, por lo menos 9 o por lo menos 10. En el caso de mezclas de lactamas, se toma el promedio aritmético. En el caso de combinaciones de diamina y ácido dicarboxilico, el promedio aritmético de los átomos de carbono de diamina y ácido dicarboxilico en esta modalidad preferida tiene que ser de por lo menos 8, por lo menos 9 o por lo menos 10. Ejemplos de poliamidas apropiadas son: PA610 (que puede ser producida a partir de hexametilendiamina [6 átomos de carbono] y ácido sebácico [10 átomos de carbono] , el número promedio de átomos de carbono en las unidades monoméricas por consiguiente es aquí de 8) , PA88 (que puede ser producido a partir de. octametilendiamina y ácido 1 , 8-octandioico) , PA8 (que puede ser producido a partir de caprilolactama) , PA612, PA810, PA108, PA9, PA613, PA614, PA812, PA128, PA1010, PA10, PA814, PA148, PA1012, PA11, PA1014, PA1212 y PA12. La producción de las poliamidas es arte previo. Por supuesto, también es posible usar copoliamidas en esta base que también, si es apropiado, hacen usos concomitantes de monómeros, tales como caprolactama .

La poiiamida puede también ser uha polieteresteramida o un' polieteramida . Las polieteramidas son en principio conocidas a manera de ejemplo de DE A 30 06 961. Contienen una polieterdiamina como . co-monómero . Polieterdiaminas apropiadas son obtenibles vía conversión de los polieterdioles correspondientes al usar aminación reductiva o acoplamiento a acrilonitrilo con subsecuente hidrogenación (por ejemplo, EP-A-0 434 244; EP-A-0 296 852). Su peso molecular promedio en número es en general de 230 a 4000; su proporción de polieteramida es preferiblemente de 5 a 50% en peso.

Las polieterdiaminas basadas en propilenglicol están disponibles comercialmente en forma de JEFFAMIN® D grados de Huntsman.

En principio, polieterdiaminas basadas en 1,4-butandiol o 1 , 3-butandiol también tienen buena conveniencia, como las polieterdiaminas de estructura mezclada, por ejemplo que tienen distribución aleatoria o por bloques de las unidades que se derivan de los dioles .

También es posible usar mezclas de varias poliamidas, con la condición de compatibilidad apropiada. Combinaciones de poliamidas compatibles son conocidas para la persona experimentada en el arte; a manera de ejemplo, las siguientes combinaciones pueden ser enlistadas en la presente: PA12/PA1012, PA12/PA1212, PA612/PA12, PA613/PA12, PA1014/PA12 y PA610/PA12 y también combinaciones correspondientes con PAll. En el caso de duda, combinaciones compatibles se pueden encontrar por medio de experimentación de rutina.

Una modalidad preferida usa una mezcla fabricada de 30 a 99% en peso, particularmente de preferencia de 40 a 98% en peso y con particular preferencia de 50 a 96% en peso, de poliamida el sentido más estrecho y también de 1 a 70% en peso, particularmente de preferencia de 2 a 60% en peso y con preferencia particular de 4 a 50% en peso, de polieteresteramida y/o polieteramida. Se da preferencia en la presente a las polieteramidas .

La composición de moldeo puede comprender componentes adicionales además de poliamida, ejemplos son modificadores de impacto, otros termoplásticos , plastificantes y otros aditivos convencionales. El único requerimiento es que la poliamida forme la matriz de la composición de moldeo.

Ejemplos de modificadores de impacto apropiados son copolímeros de etileno/a-olefina, preferiblemente seleccionados de a) copolímeros de etileno/C3-Ci2-oí-olefina que tienen de 20 a 96% en peso, preferiblemente de 25 a 85% en peso, de etileno. Un ejemplo de C3-Ci2-a-olefina usada es propeno, 1-buteno, 1-penteno, 1 hexeno, 1-octeno, 1 deceno o 1-dodeceno. Ejemplos típicos de estos son hule o caucho de etileno-propileno y también LLDPE y VLDPE. b) Terpolímeros de etileno/C3-Ci2-a-olefina/dieno sin conjugar que tienen de 20 a 96% en peso, preferiblemente de 25 a 85% en peso de etileno y hasta un máximo de aproximadamente 10% en peso de un dieno sin conjugar, tal como biciclo [2.2.1] heptadieno, 1 , 4-hexadieno , diciclopentadieno o 5-etilidennorborneno . Otro ejemplo de una C3-Ci2-a-olefina apropiada es propeno, 1-buteno, 1 penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno o 1 dodeceno.

La producción de estos copolímeros o terpolímeros es conocida del arte previo, por ejemplo con la ayuda de un catalizador de Ziegler-Natta .

Otros modificadores de impacto apropiados son copolímeros en bloque de estireno-etileno/butileno . En la presente, es preferible usar copolímeros en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS) , estos son obtenibles vía hidrogenación de copolímeros en bloque de estireno-butadieno-estireno. Sin embargo, también es posible usar sistemas de dibloque (SEB) o sistemas de multibloques . Los copolímeros en bloque de este tipo son conocidos del arte previo.

Estos modificadores de impacto contienen preferiblemente grupos anhídrido, que son introducidos de manera conocida vía reacción térmica o reacción de radicales libres del polímero de cadena principal con un anhídrido dicarboxílico insaturado, con un ácido dicarboxílico insaturado, o con un éster de monoalquilo de un ácido dicarboxílico insaturado, en donde la concentración de estos grupos es apropiada para un buen acoplamiento a la poliamida. Un ejemplo de un reactivo apropiado es ácido maleico, anhídrido maleico, maleato de monobutilo, ácido fumárico, anhídrido citracónico, ácido aconítico, o anhídrido itacónico. La cantidad de un anhídrido insaturado injertado sobre el modificador de impacto mediante este método es preferiblemente de 0.1 a 4% en peso. De acuerdo con el arte previo, los materiales aplicados mediante injertación pueden también comprender otro monómero insaturado, tal como estireno, o¡-metilestireno o indeno, junto con el anhídrido dicarboxílico insaturado o su precursor.

Otros modificadores de impacto apropiados son copolímeros que contienen unidades de los siguientes monómeros : a) de 20 a 94.5% en peso de una o más a-olefinas que tienen de 2 a 12 átomos de carbono, b) de 5 a 79.5% en peso de una o más compuestos acrílieos, seleccionado de: - ácido acrílico o ácido metacrílico o sales de los mismos , - ésteres de ácido acrílico o respectivamente, ácido metacrílico con un C1-C12 alcohol, que puede, si es apropiado, llevar una función hidroxi o epoxi libre, - acrilonitrilo o metacrilonitrilo, - acrilamidas o metacrilamidas. c) de 0.5 a 50% en peso de un epóxido olefínicamente insaturado, anhídrido carboxílico, carboxiimida, oxazolina u oxazinona.

Dicho copolímero está a manera de ejemplo compuesto de los siguientes monómeros, esta es una lista no exhaustiva: a) -olefinas, tales como etileno, propeno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, o 1-dodeceno; b) ácido acrílico, ácido metacrílico, o sales de los mismos, por ejemplo con Na® o Zn2® como contraión; acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-propilo, acrilato de n-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de n-hexilo, acrilato de n-octilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de isononilo, acrilato de dodecilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de 2-etilhexilo, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de 4-hidroxibutilo , acrilato de gli'cidilo, metacrilato de glicidilo, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, acrilamida, N-metilacrilamida , N,N-dimetilacrilamida, N-etilacrilamida, N-hidroxietilacrilamida, N-propilacrilamida, N-butilacrilamida, N-(2-etilhexil) acrilamida, metacrilamida, N-metilmetacrilamida, N,N-dimetilmetacrilamida, N-etil-metacrilamida, N-hidroxietil-metacrilamida, N-propilmetacrilamida, N-butilmetacrilamida, N, -dibutilmetacrilamida, N- (2-etilhexil)metacrilamida; c) viniloxirano , aliloxirano, acrilato de glicidilo. metacrilato de glicidilo, anhídrido maleico, anhídrido aconítico, anhídrido itacónico y también los ácidos dicarboxílicos producidos a partir de estos anhídridos vía reacción con agua; maleimida, N-metilmaleimida, N-etilmaleimida, N-butil-maleimida, N-fenilmaleimida, aconitimida, N-metil-aconitimida, N-fenilaconitímida, itaconimida, N-metilitaconimida, N-fenil-itaconimida, N-acriloilcaprolactama, N-metacriloil-caprolactama, N-acriloillaurolactama, N-metacriloillaurolactama, viniloxazolina, isopropeniloxazolina, aliloxazolina, viniloxazinona, o isopropenil-oxazinona .

Si se usa acrilato de glicidilo o metacrilato de glicidilo, este compuesto también funciona simultáneamente como compuesto acrílico b) y si la cantidad de (met) acrilato de glicidilo es apropiada, por consiguiente no hay necesidad de la presencia de cualquier compuesto acrílico adicional. En esta modalidad específica, el copolímero contiene unidades de los siguientes monómeros : a) de 20 a 94.5% en peso de una o más -olefinas que tienen de 2 a 12 átomos de carbono, b) de 0 a 79.5% en peso de uno o más compuestos acrílieos, seleccionados de: - ácido acrílico o ácido metacrílico o sales de los mismos , - ésteres de ácido acrílico o respectivamente, ácido metacrílico con un C1-C12 alcohol, - acrilonitrilo o metacrilonitrilo, - acrilamidas o metacrilamidas, c) de 0.5 a 80% en peso de un éster de ácido acrílico o ácido metacrílico, en donde el éster contiene un grupo epoxi, en donde la totalidad de b) y c) es de por lo menos 5.5% en peso .

El copolímero puede contener una pequeña cantidad de otros monómeros copolimerizados , en tanto que estos no deterioren significativamente las propiedades, un ejemplo maleato de dimetilo, fumarato de dibutilo, itaconato de dietilo o estireno.

La producción de estos copolímeros es conocida el arte previo. Una amplia variedad de tipos de estos son obtenibles comercialmente, por ejemplo como LOTADER® (Arkema; etileno/acrilato/tercomponente o etileno/metacrilato de glicidilo) .

En una modalidad preferida, esta composición de moldeo de poliamida comprende los siguientes componentes: 1. de 60 a 96.5 partes en peso de poliamida, 2. de 3 a 39.5 partes en peso de un componente modificador de impacto que contiene grupos anhídrido, en donde el componente es modificador de impacto ha sido seleccionado de copolímeros de etileno/a-olefina y copolímeros en bloque de estireno-etileno/butileno. 3. de 0.5 a 20 partes en peso de un copolímero que contiene unidades de los siguientes monómeros : a) de 20 a 94.5% en peso de una o más a-olefinas que tienen de 2 a 12 átomos de carbono, b) de 5 a 79.5% en peso de uno o más compuestos acrílieos, seleccionados de: - ácido acrílico o ácido metacrílico o sales de los mismos , - ésteres de ácido acrílico o respectivamente, ácido metacrílico con un C1-C12 alcohol, que puede, si es apropiado, llevar una función hidroxi o epoxi libre, - acrilonitrilo o metacrilonitrilo, - acrilamidas o metacrilamidas , c) de 0.5 a 50% en peso de un epóxido olefínicamente insaturado, anhídrido carboxílico, carboxiimida, oxazolina u oxazinona, en donde el total de las partes en peso de los componentes de acuerdo con 1., 2. y 3. es 100.

En otra modalidad preferida, la composición de moldeo comprende : 1. de 65 a 90 partes en peso y particularmente de preferencia de 70 a 85 partes en peso de poliamida, 2. de 5 a 30 partes en peso, particularmente de preferencia de 6 a 25 partes en peso y con particular preferencia de 7 a 20 partes en peso del componente modificador de impacto, 3. de 0.6 a 15 partes en peso y particularmente de preferencia de 0.7 a 10 partes en peso del copolímero, que contiene preferiblemente unidades de los siguientes monómeros : a) de 30 a 80% en peso de -olefina(s) , b) de 7 a 70% en peso y particularmente de preferencia de .10 a 60% en peso del (los) compuesto (s) acrílico (s) , c) de 1 a 40% en peso y particularmente de preferencia de 5 a 30% en peso del epóxido olefínicamente insaturado, anhídrido carboxílico, carboxiimida, oxazolina, u oxazinona.

Otro componente modificador de impacto que puede también ser usado es hule o caucho de nitrilo (NBR) o hule de nitrilo hidrogenado (H BR) , en donde estos contienen opcionalmente grupos funcionales. US2003/0220449A1 describe composiciones de moldeo correspondientes.

Otros termoplásticos que pueden estar presentes en la composición de moldeo de poliamida son principalmente poliolefinas . En una modalidad, como se describe en una etapa anterior en relación con los modificadores de impacto, pueden contener grupos anhídrido y están entonces · opcionalmente presentes junto con un modificador de impacto no funcioñalizado . En otra modalidad, estos están sin funcionalizar y están presentes en la composición de moldeo en combinación con un modificador de impacto funcionalizado o con una poliolefina funcionalizada. El término "funcionalizado" significa que los polímeros han sido provistos de acuerdo con el arte previo con grupos que pueden reaccionar con los grupos del extremo de la poliamida, ejemplos son grupos anhídrido, grupos carboxi, grupos epoxi, o grupos oxazolina. Se da preferencia en la presente a las siguientes constituciones: 1. de 50 a 95 partes en peso de poliamida, 2. de 1 a 49 partes en peso de poliolefina funcionalizada o sin funcionalizar y también 3. de 1 a 49 partes en peso de modificador de impacto funcionalizado o sin funcionalizar, en donde el total de las partes en peso de los componentes de acuerdo con los incisos 1., 2. y 3. es 100.

La poliolefina es a manera de ejemplo polietileno o polipropileno. En principio, es posible usar cualquier grado disponible comercialmente . Ejemplos de estos que pueden ser usados son por consiguiente: polietileno lineal de alta densidad, densidad media o baja densidad, LDPE, copolímeros de etileno-acrilato, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, homopolipropileno isotáctico o atáctico, copolímeros aleatorios de propeno con eteno y/o 1-buteno, copolímeros en bloque de etileno-propileno , etc. La poliolefina puede ser producida mediante cualquier proceso conocido, por ejemplo mediante el proceso de Ziegler-Natta o el proceso Phillips, o por medio de metalocenos o por una ruta de radicales libres. En este caso, la poliamida puede también ser por ejemplo, PA6 y/o PA66.

En una modalidad posible, la composición de moldeo comprende de 1 a 25% en peso de plastificante, particularmente de preferencia de 2 a 20% en peso y con particular preferencia de 3 a 15% en peso.

Los plastificantes y su uso con poliamidas son conocidos. Una vista general de plastificantes apropiados para poliamidas se puede encontrar en Gáchter/Müller, Kunststoffadditive [Plastics Additives] , C. Hanser Verlag, 2nd Edition, p. 296.

Ejemplos de compuestos convencionales apropiados como plastificantes son ésteres de ácido p-hidroxibenzoico que tienen de 2 a 20 átomos de carbono en el componente de alcohol, o amidas de ácidos arilsulfónicos que tienen de 2 a 12 átomos de carbono en el componente de amina, preferiblemente amidas de ácido bencensulfónico. Plastificantes que pueden ser usados son inter alia p-hidroxibenzoato de etilo, p-hidroxibenzoato de octilo, hidroxibenzoato p-isohexadecilo, N-n-octil-toluen-sulfonamida, N-n-butilbencensulfonamida o ?-2-etil-hexil-bencen-sulfonamida .

La composición de moldeo puede además comprender cantidades convencionales de aditivos necesarios para el ajuste de ciertas propiedades. Ejemplos de estos son pigmentos y rellenos, tales como negro de carbono, dióxido de titanio, sulfuro de zinc, silicatos o carbonatos, fibras reforzantes, por ejemplo fibras de vidrio, auxiliares de procesamiento, tales como ceras, estearato de zinc o estearato de calcio, pirorretardantes , tales como hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio, o cianurato de melamina, antioxidantes, estabilizadores UV y también adiciones que dan al producto propiedades antielectrostáticas o conductividad eléctrica, por ejemplo fibras de carbono, fibrilas de grafito, fibras de acero inoxidable o negro de carbono conductor.

La buena robustez mecánica de la poliamida de recubrimiento es obtenida particularmente si la viscosidad de la composición de moldeo de poliamida aplicada es de por lo menos 2000 Pa-s, a 240°C a una velocidad de esfuerzo cortante de 0.1 s"1, preferiblemente por lo menos 2300 Pa-s, particularmente de preferencia por lo menos 3000 Pa-s, con particular preferencia de por lo menos 5000 Pa-s y con muy particular preferencia por lo menos 8000 Pa-s. la viscosidad es determinada de acuerdo con ASTM D 4440-3 en un viscosimetro de cono y placa.

La alta viscosidad de la composición de moldeo de poliamida es en general obtenida por el alto peso molecular de la poliamida. Una medida del peso molecular de la poliamida es su viscosidad en solución. Por propósitos de la invención, es preferible que la viscosidad de la solución relativa nrei de la poliamida en la composición de moldeo aplicada, medida en 0.5% de resistencia en peso de solución en m-cresol a 23°C de acuerdo con ISO 307, es de por lo menos 1.8, particularmente de preferencia por lo menos 2.0, con particular preferencia de por lo menos 2.1 y muy particularmente de preferencia a por lo menos 2.2.

Un proceso conocido para la producción de poliamidas de este tipo es la post-condensación en fase sólida de poliamidas de baja viscosidad en pelotillas para dar poliamida de alta viscosidad a una temperatura menor que el punto de fusión. El proceso es descrito a manera de ejemplo en CH 359 286 y también US 3 821 171. La post-condensación en fase sólida de poliamidas se lleva a cabo normalmente bajo gas inerte o presión reducida en una operación que opera por lotes o continuamente. Este método permite la producción de poliamidas con muy alto peso molecular.

Otro método para producir poliamidas de alta viscosidad es la post-condensación continua en el fundido, utilizando varios tipos de aparatos de tornillo.

O 2006/079890 afirma que las composiciones de moldeo de poliamida de alta viscosidad pueden ser obtenidas vía mezcla de una poliamida de alto peso molecular y de una poliamida de bajo peso molecular.

Otra ruta posible a para poliamidas de alta viscosidad y composiciones de moldeo de poliamida usa aditivos que incrementan el peso molecular; aditivos o procesos apropiados son descritos a manera de ejemplo en las siguientes especificaciones: WO 98/47940, WO 96/34909, WO 01/66633, WO 03/066704, JP A 01/197526, JP-A-01/236238 , DE-B-24 58 733, EP A 1 329 481, EP A 1 518 901, EP-A-1 512 710, EP-A-1 690 889, EP A 1 690 890 y WO 00/66650.

Sin embargo, las composiciones de moldeo producidas de acuerdo con este arte previo requieren en general un consumo de corriente muy alta o un momento de torsión muy alto en el proceso de extrusión, con alta presión en el molde. Además, las altas fuerzas cortantes dan como resultado una escisión de cadena apreciable, reduciendo así el peso molecular durante el procesamiento .

Por propósitos de la invención, es por consiguiente preferible que el proceso de condensación incremente el peso molecular de la composición de moldeo de poliamida, con la ayuda de un aditivo que incrementa el peso molecular, es retardado hasta que el procedimiento de procesamiento ha comenzado. La invención por consiguiente también provee el uso de acuerdo con las reivindicaciones de un tubo, en donde la capa extruída fabricada de una composición de moldeo de poliamida ha sido aplicada por medio de las siguientes etapas de proceso: a) provisión de una composición de moldeo de poliamida, b) producción de una premezcla de la composición de moldeo de poliamida y del aditivo que incrementa el peso molecular, por ejemplo un compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato, c) si es apropiado, almacenamiento y/o transporte de la mezcla y d) luego el uso de la mezcla para el proceso de extrusión, en donde el proceso de condensación para incrementar el peso molecular es ' retardado hasta que esta etapa ha comenzado .

Se ha encontrado que, dado este modo de adición durante el procesamiento, ocurre un incremento significativo en rigidez del fundido, en tanto que la carga en el motor es simultáneamente baja. Es por consiguiente posible, a pesar de la alta viscosidad del fundido, obtener altos rendimientos de procesamiento, el resultado es una mejora en el costo-efectividad del proceso de producción. El proceso es descrito a manera de ejemplo a continuación para el caso en donde el aditivo que incrementa el peso molecular es un compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato.

El peso molecular NM de la poliamida de partida es preferiblemente mayor de 5000 , en particular mayor de 8000 . las poliamidas usadas en la presente son aquellas cuyos grupos del extremo por al menos a alguna extensión toman la forma de grupos amino. A manera de ejemplo, por lo menos 30% , por lo menos 40% , por lo menos 50% , por lo menos 60% , por lo menos 70%, por lo menos 80% o por lo menos 90%, de los grupos del extremo toman la forma de grupos del extremo de amino . La producción de poliamidas que tienen un contenido de grupo del extremo amino relativamente alto, utilizando diaminas o poliaminas como regulador, es conocido del arte previo. En el caso presente, la producción de la poliamida usa preferiblemente una diamina alifática, cicloalifática o aralifática que tiene de 4 a 44 átomos de carbono, como regulador. Ejemplos de diaminas apropiadas son hexametilendiamina, decametilendiamina, 2,2,4- o 2,4,4-trimetil-hexametilendiamina, dodecametilendiamina, 1,4-diaminociclohexano, 1,4- o 1 , 3-dimetilaminociclohexano, 4,4'-diaminodiciclohexilmetano , 4,4' -diamino-3 , 3 ' -dimetil-diciclohexilmetano , 4,4' -diaminodiciclohexilpropano , isoforondiamina, metaxililendiamina o paraxilileniamina.

En otra modalidad preferida, se usa una poliamina como regulador y simultáneamente como agente de ramificación, durante la producción de la poliamida. Ejemplos en la presente son dietilentriamina, 1, 5-diamino-3- (ß-aminoetiDpentano, tris (2-aminoetil) amina, ?,?-bis (2-aminoetil) -N' ,?' -bis [2- [bis (2-aminoetil) amino] etil] -1 , 2-etandiamina , dendrímeros y polietileniminas, en particular polietileniminas ramificadas, que son obtenibles vía polimerización de aziridinas (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of organic chemistry] , Volumen E20, páginas 1482-1487, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1987 ) y que tienen en general la siguiente distribución de grupos amino: de 25 a 46% de grupos amino primarios, de 30 a 45% de grupos amino secundarios y de 16 a 40% de grupos amino terciarios.

, El compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato es usado en una proporción cuantitativa de 0 . 005 a 10% en peso, calculado como una proporción a la poliamida usada. Dicha proporción está preferiblemente en el intervalo de 0 . 01 a 5 . 0 % en peso, particularmente de preferencia en el intervalo de 0 . 05 a 3 % en peso. La expresión "carbonato" en la presente significa ésteres de ácido carboxílico en particular con fenoles o con alcoholes .

El compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato puede ser de bajo peso molecular, u oligomérico o polimérico. Puede estar compuesto completamente de unidades de carbonato, o puede también tener otras unidades. Estas son preferiblemente unidades de oligo- o poliamida, unidades de oligo- o poliéster, unidades de oligo- o poliéter, unidades de oligo- o polieteresteramida o unidades de oligo- u polieteramida. Estos compuestos pueden ser producidos vía procesos de oligo- o polimerización conocidos o mediante reacciones de polímero análogas .

En una modalidad preferida, el compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato es un policarbonato, por ejemplo uno basado en bisfenol A, o es un copolímero en bloque que contiene un bloque de policarbonato de este tipo.

Cuando el compuesto usado como aditivo y que tiene por lo menos dos unidades de carbonato es dosificado en forma de un lote principal, ésto permite la dosificación más precisa del aditivo, puesto que las unidades usadas son más grandes. Se ha encontrado además que el uso de una mezcla madre obtiene una calidad de extruído mejorada. La mezcla madre abarca preferiblemente, como material de matriz, la poliamida cuyo peso molecular también ha sido incrementado por el proceso de condensación de acuerdo con la invención o una poliamida compatible con la misma, pero bajo las condiciones de reacción también es posible que el enlace parcial ocurra entre poliamidas incompatibles y la poliamida cuyo peso molecular va a ser incrementado por un proceso de condensación y esto da como resultado compatibilización . El peso molecular NM de la poliamida usada como matriz en el mezcla madre es preferiblemente mayor de 5000 y en particular mayor de 8000. Se da preferencia en la presente a aquellas poliamidas cuyos grupos del extremo principalmente toman la forma de grupos ácido carboxílico. A manera de ejemplo, por lo menos 80%, por lo menos 90% o por lo menos 95% de los grupos del extremo toman la forma de grupos ácido. Como una alternativa a esto, es posible usar polieteramidas que tienen grupos del extremo que son predominantemente grupos amino; este método obtiene resistencia a la hidrólisis mejorada.

La concentración del compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato en la mezcla madre es preferiblemente de 0.15 a 50% en peso, particularmente de preferencia de 0.2 a 25% en peso y con particular preferencia de 0.3 a 15% en peso. Este tipo de mezcla madre es producida de la manera usual conocida para la persona experimentada en el arte.

Compuestos apropiados que tienen por lo menos dos unidades de carbonato y mezclas madre apropiadas, son descritos en detalle en WO 00/66650, incluida expresamente en la presente como referencia.

La invención puede ser usada con poliamidas que, como resultado del proceso de producción, comprende por lo menos 5 ppm de fósforo en forma de un compuesto ácido. En esta instancia, de 0.001 a 10% en peso, en base a la poliamida, de una sal de un ácido débil es agregado a la composición de moldeo de poliamida antes del proceso de composición o durante el proceso de composición. DE-A 103 37 707 revela sales apropiadas y es incorporada expresamente en la presente por referencia.

Sin embargo, la invención tiene aplicación igualmente buena a poliamidas que, como resultado deL proceso de producción, comprenden menos de 5 ppm de fósforo o ningún fósforo en forma de un compuesto ácido. Aunque una sal correspondiente de un ácido débil puede ser agregada en esta instancia, no es necesario hacer esto.

El compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato es agregado tal cual o en forma de una mezcla madre, no hasta después que el proceso de composición, esto es, no hasta después de la producción de la composición de moldeo de poliamida, pero al último durante el procesamiento. Es preferible que, durante el procesamiento, la poliamida cuyo peso molecular va a ser incrementado mediante un proceso de condensación o la composición de moldeo de poliamida cuyo peso molecular va a ser incrementado por un proceso de condensación, sea mezclada en forma de pelotillas con las pelotillas o polvo del compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato, o con la mezcla madre correspondiente. Sin embargo, también es posible que una mezcla de pelotillas de la composición de moldeo de poliamida combinada terminada con el compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato o con la mezcla madre sea producida y luego transportada o almacenada y luego procesada. Es naturalmente también posible usar mezclas en polvo en operaciones correspondientes . El factor decisivo es que la mezcla no sea fundida hasta que el procesamiento ha comenzado. Se recomienda una mezcla completa del fundido durante el procesamiento. Sin embargo, es también igualmente posible que la mezcla madre en forma de la corriente fundida sea agregada mediante dosificación con la ayuda de un extrusor auxiliar al fundido de la composición de moldeo de poliamida a ser procesada y luego incorporada mediante mezcla completa; en aquel caso, las etapas de proceso b) y d) son combinadas.

En lugar del compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato, también es posible usar cualquier otro aditivo apropiado que incrementa el peso molecular, por ejemplo un aditivo revelado en la literatura mencionada anteriormente. Aquí otra vez, proporciones cuantitativas apropiadas son de 0.005 a 10% en peso, calculada como una proporción a la poliamida usada, preferiblemente de 0.01 a 5.0% en peso, particularmente · de preferencia de 0.05 a 3% en peso.

El espesor de la capa de poliamida aplicada tiene que ser por lo menos suficiente para permitir la producción de una capa coherente bajo las condiciones del proceso de aplicación. Es preferible que el espesor de capa sea de por lo menos 1.0 mm, particularmente por lo menos 1.2 mm y en particular por lo menos 1.4 mm.

Espesores de capa de hasta aproximadamente 6 mm han probado usualmente ser exitosos, preferiblemente hasta aproximadamente 5 mm, particularmente de preferencia hasta aproximadamente 4 mm y con particular preferencia hasta aproximadamente 3 mm. Sin embargo, también es posible seleccionar una capa más gruesa si es necesario.

La capa de poliamida puede haber sido aplicado directamente a la superficie de metal. Sin embargo, hay en general por lo menos una capa adicional localizada entre la superficie de metal y la capa de poliamida. Esta puede ser una de las siguientes capas: - una capa de cerámica, por ejemplo de acuerdo con WO 03/093374; - una capa de imprimación, por ejemplo fabricada de resina epoxi (US 5 580 659) o de una mezcla a base de agua de resina epoxi y látex de poliacrilato (WO 00/04106) ; - una capa fabricada de una poliolefina que lleva grupos funcionales. Ejemplos de grupos funcionales que pueden ser usados son grupos carboxi o grupos anhídrido (WO 02/094922), grupos epoxi, o grupos alcoxisilano (EP-A-0 346 101) . La capa de poliolefina puede también ser una capa espumada. La poliolefina es preferiblemente polietileno o polipropileno; - un promotor de adhesión constituido diferentemente, diseñado para asegurar que tanto el enlace entre la capa de poliamida y el material de sustrato no sea deteriorada cuando es sometida a esfuerzos mecánicos; - refuerzo textil en forma de tejido o tapetes, por ejemplo fabricados de fibras de vidrio o fibras de aramida (Kevlar) .

Arreglos de capas preferidos son como sigue: metal / capa de cerámica / capa de poliamida; metal / capa de cerámica / capa de imprimación / capa de poliamida; metal / capa de cerámica / capa de imprimación / promotor de adhesión / capa de poliamida; metal / capa de imprimación / capa de poliamida; metal / capa de imprimación / promotor de adhesión / capa de poliamida; metal / capa de imprimación / capa de poliolefina / capa de poliamida.

En cada una de estas instancias, puede haber por lo menos una capa adicional externamente adyacente a la capa de poliamida, un ejemplo es un sistema de encamisado para aislamiento térmico.

Si una capa de cerámica, capa de imprimación y/o capa de capa de poliolefina está presente, es aplicada al tubo mediante cualquier proceso conocido. Procesos apropiados son conocidos del arte previo.

La capa de poliamida es aplicada mediante el método que es también es del arte previo para la capa de poliolefina, un ejemplo es un proceso de tubo extru do o proceso de extruído-envoltura . En una variante posible, la producción y aplicación de la capa de poliamida y de una capa de poliolefina o respectivamente, capa de promotor de adhesión que es asimismo aplicada puede tomar lugar conjuntamente vía coextrusión de un • compuesto en multicapas.

El proceso de tubo extruido y el proceso de extruído- envoltura son procesos con una larga historia de éxito para el recubrimiento de tubos. Estos procesos son descritos en más detalle en Stahlrohr-Handbuch [Steel Pipe Handbook] , 12th Edition, pp. 392-409, Vulkan-Verlag Essen, 1995.

El diámetro externo del tubo de metal es preferiblemente de por lo menos 25 mm y a lo más 1000 mm y particularmente de preferencia por lo menos 32 mm y a lo más 820 o 650 mm.

Las secciones individuales del tubo son unidas de la manera especificada para dar una tubería. En el caso del método de aspeado, esto toma lugar en tierra. Una vez que las secciones han sido unidas para dar la tubería, esta es luego enrollada sobre un carrete y transportada por barco al sitio de construcción y, si es apropiado, instalada directamente. Sin embargo, el método de tendido en J o el método de tendido en S pueden también ser usados para la producción y tendido de la tubería .

La tubería en cuestión puede ser una tubería de producción, un tubo de bajada, una línea de producto, una línea de distribución, una línea de transportación o una línea de transporte. Sirve a manera de ejemplo para transportar gas, aire, aceites, por ejemplo petróleo crudo, aceite ligero o aceite pesado, combustibles, tales como queroseno o diesel, petroquímicos , soles, licores o fluidos abrasivos.

En virtud de la alta resistencia mecánica, buenas propiedades de abrasión, resistencia al rasguño muy alta y también el espesor ideal de la capa de poliamida aplicada, es posible de acuerdo con la invención asegurar simultáneamente que se proporcione buena prevención a la corrosión y también que el recubrimiento externo tenga la robustez necesaria para el método de tendido seleccionado.

La invención también provee tuberías tendidas en agua, en donde la tubería abarca un tubo metálico recubierto con una capa extruída fabricada de una composición de moldeo de poliamida y donde, durante el curso del proceso de tendido y en virtud del proceso de tendido seleccionado, el recubrimiento fue sometido a una carga de presión de esfuerzo cortante y/o a una carga de flexión y también un método para transportar un fluido, en el cual el fluido se hace pasar a través de una tubería correspondiente tendida en agua. El fluido puede ser a manera de ejemplo uno de los fluidos mencionados anteriormente.

Un elemento de la tubería de la invención, en comparación con las tuberías producidas de acuerdo con el arte previo, es la vida notablemente prolongada.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. El uso de un tubo metálico recubierto para producir una tubería tendida en agua, caracterizado porque, durante el curso del proceso de tendido y en virtud del proceso de tendido seleccionado, el recubrimiento es sometido a una carga de presión de esfuerzo cortante y/o una carga de flexión, con la condición de que el tubo tenga una capa de recubrimiento extruída fabricada de una composición de moldeo de poliamida.

2. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, la tubería ha sido enrollada para transporte y es desenrollada antes o durante el proceso de tendido .

3. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la tubería es tendida mediante el método de tendido en J o mediante el método de tendido en S .

4. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre el tubo metálico y la capa fabricada de la composición de moldeo de poliamida hay una o más capas adicionales seleccionadas del grupo de: - capa de cerámica - capa dé imprimación capa fabricada de poliolefina que lleva grupos funcionales capa promotora de adhesión que tiene una constitución diferente y - refuerzo textil en forma de tejido o tapetes.

5. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el diámetro externo del tubo de metal es de 25 a 1000 mm.

6. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la viscosidad de la composición de moldeo de poliamida excluida de acuerdo con ASTM D 4440-3 es de por lo menos 2000 Pa-s a 240°C utilizando una velocidad de esfuerzo cortante de 0.1 s"1.

7. El uso de acuerdo con cualquiera . de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la viscosidad de solución relativa nrei de la poliamida en la composición de moldeo extruída es de por lo menos 1.8 de acuerdo con ISO 307.

8. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa extruída fabricada de la composición de moldeo de poliamida ha sido aplicada por medio de las siguientes etapas de proceso: a) provisión de una composición de moldeo de poliamida, b) producción de una premezcla de la composición de moldeo de poliamida y del aditivo que incrementa el peso molecular, c) si es apropiado, almacenamiento y/o transporte de la mezcla y d) luego el uso de la mezcla para el proceso de extrusión, en donde el proceso de condensación para incrementar el peso molecular es retardado hasta que esta etapa ha comenzado .

9. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el aditivo que incrementa el peso molecular es un compuesto que tiene por lo menos dos unidades de carbonato.

10. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa fabricada de la composición de moldeo de poliamida tiene un espesor de por lo menos 1.0 mm.

11. Una tubería caracterizada porque es tendida en agua y que abarca un tubo metálico que tiene una capa de recubrimiento extruída fabricada de una composición de moldeo de poliamida, en donde, durante el curso del proceso de tendido y en virtud del proceso de tendido seleccionado, el recubrimiento ha sido sometido a una carga de presión de esfuerzo cortante y/o una carga de flexión.

12. Un proceso para transportar un fluido, caracterizado porque el fluido se hace pasar a través de una tubería de acuerdo con la reivindicación 11, que ha sido tendida en agua.