MXPA05010775A - Cubierta de polimero conductor para tuberia corrugada. - Google Patents

Abstract

Un ensamble de tuberia que incluye una tuberia corrugada conductora que incluye convoluciones de picos y valles y una cubierta de polimero conductor colocada en los valles a lo largo de la longitud de la tuberia corrugada.

Description

CUBIERTA DE POLÍMERO CONDUCTOR PARA TUBERÍA CORRUGADA DESCRIPCIÓN SE LA INVENCIÓN La tubería corrugada o las mangueras de metal proporcionan una alternativa para los sistemas de tubería rígida como un conducto para transportar fluidos tales como gas natural. La tubería corrugada puede instalarse fácilmente y es útil en muchas aplicaciones de sistema- La tubería corrugada permite una instalación más simple y rentable debido a su estructura flexible única y a su resistencia relativamente alta. Esta misma flexibilidad tiene limitaciones inherentes. A medida que la presión interna del fluido de trabajo dentro de la tubería aumenta, la estructura de la tubería corrugada reacciona a la presión. La estructura de la tubería corrugada típica comienza a expandirse y esparcirse a lo largo de su longitud cuando la presión interna sobrepasa la resistencia del material de la tubería. Las presiones más altas del fluido de trabajo provocan que las corrugaciones se expandan. La expansión de la corrugación da como resultado una distorsión de la tubería fuera de su forma y tamaño originales . Para poder cumplir con los rangos de presión de operación más altos, la tubería corrugada convencional puede cubrirse con un manguito de trenza de alambre. La trenza se fija en los extremos opuestos de la tubería corrugada. La trenza refuerza la estructura de la tubería corrugada con esto resistiendo a la expansión de las corrugaciones cuando se aumenta la presión interna. La trenza es efectiva en la función de resistir la expansión de la tubería corrugada con esto aumentando la presión nominal operativa. Sin embargo, la trenza cubre el diámetro externo de la tubería corrugada que se somete a un movimiento relativo con- la tubería corrugada que se cubre. La tubería y la trenza se mueven con relación entre sí a lo largo de la longitud de la tubería corrugada. En aplicaciones que emploman la tubería corrugada a equipo mecánico que crea vibración trasladada a la tubería, el movimiento relativo provoca abrasión entre el interior de la trenza y la superficie exterior de la tubería. La abrasión entre la superficie exterior de la tubería y la superficie interior de la tranza crea mecanismos de falla que comprometen la integridad de la estructura de la tubería corrugada. La trenza corta y fricciona el material de la superficie exterior de la tubería corrugada hasta que el límite de la presión de la tubería falla y subsecuentemente deja fugar el fluido de traba o . Otra desventaja para la tubería existente es que la tubería muy a menudo está contenida dentro de una cubierta. Típicamente, la cubierta está hecha de un material de aislamiento. En caso de que la tubería reciba cargas eléctricas (por ejemplo, de descargas eléctricas directas o indirectas), la carga se acumula en la cubierta y puede quemarse la cubierta hasta la tubería dando como resultado el rompimiento de la tubería. Una modalidad de la invención es un ensamble de tubería que incluye una tubería corrugada conductora que incluye convoluciones de picos y valles y una cubierta de polímero conductor colocada a lo largo de una longitud de la tubería corrugada. Otra modalidad de la invención es un ensamble de tubería que incluye una tubería corrugada conductora que incluye convoluciones de picos y valles y una cubierta de polímero termoplástico conductor colocada a lo largo de una longitud de la tubería corrugada. El polímero termoplástico tiene una resistencia a la tracción mínima de aproximadamente 4000 psi, una elongación mínima de aproximadamente 300%, un módulo de flexión mínimo de aproximadamente 25,000 psi y una resistividad de volumen máxima de aproximadamente 7?10?4 ohm-cm. En un extremo de la tubería corrugada se acopla un accesorio. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista lateral en corte transversal parcial, de un ensamble de tubería que disipa carga . La Figura 1 es una vista lateral en corte transversal parcial, de un ensamble 10 de tubería que disipa carga. El ensamble 10 de tubería incluye una tubería 12 y una cubierta 14 conductora. La tubería 12 puede ser una tubería de acero inoxidable corrugada anular (CSST) para transportar fluidos tales como gas natural, líquidos, etc. Alternativamente, la tubería 12 puede ser una tubería enrollada helicoidalmente. La cubierta 14 se extruye sobre la tubería 12. La tubería 12 corrugada tiene una superficie exterior y una superficie interior. La superficie interior se expone típicamente al fluido de trabajo. La tubería 12 corrugada comprende una estructura que tiene diámetros variables o convoluciones que forman picos y valles en series alternadas a lo largo de la longitud de la tubería 12 corrugada. La superficie exterior se utiliza como referencia para los picos y valles en comparación con la superficie interior. El pico consiste de la convolución con el mayor diámetro exterior y el valle consiste de la convolución con el diámetro exterior meno . La cubierta 14 conductora se coloca en la superficie exterior de la tubería 12 corrugada. La cubierta 14 conductora puede sustancialmente llenar los valles y cubrir los picos en la superficie exterior. La cubierta 14 conductora se coloca a lo largo de la longitud de la tubería 12 corrugada. La composición del material de la cubierta 14 conductora tiene propiedades que resisten las fuerzas que distorsionan el material tales como las fuerzas de tensión y de corte. Como resultado, cuando la presión interna de un fluido de trabajo aumenta y actúa para separar la tubería 12 corrugada, la cubierta 14 conductora colocada en los valles de la superficie exterior resiste las fuerzas que son creadas. La cubierta 14 conductora inhibe la expansión o el esparcimiento de la tubería 12 corrugada de modo que la tubería 12 corrugada no se distorsiona significativamente ni en la dimensión lineal ni en el diámetro de la tubería 12 corrugada. La cubierta 14 conductora soporta cada convolución de la tubería 12 corrugada. La composición del material de la cubierta 14 conductora también es elástica y flexible. A medida que la tubería 12 corrugada se dobla y flexiona a lo largo de su longitud, la cubierta 14 conductora se dobla y flexiona junto con la tubería 12 corrugada. El espesor de la cubierta 14 conductora puede variarse para mejorar la resistencia a la expansión de tubería o proporcionar mayor o menor flexibilidad a la tubería 12 corrugada. Se puede lograr una variedad de presiones nominales cambiando el espesor de la cubierta 14 conductora. Existe una relación directa entre el espesor de la cubierta 14 conductora y la presión nominal de la tubería 12 corrugada. Al aplicar una cubierta 14 conductora a la tubería 12 corrugada se aumenta la presión nominal de la tubería 12 corrugada por encima de la presión nominal de la tubería 12 corrugada sin una cubierta 14 conductora. La cubierta 14 conductora también aumenta el número de ciclos de flexión requeridos para crear falla de fatiga de metal en la tubería 12 corrugada y atenúa la vibración para reducir la falla de la tubería 12 corrugada . debido a fatiga por vibración . La cubierta 14 conductora puede extruirse dentro de las corrugaciones de la tubería 12 corrugada. El uso de otros procesos de fabricación puede emplearse para colocar la cubierta 14 conductora sobre la superficie exterior de la tubería 12 corrugada. En una modalidad, la cubierta 14 conductora es impulsada dentro de los valles para sustancialmente llenar los valles y cubrir los picos. A medida que la cubierta 14 conductora se extruye se funde sustancialmente y fluye dentro de las corrugaciones de la tubería 12 corrugada. La cubierta 14 conductora fundida se enfría sobre la tubería 12 corrugada. El material fundido sustancialmente llena los valles y cubre los picos. En una modalidad alternativa, una cubierta 14 conductora de polímero se extruye dentro de las corrugaciones y enseguida se cura (por ejemplo, por medio de calor). La cubierta 14 conductora puede aplicarse de modo que la cubierta 14 conductora se una sustancialmente a toda la superficie exterior de la tubería corrugada. La unión opcional de la cubierta 14 conductora a la superficie exterior puede ser unión mecánica o unión química de modo que la cubierta 14 conductora se adhiera sustancialraente a la superficie exterior de la tubería 12 corrugada. También, al estar ubicada en los valles, 'la cubierta 14 conductora mecánicamente bloquea la deformación de la tubería 12 corrugada como resultado de las propiedades del material de la cubierta 14 conductora. Con la cubierta 14 conductora aplicada de modo que exista una adhesión entre la cubierta 14 conductora y la superficie de la tubería 12 corrugada, no existe un movimiento relativo entre la cubierta 14 conductora y la superficie de la tubería 12 corrugada. Habiendo eliminado el movimiento relativo entre la cubierta 14 conductora y la superficie exterior, el mecanismo de desgaste abrasivo se elimina sustancialmente aunque aún proporciona un refuerzo contra la presión. En una modalidad alternativa, la cubierta 14 conductora se extruye sobre la tubería 12 corrugada, pero no se impulsa dentro de los valles de la tubería corrugada. La cubierta 14 conductora cubre los picos de la tubería 12 corrugada pero no se impulsa dentro de los valles. La cubierta 14 conductora puede estar hecha de un polímero termoplástico conductor tal como un compuesto de poliuretano con base de poliéter termoplástico. Otros termoplásticos conductores pueden utilizarse como una cubierta 14, y la invención no se limita a poliuretano. El polímero de preferencia tiene las siguientes propiedades.

TABLA A Propiedad Método Valor Resistencia a la ASTM D638 aproximadamente 4000 psi Tracción Minimo Elongación ASTM D638 aproximadamente 300 % Minimo Módulo de Flexión ASTM D790 aproximadamente 25,000 psi Minimo Resistividad de ASTM D257 aproximadamente 7?10?4 ohm-Volumen cm Máximo En una modalidad alternativa, la cubierta conductora está hecha de un polietileno termoplástico que tiene las características identificadas en la Tabla A. La cubierta de polietileno puede unirse a la tubería 12 corrugada como se describe anteriormente. En uno o ambos extremos del ensamble de tubería se encuentran accesorios 16. Los accesorios 16 pueden ser accesorios existentes CSST tales como aquellos descritos en las Patentes Norteamericanas Nos. 5,799,989, 6,079,749, 6,276,728, los contenidos totales de estas patentes se incorporan en la presente para referencia. De preferencia, los accesorios finales están hechos de metales (por ejemplo, latón) . Ya que la cubierta 14 está hecha de un termoplástico conductor, la carga acumulada en la cubierta 14 (por ejemplo, debido a descargas eléctricas directas o indirectas) se conduce a través de la. cubierta 14 a la tubería 12 y enseguida a los accesorios 16 finales y a través de los componentes conectados a los accesorios 16. De este modo, la tubería 12 no se daña por una acumulación de la carga en una cubierta no conductora. El ensamble de tubería puede utilizarse en un número de aplicaciones que incluyen instalaciones residenciales o comerciales, interiores o exteriores, y al descubierto o subterráneas donde existe una probabilidad de descargas eléctricas (directas o indirectas) u otras causas de acumulación de carga eléctrica. Aunque las modalidades preferidas han sido mostradas y descritas, se pueden hacer varias modificaciones y sustituciones a las mismas sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por consiguiente, se deberá entender que la presente invención sólo ha sido descrita por medio de la ilustración y no por limitación.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1. Un ensamble de tubería, caracterizado porque comprende : tubería corrugada conductora que incluye convoluciones de picos y valles; una cubierta de polímero conductor colocada a lo largo de una longitud de la tubería corrugada. 2. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: la tubería corrugada es anular. 3. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: la tubería corrugada es helicoidal. . El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: la cubierta de polímero es un polímero termoplástico . 5. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque: el polímero termoplástico es un poliuretano con base de poliéter. 6. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque: el polímero termoplástico es un polietileno. 7. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque: el polímero termoplástico tiene una resistencia a la tracción mínima de aproximadamente 4000 psi. 8. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el polímero termoplástico tiene una elongación mínima de aproximadamente 300%. 9. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque: el polímero termoplástico tiene un módulo de flexión mínimo de aproximadamente 25,000 psi. 10. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque: el polímero termoplástico tiene una resistividad de volumen máxima de aproximadamente 7?10?4 ohm-cm. 11. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: en donde la cubierta de polímero conductor sustancialmente llena los valles y sustancialmente cubre los picos . 12. El ensamble de tubería de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: un accesorio acoplado en uno de los extremos de la tubería corrugada. 13. Un ensamble de tubería, caracterizado porque comprende : tubería corrugada conductora que incluye convoluciones de picos y valles; una cubierta de polímero texmoplástico conductor colocada a lo largo de una longitud de la tubería corrugada, el polímero termoplástico tiene una resistencia a la tracción mínima de aproximadamente 4000 psi, una elongación mínima de aproximadamente 300%, un módulo de flexión mínimo de aproximadamente 25,000 psi y una resistividad de volumen máxima de aproximadamente 7?10?4 ohm-cm; y un accesorio acoplado en uno de los extremos de la tubería corrugada.