PT1847750E

PT1847750E - Tubo compósito com camada deformável

Info

Publication number: PT1847750E
Application number: PT07105571T
Authority: PT
Inventors: Manfred Koenig; Bernd Koschig; Nils Hoffmann; Oscar Hernandez Aragon; Carsten Schmitz; Mike Ahmann; Ralf Heuel; Andreas Schneider
Original assignee: Viega Gmbh & Co Kg
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2012-08-22
Also published as: ES2388347T3; EP1847750B1; MX2007004584A; DE102006018466A1; DK1847750T3; EP1847750A1; CA2584948A1; US20080003389A1; PL1847750T3

Description

ΕΡ1847750Β1

DESCRIÇÃO

TUBO COMPÓSITO COM CAMADA DEFORMÁVEL A invenção refere-se a um tubo compósito com pelo menos duas camadas, em que a primeira camada interna é um material inerte e em que a segunda camada é colocada do lado externo da primeira camada.

Os tubos compósitos do tipo referido são conhecidos do estado da técnica. Durante a execução de um tubo, para que o tubo possa ser classificado como um tubo compósito, é necessário que vários requisitos dos materiais que definem um tubo compósito sejam aplicados em pelo menos duas camadas.

Deste modo, as caracteristicas quimicamente inertes, ou seja, que previnem a migração de aditivos indesejados, são caracteristicas prioritárias para a primeira camada interna. Inversamente, na camada externa são valorizadas essencialmente caracteristicas anticorrosivas e de resistência mecânica, especialmente pela selecção de materiais plásticos reticulados que tomam em consideração determinadas condições, tais como, a temperatura, as propriedades químicas ou a radiação de electrões. Tais materiais plásticos são conhecidos na indústria, respectivamente, como PEX-A, PEX-B ou PEX-C.

Durante a produção de plásticos reticulados são também produzidos produtos derivados. No caso dos materiais plásticos do tipo PEX-A, a formação dos referidos produtos derivados é condicionado pelas elevadas temperaturas 1 ΕΡ1847750Β1 necessárias para a reticulação; no caso dos materiais plásticos PEX-B, é condicionado pelas substâncias químicas utilizadas na reticulação; e nos materiais plásticos PEX-C, é condicionado pela radiação de electrões. Além disso, os plásticos mencionados anteriormente são frequentemente sujeitos a elevadas concentrações de estabilizadores para compensar as perdas que podem ocorrer durante o processo de reticulação. Estes estabilizadores ou aditivos podem também migrar para o meio que é transportado no tubo compósito ou reagir para produtos derivados indesejados. É admissível que os plásticos contenham aproximadamente 5 % de aditivos. Podem ser escolhidos opcionalmente mais ou menos aditivos, dependendo das características desejadas para o material plástico. A primeira camada inerte actua como uma barreira protectora, que evita que o meio transportado no tubo compósito seja afectado por uma migração química dos materiais presentes na segunda camada.

Em particular, se o meio transportado no tubo compósito for água potável, existe a possibilidade de ocorrer uma migração indesejada das referidas substâncias.

Um tubo compósito de acordo com a descrição genérica da reivindicação 1 é conhecido do documento DE-A-103 58 820.

Os tubos compósitos mencionados anteriormente apresentam a desvantagem de oferecerem propriedades de flexão desfavoráveis. Em particular, os tubos conhecidos dobram com facilidade, de tal modo que a secção transversal em que é 2 ΕΡ1847750Β1 transportado o meio, se estreita desfavoravelmente na zona da dobra.

Assim, a presente invenção depara-se com a tarefa de desenvolver um tubo compósito, que apresenta um contacto inerte com o meio que transporta e que durante uma flexão não dobre prematuramente.

De acordo com a invenção, a referida tarefa técnica é solucionada através das caracteristicas definidas na reivindicação 1. Deste modo, a invenção disponibiliza uma terceira camada deformável que se localiza no lado externo da primeira camada e se liga à segunda camada.

Assim, uma terceira camada deformável estabiliza e suporta a secção transversal do tubo compósito no ponto de dobragem durante a flexão e previne a dobragem prematura do tubo compósito.

Durante a flexão de um tubo compósito, o raio de curvatura é medido no seu ponto de origem na linha central do tubo. Normalmente, os raios de curvatura mínimos situam-se entre 1,5 e 5 vezes o diâmetro externo do tubo compósito, dependendo do modo de flexão, se manualmente ou com um equipamento para o efeito. Se for flexionado um tubo compósito de acordo com a presente invenção, as partes do tubo compósito que se situam dentro do raio de curvatura são comprimidos. As partes do tubo compósito que se situam fora do raio de curvatura são correspondentemente alongados. A terceira camada deformável pode deforma-se plasticamente e, deste modo, compensar as tensões internas que ocorrem devido à compressão ou ao alongamento. Assim, mantém-se 3 ΕΡ1847750Β1 maioritariamente inalterável a forma redonda da secção transversal do tubo. As camadas, que se encontram unidas à terceira camada, são também sujeitas às ditas tensões de compressão e também a resistências à tracção. Deste modo, as tensões que são geradas, não podem provocar uma dobragem, porque as camadas carregadas com as tensões são compensadas pela referida terceira camada deformável e à qual estão ligadas.

De acordo com a invenção, a primeira camada é produzida de PSU (polissulfona) ou PPSU (polifenilsulfona). Assim, também é possível utilizar de forma vantajosa plásticos como uma barreira protectora. A segunda camada é produzida de PE (polietileno), PERT (PE termicamente resistente), PEX (PE reticulado), PP (polipropileno), PB (polibutileno), PA (poliamida) ou PVC (policloreto de vinilo) em uma forma não preenchida, preenchida ou reforçada. Deste modo, é possível utilizar as características vantajosas dos referidos plásticos na produção dos tubos compósitos.

Em uma forma de execução, em que a terceira camada é produzida em metal, em particular em alumínio, em aço ou em cobre, a deformabilidade da terceira camada é especialmente favorecida pelas propriedades dúcteis dos referidos metais.

Uma possibilidade de unir a terceira camada com a segunda camada surge através de um procedimento em que a terceira camada é pressionada na segunda camada. Alternativamente, é possível integrar a terceira camada na segunda camada através de um processo de fusão. Deste modo, 4 ΕΡ1847750Β1 a terceira camada pode ser unida à segunda camada imediatamente após a extrusão da segunda camada. Este procedimento pode ser realizado antes da solidificação parcial da fundição da segunda camada, permitindo uma união por fusão. Alternativamente, a união após uma solidificação parcial da fundição pode ser feita por pressão. A terceira camada pode ser concebida como uma camada continua ou como uma camada parcialmente intermitente. Especialmente, no caso de a camada ser intermitente, o material da terceira camada pode ser, por exemplo, uma rede, uma chapa perfurada, uma superfície de fibras, um material tecido, uma malha, etc. ou pode ainda ser um enrolamento em espiral. Estes materiais permitem que os métodos mencionados anteriormente de pressionamento ou de fusão possam ser eficazmente aplicados para a união entre a segunda e a terceira camada.

Uma outra forma de execução é caracterizada pela aplicação de uma quarta camada, como um revestimento externo de plástico, similar a uma camada de tinta ou verniz. Desta forma, é possível proteger as camadas que se encontram dispostas dentro da quarta camada de danos ou de outras influências externas, tais como, por exemplo, de radiação ultravioleta. Além disso, deste modo, por meio da referida quarta camada, a superfície externa do tubo compósito de acordo com a invenção pode resistir a influências ambientais, independentemente das propriedades das camadas internas. A interligação das diferentes camadas pode adicionalmente ser alcançada através da colocação de, pelo 5 ΕΡ1847750Β1 menos, uma camada adesiva entre, pelo menos, duas camadas. Assim, a ligação entre duas camadas pode ser definida como particularmente exacta e duradoura. A seguir, a invenção é explicada e descrita com a ajuda de alguns exemplos de execução seleccionados e com base nas ilustrações anexadas. As ilustrações mostram:

Fig. 1 um tubo compósito de acordo com a invenção,

Fig. 2 uma forma de execução adicional do tubo compósito de acordo com a invenção e

Fig. 3 um tubo compósito com ou sem camada deformável. A Fig. 1 mostra um tubo compósito 1 de acordo com a invenção, com quatro camadas, em que a primeira camada interna 3 é uma camada inerte e em que a segunda camada 5 fica disposta do lado externo da primeira camada 3.

De acordo com a invenção, a dobragem prematura do tubo compósito 1 é prevenida através da disponibilização de uma terceira camada deformável 7, em que a terceira camada 7 fica localizada do lado externo da primeira camada 3 e é ligada à segunda camada 5. A primeira camada 3 mostrada na Fig. 1 pode ser produzida de um metal de acordo com uma variante que não se encontra descrita no âmbito desta invenção. Trata-se de um tubo de aço inoxidável que apresenta uma parede com uma espessura de 0,1 mm. 6 ΕΡ1847750Β1

De acordo com a invenção, a primeira camada 3 é produzida de PSU ou PPSU.

No exemplo de execução apresentado na Fig. 1, a segunda camada 5 é produzida de um plástico, que de acordo com a invenção pode ser de PE, PERT, PEX, PP, PB, PA ou PVC, que pode ser disponibilizado em uma forma não preenchida, preenchida ou reforçada. A terceira camada 7, como mostrada no exemplo da Fig. 1, pode ser composta por um metal, especialmente por alumínio, aço ou cobre. 0 referido tubo compósito 1 de acordo com a invenção pode possuir, para além das três camadas previamente descritas na Fig. 1, uma camada adicional, constituindo a quarta camada 9, que serve de revestimento externo de protecção de plástico.

Para ligar entre si as diferentes camadas do tubo compósito mostrado na Fig. 1, uma camada de uma substância adesiva 11, 13 e 15 é colocada respectivamente entre as camadas 3 e 5, bem como entre as camadas 5 e 7 e também entre as camadas 7 e 9. A Fig. 2a mostra uma forma de execução alternativa.

Primeiro, tal como descrito acima no exemplo anterior, é mostrada uma primeira camada interna inerte 3, bem como uma segunda camada 5. As duas camadas 3 e 5 estão unidas por uma camada adesiva 11. Uma terceira camada 17 é mostrada na Fig. 2a como uma camada parcialmente intermitente. A terceira 7 ΕΡ1847750Β1 camada 17 é concebida em forma de rede e apresenta aberturas 19.

No exemplo ilustrado da Fig. 2, a segunda camada 5 estende-se pelas aberturas 19 até alcançar a superficie externa 21 da terceira camada 17. Desta forma, é alcançada uma união eficaz entre a segunda camada 5 e a terceira camada 17. A terceira camada 17 pode ser totalmente encerrada pela camada 5, quer por meio de um processo de depressão da camada 17 na fusão da camada 5, quer através de dois processos de extrusão separados com o mesmo material, entre quais é inserida a camada protectora 17. A Fig. 2b clarifica a distribuição exemplificativa das aberturas 19 em toda a circunferência do tubo compósito 1, bem como a penetração da camada 5 na superfície externa da camada 17.

Uma tal penetração pode ser alcançada especialmente quando a terceira camada 17 se funde na segunda camada 5. Particularmente vantajoso seria um procedimento, em que a segunda camada 5, num estado ainda não solidificado, seria usada, por exemplo, para a união por penetração após um processo de extrusão.

Uma outra possibilidade prevê que a terceira camada 17 seja pressionada na segunda camada 5. Dependendo do tipo de requisitos de aplicação e do processo de produção, existem várias alternativas para unir as camadas. Obviamente, é possível escolher outras formas de execução da terceira camada 17, nomeadamente uma variante de enrolamento em espiral e outra variante de ligação entre duas camadas. 8 ΕΡ1847750Β1

Também é possível submeter a terceira camada 17 a um tratamento prévio da superfície,com um primário adequado e compatível com o material da segunda camada 5, para que a adesão entre a segunda camada 5 e a terceira camada 17 seja definida por uma ligação mecânica e de força efectiva. A Fig. 3a mostra um tubo compósito 1 do estado da técnica. Este tubo apresenta uma primeira camada inerte 3, bem como uma segunda camada de plástico 5, que estão ligadas entre si com uma camada de um agente adesivo 11. No caso de uma flexão do tubo compósito 1 com um raio de curvatura R, as partes do tubo compósito 1 que se encontram dentro do raio de curvatura R, sofrem uma tensão de compressão.

Simultaneamente, as partes do tubo compósito 1 que se situam fora do raio de curvatura R sofrem uma tensão de tracçao. Uma vez que as camadas 3 e 5 não se podem deformar plasticamente, e por isso não se podem alongar nem encurtar, as tensões também não podem ser impedidas por contra-forças. Consequentemente, o tubo compósito 1 tem que se deformar no ponto A. 0 resultado é uma dobra no ponto A. As camadas 3 e 5 encontram-se num estado livre de tensões, que é alcançado pela dobragem das referidas camadas. Isto conduz a um estreitamento do diâmetro D do tubo compósito 1 no ponto de dobragem A. A Fig. 3b ilustra um tubo compósito 1 de acordo com a invenção, que apresenta uma camada inerte 3, uma camada de plástico 5, uma camada deformável 7 e uma camada protectora externa 9. As referidas camadas estão ligadas com camadas de um agente adesivo 11, 13 e 15 No caso de uma flexão do tubo compósito 1, como ilustrado na Fig. 3b, em que o raio de curvatura é novamente R e em que mais uma vez as partes do 9 ΕΡ1847750Β1 tubo compósito 1, que se encontram no raio de curvatura R, estão sujeitas a uma tensão de compressão. Simultaneamente, as partes do tubo compósito 1 que se situam fora do raio de curvatura R, estão sujeitas a tensões de tracção. A camada deformável 7 é deformada plasticamente devido as tensões, ficando depois num estado livre de tensões. Fora do raio de curvatura R, a camada deformável 7 alonga-se, enquanto que dentro do raio de curvatura, a mesma encurta-se. Consequentemente, a camada deformável 7 mantém a sua forma circunferencial. As camadas adicionais 3, 5 e 9 do tubo compósito são suportadas pela ligação à camada deformável 7. Não ocorre uma dobragem no ponto A do tubo compósito 1. Desta forma, é prevenido um estreitamento do diâmetro D.

Naturalmente, um tubo compósito de acordo com a invenção não está limitado aos exemplos descritos anteriormente. Especialmente, podem ser usadas mais camadas adicionais, por exemplo, para isolamento e/ou aumento da resistência quando se prevê, por exemplo, elementos envolventes quimicamente agressivos.

Através da combinação apropriada de material, é adicionalmente possível omitir parcialmente ou totalmente as camadas de um agente adesivo.

Lisboa, 16 de Agosto de 2012 10

Claims

ΕΡ1847750Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Um tubo compósito, - com pelo menos duas camadas, - em que a primeira camada interna (3) é uma camada inerte, - em que a segunda camada (5) se situa no lado externo da primeira camada (3), - em que está prevista uma terceira camada deformável (7) e - em que a terceira camada (7) se situa do lado externo da primeira camada (3) e está ligada à segunda camada (5) , caracterizado por, a primeira camada (3) ser produzida de PSU (polissulfona) ou PPSU (polifenilsulfona), e - a segunda camada (5) ser produzida de PE, PERT, PEX, PP, PS, PA ou PVC, que pode ser disponibilizada em uma forma não preenchida, preenchida ou reforçada.
2. Um tubo compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a terceira camada (7) ser produzida de um metal, em particular alumínio, aço ou cobre. 1 ΕΡ1847750Β1
3. Um tubo compósito de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a terceira camada (7) ser pressionada na segunda camada (5).
4. Um tubo compósito de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a terceira camada (7) ser fundida na segunda camada (5).
5. Um tubo compósito de acordo com uma das reivindicações 1 até 4, caracterizado por a terceira camada (7) apresentar uma camada continuamente ou parcialmente intermitente (17) , especialmente uma superfície de fibras, um tecido, uma rede ou uma malha.
6. Um tubo compósito de acordo com uma das reivindicações 1 até 5, caracterizado por apresentar uma guarta camada (9) como camada externa de revestimento de protecção de plástico, de tinta ou verniz.
7. Um tubo compósito de acordo com uma das reivindicações 1 até 6, caracterizado por apresentar pelo menos uma camada de um agente adesivo (11, 13, 15) entre pelo menos duas camadas.
8. Um tubo compósito de acordo com uma das reivindicações 1 até 7, utilizado como uma conduta para água potável. Lisboa, 16 de Agosto de 2012 2