Kovová trubka opatřená vnější ochrannou vrstvou a způsob její výroby

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález se týká kovové, zejména ocelové trubky opatřené vnější ochrannou vrstvou. Na povrchu trubky je zakotven epoxidový povlak na bázi polymeru odvozeného od bisfenolu A o tloušťce 0,051 až 0,406 mm a přes tento epoxidový povlak je upraven obal z termoplastického polymeru adhezně s ním spojený, přičemž celková tloušťka ochranné vrstvy je 0,152 až 1,270 mm. Vnější obal z termoplastického polymeru je s výhodou vytvořen z návinu polyethylenové pásky opatřené lepivou vrstvou. Lepivá vrstva může být například z butylkaučuku nebo z kopolymeru ethylenu a kyseliny akrylové.

Text

Pozerať všetko

ÚŘAD no VYNÁLEZY 45 Vvdánv 15 10 84SAMOUR CARLOS MIGUEL, WELLESLEY, JACKSON EARL GRAVES, 72 BETFORD, THOMAS SAMUEL JAMES, HAMILTON, MASSACHUSETTSj Autor vynálezu DAVIDSON LOUIE EDWARD, LONDONDERRY, NEW HAMPSHIRE54 Kovová trubka Vopatřenâ vnější ochrannou vrstvou a způsob její výrobyVynález se týká kovové, zejména ocelové trubky opatřené vnější ochrannou vrstvou. Na povrchu trubky je zakotven epoxídový povlak na bázi polyrneru odvozeného od bísfenolu A o tloušťce 0,051 až 0,406 mm a přes tento epoxidový povlak je upraven obal z termoplastického polymeru adhezně s ním spojený, přičemž celková tloušťka ochranné vrstvy je 0,152 až 1,270 mm. Vnější obal z termoplastického polymeru je s výhodou vytvořen z návinu polyethylenové pásky opatřené lepivou vrstvou. Lepivá vrstva může být například z butylkaučuku nebo z kopolymeru ethylenu a kyseliny akrylové.Ocelové trubky, používané pro stavbu potrubí, určených pro dopravu plynu, ropy nebo ropných produktů, se opatřují izolací přímo nad výkopem nebo ve výrobním závodě. je jasné, že základním rozdílem těchto dvou způsobů je vyšší kvalita vyrobené izolace V závodě a další faktor, tuto kvalitu ovlivňující, je účinnost očištění povrchu trubky a celková příprava povrchu trubky. je také zřejmě, že zařízení, používané ve výrobním závodě je dokonalejší, a že je možné lépe kontrolovat provozní podmínky,které vedou k dosaženi lepšího výrobku. Teoreticky by bylo možné, dosáhnout, vše,co je děláno ve výrobním závode i při způsobu izolování nad výkopem, ale dosažení takového výsledku není zpravidla možné. V současné době jsou používány čtyři hlavní kategorie vnějších antikorozních izolací potrubí. sou to1. Za horka nanášená poleva z uhelného dehtu nebo asfaltový tmel o relativně velké tloušťce 2,54 mm, které jsou obvykle vyztužené na vnější straně vrstvou skleně ného nebo azbestového materiálu. Udává se, že tento druh izolací představuje více než asi polovínu továrně vyráběných izolací v USA, ale určitá rizika, která jejich používání přináší předpovídají pokles jejich popularity. Tyto výrobky jsou málo odolné proti razu, mají malou odolnost vůči mechanické penetraci, malou odolnost vůči abrazi, malou odolnost při namáhání zatížením zeminou a jsou středně vyhovující pouze pokud se týče odolnosti proti odlupování ohybu, katodickému odlupování a působení uhlovodíkových rozpouštědel.2. Extruze povlaků z termoplastů obvyklá tlouštka 1 mm. V tomto typu izolací má prakticky monopolní postavení polyethylen. Tato technika izolování může zahrnovat extrudování bezešvě trubky přes izolovanou trubku nebo etxrudovaní pomocí ploché etxruzní hubice tak, že dochází k navíjení na trubku. Ve většině případů je polymer nanášen na předem nanesenou vrstvu tmelu například na živičnou vrstvu. Tyto izolace vykazují zlepšené vlastnosti proti dříce uvedeným v odstavci oza horka nanášených polevách z uhelného dehtu s tím rozdílem, že jejich odolnost vůči působení uhlovodíků je omezena.3. Systém izolačních pásek typická tlouštka 0,5 až 2 mm. Tato technika byla mezi jiným vyvínuta pro dosažení zlepšeného způsobu izolování způsobem nad výkopem,ale je vhodná i pro izolovaní ve výrobním závodě. Antikorozní ochranná páska je šroubovicovým způsobem navíjena přes vrstvu dříve naneseného primeru, obsahujícího kaučuk a dále může být navinuta další ochranná páska z plastu. Použité pásky jsou obvykle z polyethylenu, majícího na spodní vrstvě na tlak citlivou rozpustnou látku,nebo adhezní vrstvu, která je aktivována použitým primerem. Vlastnosti, které vykazují takto izolované trubky, jsou podobnévlastnostern trubek povlečených výtlačováním.4. Izolace nanesené natavením. Tento typ izolací používá termoplastický prášek, nanesený elektrostaticky na horkou trubku,kde dochází k jeho roztavenť, präšek přilne ke kovu a spojí se s ním. sou používaný v zásadě pouze tři materiály ve větším měřítku, a to práškovitý polyethylen,vinylové polymery a epoxidové pryskyřice,z nichž pouze poslední má v USA obchodní úspěch. Chemický jsou to všeobecně polymery odvozené od bisfenolu A s koncovými epoxyskupinami.Epoxidy vyžadují vytvrzení teplem, aby vznikla jejich termosetová forma a vytvrzení obvykle nastáva za použití katalyzátorů například aminů, kyselín, halogenidů boru atd.. Často je před nanesením práškové izolace používán kapalný epoxidový primer. Typické tloušťky epoxidových izolací jsou 0,3 až 0,35 mm, aby tak zajišťovaly alespoň přijatelnou odolnost vůči katodickému odlupování, i když prace M. D. Simpsona vnější ochrana ocelových trubek pomocí povlaků z práškových epoxidů, přednesená na druhé mezinárodní konferenci o vnější a vnitřní ochraně potrubí proti korozi konala se v Anglii v září 1977 uvádí na straně X 2)Izolace z bitumenů, uhelného dehtu a z polyethylenu musí být nanášeny V poměrně tlusté vrstvě ale epoxldové povlaky vyrobené z prášku poskytují výbornou ochranu, i když jsou tlusté pouze 3 mm.je zřejmě a jasné, že 3 mm má být správně 0,3 mm, ale i tak tato hodnota 0,3 mm stále ještě představuje relativně tlustý povlak, který bude mít nevýhodnou křehkost, neohebnost a u kterého bude dochazet k napětí na rozhraní trubky a epoxidu.Aby se docílila dostatečná uspokojivá epoxidová izolace, která by měla dostatečnou odolnost vůči rázu, mechanické penetraci, odlupování, abrazi, namáhání zeminou a vůči katodickému odlupování, bylo konstatováno, že potřebná tlouštka pro izolaci tohoto typu je asi 0,3 až 0,35 mm.Některé patenty, které se vztahují k navíjení termoplastických materiálů na trubky, jsou US patent 3616 006 Landgrafj,3687 765 Mac Lean a kol., 3 802 908 Emmons a 3 823 045 Hielema.Povlékání trubek vytlačováním je uváděno V US patentu 2820 249 Co 1 ombo. Epoxidové povlaky jsou popsany v US patentech 4 060 655, 3 578 615, 3 505 946 a 3 258 032.Předmětem vynálezu je kovová trubka opatřená vnější ochrannou vrstvou, vyznačující se tím, že na povrchu trubky je zakotven epoxidový povlak na bázi polymeru odvozeného od bisfenolu A o tlouštce 0,051 až 0,406 mm a přes tento epoxidový povlak je upraven obal z termoplastického polymeru adhezně s ním spojený, příčemž celková tloušťka ochranné vrstvy je 0,152 až 1,270 mm.Do rozsahu vynálezu spadá zejména ocelová trubka s ochrannou vrstvou proti korozi, u které je na vlastní trubku nanesen nejprve epoxidový povlak a přes něj je pak navínuta druhá vrstva z pásky. Druhá vrstva je v zásadě na bázi polyolefinů, s výhodou je z polyethylenu, a nese vrstvu, vyvolávající účinné přilnutí k epoxídové vrstvě. Prostředek pro vyvolání přilnutí může být horké rozehřáté lepidlo (tj. alespoň část jeho přilnavosti je aktivována zvýšenou teplotou nebo může být použito lepidlo citlivé na tlak.Takový výrobek podle tohoto vynálezu potom sestává z vlastní ocelové trubky, z epoxidového povlaku o tlouštce od 0,051 do 0,254 mm, s výhodou 0,051 až 0,203 mm, ještiě výhodnější je 0,102 až 0,152 mm a z vnějšiho ovinu z ohebné pásky, obvykle spirálovitě. Páska přitom nese lepivou vrstvu pro spojení s epoxidovým povlakem vnější páskový návin může mít tloušťku V rozmezí od 0,102 do asi 1,270 mm tak, že celková tlouštka izolace je od 0,152 mm do asi 1,270 mm a s výhodou je 0,305 až 1,270 mm.Epoxidové povlaky o tlouštce menší než asi 0,305 až 0,356 mm nejsou obvykle přijatelné jako povlaky pro trubky a to hlavně pro trubky o velkých průměrech, používaných k dopravě plynu, ropy a různých chemikálií pod povrchem země, a to z důvodů výše naznačených, přičemž uváděné důvody vycházejí z vlastností jako je hlavně malá odolnost vůči katodickěmu odlupování, malá odolnost vůči rázům, malá odolnost vůči mechanické penetraci atd. Povlaky o tloušťce 0,305 až 0,356 mm a více jsou naproti tomu nevýhodné vzhledem k ještě menší pružnosti, vyšší křehkosti a napětí na rozhraní trubka - epoxid, způsobenému při chladnutí epoxídové pryskyřice na trubce. Bylo však nyní zjištěno, že výše uvedené výhody epoxidových povlaků mohou být dosaženy, případně ještě zlepšeny a nevýhody mohou být potlačeny použitím tenči vrstvy epoxidové izolace v kombinaci s navinutou páskou.Použití návinu páskyna epoxídovou izolaci tlouštky 0,305 až 0,356 mm, i když bymohlo přinášet některé výhody, neřeší pro blematiku křehkosti epoxidové vrstvy a pnutí na rozhraní trubka - epoxid, a dále je takový systém i z ekonomického hlediska málo výhodný.Celkový výrobní proces podle vynálezu používá trubku, která je vhodně připravena pro povlékání (tj. očištěna atd., přičemž je tato trubka ohřáta na vyšší teplotu, dostatečnou pro vytvoření epoxídové izolace. Příprava trubky se zajistí jakoukoli konvenční metodou, jako je např. tryskání pískem nebo kovovými částícemi. Viz např. US patent 3371806 (Anderson). Trubka je potom přenesena do vhodného zařízení pro její ohřátí, například do pece, a je ohřáta na zvolenou teplotu. všeobecně tato zvolenáteplota bude v rozinezí okolo l 49 raž 316 C,s výhodou 205 až 302 °C. Teplota trubky, musi být dostatečně vysoká, aby došlo k roztavení epoxidového prášku, který se nanáší elektrostatícky, a k vytvrzení v rozmezí 1 až 4 minut. je výhodné, je-li teplota trubky alespoň o 139 °C vyšší než je bod tání použitého epoxidového prášku. Potom je epoxidová pryskyřice v podobě potřebné směsi elektrostaticky nanášena konvenčním způsobem tak, aby se vytvořil slinutý povlak tloušťky 0,051 až 0,254 mm, s výhodou 0,051 až 0,203 mm a ještě s větší výhodou 0,102 až 0,152 mm. Epoxidová prášková směs obsahuje epoxidovou pryskyřici, obecně jeden nebo více vytvrzovacích prostředků, urychlovač, pigment, plnivopa regulační prostředek. Vhodná a typická složení jsou uvedena v US patentu 4060 655. Aby se získal uspokojivý povlak z epoxidové pryskyřice, musí se prášková směs slinout roztavit se a srnočit povrch trubky.Toto stadium tavení a smáčení ale před vytvrzením je tzv. gelové stadium pryskyřice. Vhodná doba gelace je okolo 5. až 35 sekund a s výhodou okolo 10 až 30 sekund a nejvýhodněji okolo 15 až 30 sekund. Doba gelace musí být dostatečná, aby došlo k vhodnému smočení povrchu trubky pro dostatečně přilnutí a spojení před úplným vytvrzením pryskyřice do stadia, kdy je ve formě zcela termosetické. Po úplnêm vytvrzení, které nastane po asi 1 až 4 minutách, s výhodou po 2 až 3 minutách, navíjí se vrchní ochranná páska, obecně do spirály za použití konvenčních technik viz například US patenty 1988 628, 3687 765 ~a 3874 418. Páska může být z polyolefinového materiálu s adhezní vrstvou citlivou na tlak, jako je například polyethylenový substrát tlouštky 0,23 mm s lepivou vrstvou z butylkaučuku na jedné straněLPáska je samozřejmě nanášena na vytvrzenou epoxidovou vrstvu tak, že adhezní vrstva bude ve styku s epoxidem. e obvyklé, že epoxidem izolovaná trubka je ochlazena na teplotu pod 93,4 °C, s výhodou pod asi 65,6 stupně Celsia, a nejvýhodnějí pod asi 37,8 stupně Celsia před navíjenim pásky. Vzávislosti na povaze na tlak cítlivého lepidla může být trubka ochlazena i hluboko pod bod mrazu, jak může nastat v arktických podmínkách například ~ 50 °C, protože í pro takové podmínky jsou známá vhodná lepidla, která se plně osvědčují. Při použití na tlak citlivého lepidla je výhodné,aby páska byla nanašena na izolovanou trubku, která má teplotuvyšší, než je okolní teplota,aby tak bylo dosaženo vyšší přilnavosti. Teplota trubky s epoxidovým povlakem ve stadiu nanášení pásky není samozřejmě kritická, pokud nedochází k degradaci polyineru pásky nebo k jinému působení, které by negativně působilo na pásku a na její přilnavost k povlaku z epoxidove pryskyřice. Způsoby chlazení, kterémohou být použitý jsou například chlazení vzduchem a vodou. Kde páska používá za tepla tavitelné lepidlo, musí být teplota trubky alespoň nad aktívační teplotou lepidla a v takových případech by všeobecně nebyla okolní teplota vhodná. V případech,kdy lepidlo obsahuje skupiny, které jsou reaktivní vůči epoxidovým pryskyřícím, ať se již jedná o lepidla za tepla tavitelná nebo na tlak citlivá, má být teplota epoxídového povlaku dostatečná, aby zajístila takovou reakci, kterou se dosáhne lepšího přilnutí pásky k epoxidovému povlaku. Pásky určené pro izolování podle tohoto vynálezu jsou vyrobeny konvenčnímí technologiemí jako je kalandrování adhezívní vrstvy na substrát. Samostatný substrát. může mít formu lite, kalandrované nebo ex trudované fólie. Lepidlo se může též vytla,čovat na substrát, nebo se může substrát a lepidlo výtlačovat současně. Všechny tyto metody jsou dobře známé pro výrobu paskových materiálů.Dále uvedené příklady slouží pro bližší objasnění vynálezu, aniž by však měly ja kýkoli omezující význam.Trubka o průměru 254 mm 10, délce 2,44 m byla po očištění opískováním předehřáta na 238 °C tím, že prošla pecí, dále byla dopravena do místa, kde za její rotace byl na ní nanášen elektrostatickým způsobem práškový epoxidový materiál, přičemž se trubka pohybovala v podelněm směru a rotovala tak, že vznikla kontinuální slinutá izolace o tloušťce 0,15 mm. Složení epoxidového materiálu, který byl použit,odpovídalo příkladu 16 US patentu č. 3508 946. Izolovaná trubka byla potom přenesena do vodní chladící části, kde zchladla asi na 66 °C. Doba pro překonání vzdálenosti mezi jednotkou pro elektrostatické nanášení epoxidového prášku a chladící jednotkou byla dvě minuty, což bylo dostatečně pro vytvrzeni epoxidového povlaku. Po ochlazení má trubka vytvrzený suchý epoxidový povlak tloušťky 0,15 mm.Na trubku, která má stále teplotu asi 66 °C, je do spirály navijena polyethylenová páska z polyethylenu o vysoké hustotě, tlouštky 0,1 mm, nesoucí na tlak citlivé butylkaučukové lepidlo 0,05 mm). Tato páska je navíjena do špirály s překrytím v místech styku. Výsledá trubka s epoxidovým povlakem a návinem pásky vykazuje výhodné vlastnosti, jako kdyby byla tlouštka epoxidového povlaku 0,3 mm ale navíc má složená ochranná vrstva zlepšené vlastnosti při katodíckém odlupování,je méně nachylná k poškození při manipulaci, má velmi dobrou odolnost proti působení povětrnosti a pronikáni vody. Epoxi dová izolace tlouštky 0,3 mm samotná bez vnější vrstvy má sice dobrou odolnost proti pronikání vlhkosti, vody a solí ale takový povlak, (tj. 0,3 mm samotného epoxidového povlaku nakonec změkne a může snadno dojít ke ztrátě jeho přilnavosti.Provedení podle příkladu 1 je opakovano s tím rozclílem, že epoxidový povlak,popsaný V příkladu 1 podle US patentu č. 4060 655 je nanášen na trubku předehřátou na 274 °C. Dosáhne se výborných výsledků.Príklad 1 je opět opakován s tím rozdílem, že převin páskou z polyethylenu o vysoké hustotě je tloušťky 0,15 mm.Príklad 3 je opakován kromě toho, že je použít vnější přebal v místě mezi stanici na nanašení epoxídové pryskyřice a mistem,kde dochází k chlazení vodou, a to za jednu minutu po výstupu ze stanice pro nanášení epoxidu. e tak vyroben výborný produkt.Príklad 2 je opakován s tím rozdílem, že je použit vnější přebal jako v příkladu 4 teplota povlaku na trubce je okolo 177 °C a jako lepidla se použije kopolymeru ethylenu a akrylové kyseliny, obsahujícího 8 O/of akrylové kyseliny a majícího index toku taveniny 5,5 dg/min.Výraz polyolefín, jak je zde používán, zahrnuje také další ekvivalentní materiály, jako jsou fluorované polyoleíiny a zesíťované polyoleflny, které mohou být získány následnou modifikací pomocí elektronového nebo gama záření v dávkach až do asi 20 Megaradů. Epoxidovým povlakům o tloušce 0,051 až 0,254 mm je sice dávána přednost, ale výhod vynálezu se může dosáhnout í u povlaků, jejichž tlouštka sahá ažvnější ochranná vrstva je, jak již bylo uvedeno, s výhodou tvořena páskovým ovínem, nicméně na toto provedení se vynález neomezuje. Vnějši obal z termoplastického polymeru může být na epoxídový povlak nanäšen též hěžným elektrostatlckým nanašením práškového termoplastu popřípadě tak, že se nejprve pro zlepšení adheze mezi oběma povlaky stejným způsobem nanese Inezívrstva za horka tavitelného lepidla.

MPK / Značky

Značky: ochrannou, opatřená, kovová, vnější, výroby, způsob, vrstvou, trubka, její

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-214810-kovova-trubka-opatrena-vnejsi-ochrannou-vrstvou-a-zpusob-jeji-vyroby.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Kovová trubka opatřená vnější ochrannou vrstvou a způsob její výroby</a>

Podobne patenty