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ES2251237T3 - Procedimiento de conexion de dos tubos de material termoplastico reforzado. - Google Patents

Procedimiento de conexion de dos tubos de material termoplastico reforzado.

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Publication number
ES2251237T3
ES2251237T3 ES99956112T ES99956112T ES2251237T3 ES 2251237 T3 ES2251237 T3 ES 2251237T3 ES 99956112 T ES99956112 T ES 99956112T ES 99956112 T ES99956112 T ES 99956112T ES 2251237 T3 ES2251237 T3 ES 2251237T3
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ES
Spain
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tubes
outer shell
continuous filaments
end sections
glass
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES99956112T
Other languages
English (en)
Inventor
Alain Sabouraud
Alain Tournier
Michel Derycke
Gerard Joly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain SEVA SA
Original Assignee
Saint Gobain SEVA SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain SEVA SA filed Critical Saint Gobain SEVA SA
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Abstract

Procedimiento de unión de dos tubos (18A, 18B) de mismo diámetro, de material termoplástico reforzado, que incluyen una capa de refuerzo (14) siendo, en primer lugar, los extremos (24, 26) de ambos tubos (18A, 18B) soldados extremo con extremo según una soldadura periférica (28) y añadiéndose, tras la realización de la soldadura (28), una envuelta externa (30) en lo esencial de la longitud de la soldadura periférica (28) desbordando a cada lado de la soldadura (28) en los tramos extremos de ambos tubos (18A, 18B), y calentándose la envuelta externa (30) hasta la interpenetración de la envuelta externa (30) y los tramos extremos de ambos tubos (18A, 18B), caracterizado porque la capa de refuerzo (14) está formada a partir de filamentos continuos de vidrio y filamentos continuos de materia termoplástica que son mezclados, porque la envuelta externa (30) de material termoplástico reforzado incluye unos hilos mezclados que incluyen filamentos continuos de vidrio (30A) y filamentos continuos (30B) de materia orgánica termoplástica, los cuales hilos están dispuestos para formar una capa, correspondiendo básicamente la estructura de la envuelta externa (30) a la de la capa de refuerzo (14) de los tubos, y porque la envuelta externa (30) es prensada radialmente, aplicándose la presión radial aplicada a la envuelta externa (30) hasta que las estructuras de refuerzo (14A, 30A) que refuerzan ambos tubos (18A, 18B) y la envuelta externa (30) entren en contacto durante la interpenetración de la envuelta externa (30) y los tramos extremos de ambos tubos (18A, 18B).

Description

Procedimiento de conexión de dos tubos de material termoplástico reforzado.
La presente invención se refiere a un procedimiento de unión de dos tubos de mismo diámetro de material termoplástico reforzado.
Las canalizaciones urbanas de transporte de fluidos están realizadas mediante tubos de pequeño diámetro, del orden de 80 a 200 mm. Éstos se suelen realizar en material termoplástico reforzado.
Para asegurar la continuidad de las canalizaciones, la unión estanca de los dos extremos de tales tubos de material termoplástico reforzado debe efectuarse normalmente en la obra de colocación.
Con objeto de garantizar que la canalización posea una misma resistencia frente a las tensiones exteriores en la zona de unión y en la parte corriente de los tubos, se conoce el uso de rácores metálicos, con el fin de asegurar la unión de dos extremos de tubos.
Estos rácores metálicos soportan mal las tensiones axiales y no aseguran un bloqueo eficaz de la unión. Es bastante corriente que se desencaje un extremo de tubo a nivel del rácor, al poner presión en la canalización.
Los documentos GB 2 280 145 y US 3,865,662 describen otros procedimientos.
La invención tiene por objeto proponer un procedimiento de unión de dos tubos de material termoplástico reforzado que sea sencillo de emplear, a la vez que garantiza una resistencia satisfactoria de la canalización en la zona de la unión, así como un bloqueo eficaz que evite que se desencaje debido a tensiones axiales.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un procedimiento de unión de dos tubos de mismo diámetro de material termoplástico reforzado, en el que, en primer lugar, se sueldan los extremos de ambos tubos extremo con extremo mediante una soldadura periférica, añadiéndose tras la realización de la soldadura, una envuelta externa de material termoplástico sobre la mayor parte de la longitud de la soldadura periférica, desbordando a cada lado de la soldadura en los tramos extremos de ambos tubos, y en el que la envuelta externa se calienta hasta la interpenetración de la envuelta externa y los tramos extremos de ambos tubos. Se describe dicho procedimiento en GB 2 280 145.
Según unos modos particulares de empleo, el procedimiento incluye una o varias de las siguientes características:
- la envuelta externa es prensada radialmente y la presión radial aplicada en la envuelta externa se aplica hasta que las estructuras de refuerzo que refuerzan los dos tubos y la envuelta externa entren en contacto durante la interpenetración de la envuelta y unos tramos de extremo de ambos tubos;
- la envuelta externa incluye una virola tubular que define un contorno cerrado, que envuelve los tramos extremos de los tubos;
- la envuelta externa incluye una virola hendida longitudinalmente, que envuelve los tramos extremos de los tubos;
- la longitud circunferencial de la virola es tal que, tras la interpenetración de la envuelta y unos tramos extremos de ambos tubos, la virola define un contorno cerrado alrededor de ambos tubos;
- la envuelta externa y la capa de refuerzo incluyen unos hilos mezclados entre sí que incluyen unos filamentos continuos de vidrio y unos filamentos continuos de material orgánico termoplástico, los cuales hilos están dispuestos para formar una capa;
- el material orgánico termoplástico es polietileno;
- los hilos mezclados con filamentos continuos de vidrio y con filamentos continuos de material orgánico termoplástico están entrecruzados;
- los hilos mezclados están enrollados helicoidalmente y definen unos ángulos de sensiblemente +55º o -55º con el eje de la envuelta externa;
- los hilos mezclados definen unos ángulos de sensiblemente 0º y 90º con el eje de la envuelta externa;
- los filamentos continuos de vidrio y los filamentos continuos de material orgánico termoplástico están tejidos;
- la longitud axial de la envuelta externa está incluida entre 0,5 y 3 veces el diámetro de los tubos a unir;
- la soldadura extremo con extremo de ambos extremos de los tubos se realiza sin aporte de material, especialmente mediante soldadura con espejo; y
- se añade un manguito de protección en toda la superficie de la envuelta externa, tras su colocación.
La invención se entenderá mejor con la lectura de la siguiente descripción, realizada únicamente a título de ejemplo y con referencia a los dibujos, en los cuales:
- la figura 1 muestra una vista en corte transversal de un tubo de material termoplástico reforzado;
- las figuras 2 y 3 muestran vistas esquemáticas en corte longitudinal de dos tubos que deben conectarse, que ilustran las primeras etapas del procedimiento de conexión de la invención;
- la figura 4 muestra una vista esquemática en corte longitudinal, a mayor escala, de la zona soldada de los dos tubos; y
- las figuras 5, 6 y 7 muestran unas vistas esquemáticas en corte longitudinal de los dos tubos soldados, que ilustran las últimas etapas del procedimiento de la invención.
El tubo de transporte de fluido representado en la figura 1 tiene, por ejemplo, un diámetro interior de 180 mm. Este tubo es un tubo compuesto, realizado en material termoplástico reforzado.
Incluye una capa interna 12 extrusionada de polietileno de alta densidad. El grosor de la capa interna es, por ejemplo, de 8 mm. La capa interna 12 está recubierta por una capa de refuerzo 14 formada a partir de filamentos continuos de vidrio y filamentos continuos de materia orgánica termoplástica, como polietileno de alta densidad de mismo grado o distinto grado que el que constituye la capa interna 12.
Para la realización de dicha capa, los filamentos continuos de vidrio y los filamentos continuos de materia orgánica termoplástica están asociados para formar hilos mezclados continuos en los que están íntimamente unidos dos tipos de filamentos. Dichos hilos mezclados se obtienen mediante un procedimiento como el descrito en los documentos EP-0.367.661, WO-98/01751 o EP-0.599.695. Los hilos mezclados se enrollan de manera helicoidal y se entrecruzan. Con relación al eje longitudinal del tubo, el entrecruzado de los hilos se efectúa con un ángulo de más o menos 55º, o con unos ángulos de 0º y 90º con relación a una generatriz del tubo. Los hilos mezclados así enrollados se aglomeran mediante calentamiento a una temperatura superior a la temperatura de fusión de los filamentos de materia orgánica termoplástica, para formar una capa continua cuya tasa volumétrica de vacío es ventajosamente inferior a 0,5% y, preferiblemente, inferior a 0,02%.
Los filamentos continuos de vidrio, de referencia 14A, quedan entonces sumergidos en la materia orgánica termoplástica 14B. Los filamentos continuos de vidrio entrecruzados refuerzan el material que constituye el tubo. El grosor total de la capa de refuerzo 14 es, por ejemplo, igual a 2 mm.
La cara externa del tubo está delimitada mediante una capa exterior 16 de polietileno de alta densidad, con un grado idéntico o no al polietileno que constituye la capa interna 12. La capa externa 16 está coextrusionada. Es de escaso groso, por ejemplo, igual a 2 mm.
En la figura 2, se representan dos tramos de tubos 18a, 18B del tipo del representado en la figura 1. Estos tubos están destinados a unirse mediante el procedimiento de la invención.
A tal efecto, los extremos de los dos tubos 18A, 18B están dispuestos frente a frente, según el eje común de ambos tubos.
En primer lugar, se sueldan los extremos de los tubos, extremo con extremo, sin aporte de material. Ventajosamente, esta soldadura se realiza mediante soldadura con espejo.
A tal efecto, como se ilustra en la figura 2, un disco giratorio 20 de eje 22 que se extiende paralelamente al eje de los dos tubos, se interpone entre las caras de extremo anulares 24, 26 de los tubos. Las caras 24, 26 se mantienen en contacto con las dos caras opuestas del disco 20, y este es arrastrado en rotación alrededor del eje 22. Los extremos de los tubos situados frente a frente son así calentados hasta una temperatura suficiente para ablandarlas y llevarlas a un estado próximo a la fusión.
Se retira entonces el disco 20 y se aproximan y presionan los dos extremos de los tubos 18A, 18B uno contra otro. A continuación, se enfrían.
Como se representa en la figura 3, las capas interior 12, intermedia 14 y exterior 16 de ambos tubos 18A, 18B se sueldan respectivamente unas a otras según una soldadura periférica 28. En la zona de soldadura 28, el tubo presenta un burlete externo 28A y un interno 28B que resultan de la presión de los dos extremos de los tubos, debido a que sus extremos están ablandados.
La figura 4 muestra el aspecto esquemático de la soldadura obtenida.
Se comprueba, durante el análisis de dicha soldadura, que la unión es estanca y que las fibras de vidrio contenidas en la capa de refuerzo 14 quedan sumergidas en el polietileno de alta densidad, sin crear un paso para los líquidos. En particular, los extremos de la capa de refuerzo 14 se curvan y se solapan. Sin embargo, no forman un saliente a través de la delgada capa externa 16 en la zona de la soldadura 28.
Tras la realización de la soldadura 28, como se representa en la figura 5, se añade una envuelta externa de refuerzo 30, realizada en un material termoplástico, alrededor de la soldadura 28. Su longitud axial es suficiente para que la envuelta externa desborde a cada lado de la soldadura 28 en los tramos extremos de los tubos ensamblados 18A, 18B.
La envuelta externa 30 está formada por una virola hendida longitudinalmente que rodea los dos tramos extremos de los tubos. Esta virola tiene una longitud axial incluida entre 0,5 veces y 3 veces el diámetro exterior de los tubos a unir.
Inicialmente, la virola 30 incluye ventajosamente unos hilos mezclados formados por filamentos continuos de vidrio 30A y unos filamentos continuos 30B de materia orgánica termoplástica, como polietileno de alta densidad. Estos hilos mezclados están ensamblados para formar una capa.
Según un primer modo de empleo del procedimiento, en la virola 30, los hilos mezclados de filamentos continuos de vidrio y de filamentos continuos de materia orgánica termoplástica están enrollados helicoidalmente y se entrecruzan. Los hilos están entrecruzados y forman, por ejemplo, un ángulo incluido entre 50 y 55º con el eje de la virola 30. Ventajosamente, los hilos mezclados están entrecruzados con unos ángulos de 0º y 90º con relación al eje de la virola. Esta disposición asegura, tras el montaje de la virola, un refuerzo axial mejorado. La estructura de la envuelta externa 30 corresponde entonces esencialmente a la de la capa de refuerzo 14 de los tubos 18A, 18B antes del calentamiento.
Como variante, dichos hilos son tejidos.
Ventajosamente, los hilos mezclados están constituidos, cada uno, por 800 filamentos de vidrio y 800 filamentos de polietileno íntimamente mezclados. Estos hilos mezclados son comercializados por la sociedad VETROTEX con el nombre comercial TWINTEX. La relación en peso es del 60% de vidrio y el 40% de polietileno.
Para la colocación de la envuelta 30, se sitúan dos medias coquillas calefactores 32, 34 en su cara externa. Éstas están destinadas a calentar y presionar radialmente la envuelta 30 en la soldadura 28 y en los tramos extremos de los tubos unidos 18A, 18B. Una presión de 1 bar ofrece los mejores resultados.
Las medias coquillas calefactores 32, 34 comprimen radialmente, según el sentido de las flechas F, la envuelta externa calentando simultáneamente esta última a una temperatura superior a la temperatura de fusión de la materia orgánica termoplástica que forma los filamentos 30B. Su acción se mantiene hasta la interpenetración de la envuelta externa 30 y los tramos extremos de los tubos 18A, 18B, como se muestra en la figura 6. El apriete radial y el calentamiento se efectúan hasta que los filamentos 30B se derriten y que los filamentos de vidrio 30A y 14A, que forman fibras de refuerzo de la envuelta externa 30 y la capa intermedia 16, entran en contacto.
Los filamentos 30B forman, tras su fusión, un material coherente, de referencia 30C, en el que están envueltos o sumergidos los filamentos de vidrio 30A.
Tras la retirada de las coquillas calentadoras y el enfriamiento, los tubos unidos 18A, 18B presentan una continuidad de los filamentos de vidrio 30A en la región de unión, asegurando así el refuerzo axial y circunferencial de la canalización.
La longitud circunferencial de la virola que forma la envuelta externa 30 se elige ventajosamente de manera que, tras la interpenetración de ésta con los tramos extremos de ambos tubos, los bordes longitudinales situados frente a la virola sean adyacentes o se solapen en parte, asegurando la continuidad circunferencial de la envuelta externa 30.
Con objeto de proteger la zona de unión, especialmente toda la superficie exterior de la envuelta 30 contra posibles agresiones fisicoquímicas de los suelos, se añade un manguito de protección 36, visible en la figura 7, en toda la superficie de la envuelta externa 30. El manguito de protección 36 está realizado ventajosamente en un material termoretractable, como polietileno de alta densidad de un grado idéntico o distinto del de la capa interna 12.
Ventajosamente, la envuelta externa 30 se coloca y prensa radialmente en el tramo extremo soldado de los tubos unidos, cuando la soldadura 28 aún está caliente.
La envuelta externa 30 puede colocarse a temperatura ambiente y calentarse simultáneamente a su prensado radial en la zona de unión de ambos tubos.
Como variante, la envuelta externa 30 se calienta separada de los tubos y se coloca alrededor de los mismos a una temperatura que permita su estrechamiento radial al prensar las dos coquillas.
Según una variante, la virola que forma la envuelta externa es, antes de su colocación, un tubo que define un contorno cerrado.
Se entiende que con semejante procedimiento, la unión realizada entre ambos tubos tiene una resistencia análoga a la de la parte corriente de los tubos, ya que la continuidad de los filamentos de vidrio que sirven de refuerzo queda asegurada en el tramo de unión.

Claims (12)

1. Procedimiento de unión de dos tubos (18A, 18B) de mismo diámetro, de material termoplástico reforzado, que incluyen una capa de refuerzo (14) siendo, en primer lugar, los extremos (24, 26) de ambos tubos (18A, 18B) soldados extremo con extremo según una soldadura periférica (28) y añadiéndose, tras la realización de la soldadura (28), una envuelta externa (30) en lo esencial de la longitud de la soldadura periférica (28) desbordando a cada lado de la soldadura (28) en los tramos extremos de ambos tubos (18A, 18B), y calentándose la envuelta externa (30) hasta la interpenetración de la envuelta externa (30) y los tramos extremos de ambos tubos (18A, 18B), caracterizado porque la capa de refuerzo (14) está formada a partir de filamentos continuos de vidrio y filamentos continuos de materia termoplástica que son mezclados, porque la envuelta externa (30) de material termoplástico reforzado incluye unos hilos mezclados que incluyen filamentos continuos de vidrio (30A) y filamentos continuos (30B) de materia orgánica termoplástica, los cuales hilos están dispuestos para formar una capa, correspondiendo básicamente la estructura de la envuelta externa (30) a la de la capa de refuerzo (14) de los tubos, y porque la envuelta externa (30) es prensada radialmente, aplicándose la presión radial aplicada a la envuelta externa (30) hasta que las estructuras de refuerzo (14A, 30A) que refuerzan ambos tubos (18A, 18B) y la envuelta externa (30) entren en contacto durante la interpenetración de la envuelta externa (30) y los tramos extremos de ambos tubos (18A, 18B).
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque la envuelta externa (30) incluye una virola tubular que define un contorno cerrado, que envuelve los tramos extremos de los tubos (18A, 18B).
3. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque la envuelta externa (30) incluye una virola hendida longitudinalmente, que envuelve los tramos extremos de los tubos (18A, 18B).
4. Procedimiento, según la reivindicación 3, caracterizado porque la longitud circunferencial de la virola (30) es tal que, tras la interpenetración de la envuelta (30) y los tramos extremos de ambos tubos (18A, 18B), la virola (30) define un contorno cerrado alrededor de ambos tubos (18A, 18B).
5. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la materia orgánica termoplástica es polietileno.
6. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los hilos mezclados de filamentos continuos de vidrio (30A) y de filamentos continuos (30B) de materia orgánica termoplástica están entrecruzados.
7. Procedimiento, según la reivindicación 6, caracterizado porque los hilos mezclados están enrollados helicoidalmente y definen unos ángulos de, sensiblemente, +55º o -55º con el eje de la envuelta externa (30).
8. Procedimiento, según la reivindicación 6, caracterizado porque los hilos mezclados definen unos ángulos de, sensiblemente, 0º y 90º con el eje de la envuelta externa (30).
9. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los filamentos continuos de vidrio (30A) y los filamentos continuos (30B) de materia orgánica termoplástica están tejidos.
10. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la longitud axial de la envuelta externa (30) está incluida entre 0,5 y 3 veces el diámetro de los tubos (18A, 18B) a unir.
11. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la soldadura extremo con extremo de ambos extremos de los tubos (18A, 18B) se realiza sin aporte de material, especialmente mediante soldadura con espejo.
12. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se añade un manguito de protección (36) en toda la superficie de la envuelta externa (30) tras su colocación.
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