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Revestimiento con Cintas - Tecnologías y propiedades

¿Cuáles son las diferencias en las tecnologías de fabricación y qué impacto tienen en las propiedades de los materiales?

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¿Cuáles son las diferencias en las
tecnologías de fabricación
y qué impacto tienen en
las propiedades de los materiales?
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08/04/2020
denso-group.com22
1. Introducción
2. Laminación vs. Coextrusión
3. Cintas 3-capas vs. 2-capas
4. Cintas 3-capas: coextrusionadas y asimétricas
5. Comparación de propiedades de materiales
6. Cómo comprobar de manera fácil:
Coextrusión - Laminado
7. Experiencias a largo plazo con cintas 3-capas
8. Conclusiones
16.09.2020
denso-group.com3316.09.2020
denso-group.com44
Las cintas difieren en varios aspectos:
▪ Tecnología de fabricación (laminación vs. coextrusión)
▪ Material (p. ej. PVC-bituminoso vs. PE-caucho butílico)
▪ Estructura (2-capa vs. 3-capa)
▪ Composición (simétrico vs. asimétrico)
➢ Cinta ≠ Cinta
16.09.2020
denso-group.com55
Preguntas a contestar:
▪ ¿Las diferentes estructuras de las cintas y las
tecnologías de producción tienen un impacto en la
calidad y las propiedades intrínsecas de los materiales
de las cintas?
▪ ¿Cuáles son los impactos de la estructura de la cinta y la
tecnología de producción en el comportamiento a largo
plazo de los recubrimientos de la cinta?
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Revestimiento con Cintas - Tecnologías y propiedades

  • 1. denso-group.com1116.09.2020 ¿Cuáles son las diferencias en las tecnologías de fabricación y qué impacto tienen en las propiedades de los materiales? Pipeline Industries Guild Webinar 08/04/2020
  • 2. denso-group.com22 1. Introducción 2. Laminación vs. Coextrusión 3. Cintas 3-capas vs. 2-capas 4. Cintas 3-capas: coextrusionadas y asimétricas 5. Comparación de propiedades de materiales 6. Cómo comprobar de manera fácil: Coextrusión - Laminado 7. Experiencias a largo plazo con cintas 3-capas 8. Conclusiones 16.09.2020
  • 4. denso-group.com44 Las cintas difieren en varios aspectos: ▪ Tecnología de fabricación (laminación vs. coextrusión) ▪ Material (p. ej. PVC-bituminoso vs. PE-caucho butílico) ▪ Estructura (2-capa vs. 3-capa) ▪ Composición (simétrico vs. asimétrico) ➢ Cinta ≠ Cinta 16.09.2020
  • 5. denso-group.com55 Preguntas a contestar: ▪ ¿Las diferentes estructuras de las cintas y las tecnologías de producción tienen un impacto en la calidad y las propiedades intrínsecas de los materiales de las cintas? ▪ ¿Cuáles son los impactos de la estructura de la cinta y la tecnología de producción en el comportamiento a largo plazo de los recubrimientos de la cinta? 16.09.2020
  • 7. denso-group.com7716.09.2020 Utilizando adhesivo (pegamento) Para cintas: Sin adhesivo (pegamento): ▪ Laminación ▪ Coextrusión
  • 8. denso-group.com88 ▪ Existen 3 tecnologías de laminación. ▪ Para todas las tecnologías de laminación aplica: Al menos una capa ya se ha enfriado y luego será cubierta con otra capa. 16.09.2020
  • 9. denso-group.com99 1. Extrusión de una segunda capa sobre la primera lámina ya enfriada y sólida. 16.09.2020 Lámina fría y sólida Sustrato laminado recubierto 2. Calentar y presionar las láminas sólidas y frías entre sí. 3. Un líquido se reparte en una lámina fría y sólida.
  • 10. denso-group.com1010 ▪ Coextrusión requiere más de una corriente de polímero fundido. ▪ Cada corriente fundida es producida por su propio extrusor. ▪ Proceso de coextrusión real: las corrientes fundidas fluyen en diferentes canales hacia y a través de 3 entradas diferentes en el dado común. ▪ Los diferentes polímeros fundidos fluyen juntos hacía la salida del dado común. 16.09.2020 Canal 1 Canal 2 Canal 3 dado común
  • 11. denso-group.com1111 ▪ Dentro del dado común: Las macromoléculas de los polímeros fundidos fluyen entre sí y se entremezclan en las zonas limítrofes. 16.09.2020 Dirección del flujo Flujo de fusión del Canal 1 A lo largo de la ruta de flujo las corrientes de fusión fluyen entre sí Flujo de fusión del Canal 2 Secciones microscópicos ▪ Equivalente a "componentes de una soldadura" con una unión muy fuerte entre las capas. Flujo de fusión del Canal 3
  • 12. denso-group.com1212 ∆Vy∆Pentre(1,.,.8)=0 12345678 Resistencia▪ El proceso de Coextrusión requiere un conocimiento de experto y mucha experiencia. ▪ Deben ajustar: la tecnología del proceso + las propiedades de fundición + las “fórmulas”. ▪ Cada fusión debe fluir con la misma velocidad en todo el ancho del dado para asegurar una distribución estable y correcta del espesor. ▪ Un dado de coextrusión real tiene su propio canal y un colector tipo perchero para cada componente. Eso asegura una pérdida de presión igualitaria en cada trayectoria de flujo. 16.09.2020
  • 13. denso-group.com1313 ▪ Adhesión superior de capa a capa. ▪ Resistencia de cizallamiento superior. ▪ Alta resistencia a la elongación a la rotura. 16.09.2020 ➢ Cintas de coextrusión real = cintas de alta calidad ¡Las capas nunca se separan ni se delaminan unas de otras! ¡Las capas no se mueven una sobre otra! ¡Los pobres valores de alargamiento a la rotura son una indicación de una calidad inferior del material o de un proceso de coextrusión descontrolado!
  • 15. denso-group.com151516.09.2020 Cinta 3-capas: Cinta 2-capas: Caucho butílico Caucho butílico Caucho butílico o betún ▪ Estructura: lámina portante cubierta con adhesivo en una sola cara. ▪ Adhesivo: caucho butílico o bitumen. • Caucho butílico: Laminación o coextrusión. • Bitumen: sólo laminación, la coextrusión no es posible! ▪ Estructura: Película portadora cubierta en ambas caras con adhesivo. ▪ Material: sólo caucho butílico. ▪ Laminación o coextrusión.
  • 16. denso-group.com1616 Habilidad para “fluir“ hasta un cierto grado ➢ Rellena las pequeñas cavidades en la superficie del acero. ➢ Las capas de caucho butílico se autovulcanizan sin calor (llama) ➢ Las moléculas migran unas en las otras para formar una estructura homogénea. 16.09.2020
  • 17. denso-group.com1717 Envoltura de Cintas 2-capas ▪ Pueden aparecer micro canales en la interfase remanente entre las capas! ▪ Posible camino para humedad y oxigeno! ➢ CORROSION EN ESPIRAL! 16.09.2020 Falta de adherencia: peligro de huecos Falta de adherencia : Vía para humedad y oxigeno
  • 18. denso-group.com1818 CORROSION EN ESPIRAL se encuentra frecuentemente en ductos donde se utilizan las cintas de 2-capas para prevenir la corrosión. 16.09.2020 Corrosión en espiral
  • 19. denso-group.com1919 ▪ Las capas de caucho butílico se auto-vulcanizan entre si. ▪ Sus moléculas migran unas en las otras: ➢ Estas cintas forman un revestimiento homogéneo tipo “manguera impermeable” ➢ Sin interface, huecos ni micro canales! ➢ NO CORROSION EN ESPIRAL Envoltura de cintas 3-capas 16.09.2020
  • 21. denso-group.com212116.09.2020 Caucho butílico realmente coextruido con la lámina portadora. Caucho butílico intermedio realmente coextruido con la película portadora. El caucho butílico adicional esta construyendo el espesor requerido. Enlace químico: caucho butílico + caucho butílico 1er paso: Coextrusion: 2o paso: Agregando caucho butílico:
  • 22. denso-group.com222216.09.2020 Fuerte enlace químico entre el caucho butílico y la lámina portadora! Enlace químico: caucho butílico + caucho butílico Solo genera enlace mecánico entre el caucho butílico y el PE Penetración de macromoléculas entre las capas: resultando en excelentes propiedades a largo plazo! Sin penetración de macromoléculas entre capas: las propiedades a largo plazo, después de envejecimiento resultan significantemente reducidas. Coextrusión: Laminación:
  • 23. denso-group.com232316.09.2020 Asimétrica: 2 x espesor de caucho butílico en contacto directo con el acero a proteger. 2ªcapa 1ªcapa 2ªcapa1ªcapa Simétrica: Acero a proteger - Sa 2.5 Riesgo de picos sin proteger Riesgo de hoyos desprotegidos Acero a proteger - Sa 2.5
  • 24. denso-group.com242416.09.2020 Fuertes enlaces químicos: ➢ Lámina portadora & Caucho Butílico ➢ Caucho Butílico & Caucho Butílico Mejor cobertura del acero Combinación Favorita 2ªCapa 1ªCapa Acero a proteger - Sa 2.5
  • 26. denso-group.com262616.09.2020 Coextruida: Laminada: Falla cohesiva: interior del Caucho Butílico Falla adhesiva: entre PE & Caucho Butílico 2aCapa1erCapa Fuerzade tracción Fuerzade tracción Fuerzade tracción Fuerzade tracción Cierto riesgo de delaminación solo en las Cintas Laminadas.
  • 27. denso-group.com2727 Fuerzade tracción Fuerzade tracción 16.09.2020 3-Capas coextruidas Caucho Butílico/PE: 2-Capas laminadas Bitumen/PVC: Elongacion del PE Falla Adhesiva: entre PVC & Bitumen Falla Cohesiva: interior del Caucho Butílico Fuerzade tracción Fuerzade tracción
  • 28. denso-group.com2828 Coextruida: No delaminación: Gran resistencia al cizallamiento Fuerza de tracción Fuerza de tracción Fuerza de tracción Fuerza de tracción Laminada: 16.09.2020 Delaminación = reducida resistencia al cizallamiento 1ªcapadesprotegida Riesgo de delaminación después del envejecimiento sólo con las cintas laminadas
  • 29. denso-group.com2929 Delaminación = Baja resistencia al cizallamiento! Los adhesivos suaves, como el Bitumen son menos resistentes a las fuerzas de cizallamiento! Fuerza de tracción Fuerza de tracción Coextruida – 3-Capas: Laminada – 2-Capas: 16.09.2020 Alto riesgo de delaminación con las cintas laminadas 2-capas! No delaminación: Gran resistencia al cizallamiento! Fuerza de tracción Fuerza de tracción
  • 30. denso-group.com303016.09.2020 Baja resistencia al cizallamiento = Baja resistencia al stress del terreno
  • 31. denso-group.com313116.09.2020 Propiedades de las Cintas Cintas 3-capas realmente coextruidas Laminadas Cintas 3-capas Cintas 2-capas Desempeño a largo plazo (envejecimiento) Alto Bajo Bajo Adherencia capa-a-capa Mayor que EN-ISO EN-ISO Pobre Modo de falla capa-a-capa 100% Cohesiva Adhesiva-Cohesiva Adhesiva Resistencia al cizallamiento Mayor que EN-ISO EN-ISO Pobre Riesgo de corrosión en espiral Muy Bajo Bajo Muy Alto Espesor Perfectamente uniforme Menos uniforme Menos uniforme Cobertura del acero Excelente Limitado Limitado Flexibilidad a baja temperatura Excelente Pobre Pobre
  • 33. denso-group.com3333 Inmersión en gasolina: cintas 3-capa o 2-capa durante un mínimo de 2 horas • El adhesivo residual se quita fácilmente, la lámina portadora es lisa o brillante: Laminación • El adhesivo residual sólo puede ser removido con dispositivos mecánicos sólidos: Coextrusión 16.09.2020 Adhesivo se quita fácilmente: Laminado Adhesivo se remueve dificilmente: Coextrusión
  • 35. denso-group.com353516.09.2020 Energienetz Bayern GmbH (Munich/Alemania) Red de ductos de 9.500 km Ducto Moosburg – Straubing • Año de construcción: 1976 • Protección anticorrosiva usada: DENSOLEN® 3-capas coextruidas, cinta PE/butílico • Año de excavación: 2015 (39 años en operación) Evaluación de revestimiento de juntas de campo después de 39 años: • No fallas – No corrosión • Adherencia: ≥1,83N/mm* – ruptura cohesiva Después de 39 años Adherencia: 1.83N/mm *Requerimiento del estándar EN 12068: ≥1,00N/mm mínimo
  • 36. denso-group.com363616.09.2020 Gascade Gastransport GmbH - Alemania Red de ductos de 2.900 km Ducto STEGAL 36” • Año de construcción : 1992 • Protección anticorrosiva usada : DENSOLEN® 3-capas coextruida, cinta PE/butílico. • Año de excavación : 2012 (después de 20 años en operación) Evaluación de revestimiento de juntas de campo : • No fallas – No corrosión • Adherencia: 6,40N/mm* • Ruptura cohesiva: espesor residual: 344 micrones *Requerimiento del estándar EN 12068: ≥1,00N/mm mínimo
  • 38. denso-group.com3838 ▪ Autovulcanización = “Recubrimiento tipo manguera impermeable“. ▪ No corrosión en espiral. ▪ Mejor cobertura del acero. ▪ Adherencia superior capa-a capa. ▪ Resistencia al cizallamiento superior = “Resistencia superior al stress del terreno”. ▪ Excelente expectativa a largo-plazo comprobada en inspecciones del recubrimiento. ▪ Ningún otro revestimiento con Cintas tiene un historial más largo y probado en el campo 16.09.2020 1,83N/mm
  • 39. denso-group.com3939 ▪ La estructura de las cintas importan: ➢Cintas 3-capas crean un recubrimiento tipo-manguera. ➢Cintas 2-capas corren riesgo a fallar como encintado anticorrosivo. ▪ Los materiales de las cintas sí importan: ➢PE/Caucho Butílico es superior al PVC/Bitumen, por ejemplo. ➢PE/Caucho Butílico exitosamente probadas en campo por décadas! ▪ La tecnología de fabricación de las cintas sí import: ➢La coextrusión real es una tecnología de producción de cintas superior. ➢Las cintas de capas laminadas corren el riesgo de fallar a largo plazo. 16.09.2020