k

˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

19

k kInt. Cl. : B23K 31/02

11 N´ umero de publicaci´on:

2 134 352

6

51

˜ ESPANA

B23K 13/02 B21C 37/09 B21C 37/08 B21C 37/083

k

TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA

12

kN´umero de solicitud europea: 94921331.8 kFecha de presentaci´on : 15.06.94 kN´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 705 155 kFecha de publicaci´on de la solicitud: 10.04.96

T3

86 86 87 87

k

54 T´ıtulo: Procedimiento de formaci´ on de un tubo met´ alico con una costura soldada.

k

73 Titular/es: THE IDOD TRUST

k

72 Inventor/es: Krengel, Theodore H.;

k

74 Agente: Manresa Val, Manuel

30 Prioridad: 24.06.93 US 83078

888 Andover Northville, MI 48167, US

45 Fecha de la publicaci´ on de la menci´on BOPI:

01.10.99

ES 2 134 352 T3

45 Fecha de la publicaci´ on del folleto de patente:

01.10.99

Aviso:

k k

Borzym, John J. y Willetts, Charles A.

k

En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´ on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas). Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

1

ES 2 134 352 T3

DESCRIPCION Procedimiento de formaci´on de un tubo met´ alico con una costura soldada. Esta invenci´ on concierne a un m´etodo mejorado de formaci´on de un tubo met´ alico de costura soldada que tiene un revestimiento met´ alico. M´ as particularmente, la presente invenci´ on concierne a un proceso continuo o en l´ınea de formaci´ on de un tubo met´ alico f´errico revestido con un revestimiento met´alico protector, preferiblemente zinc o aluminio. Antecedentes de la invenci´ on Son bien conocidos los m´etodos de formaci´on continua, o en l´ınea, de un tubo de acero de costura soldada a partir de un fleje continuo o de un fleje biselado continuo. En una laminadora de formaci´on de tubos convencionales, primero se limpia y se acondiciona el fleje continuo, luego se lamina para formar un tubo abierto que tiene unos bordes casi en contacto en la parte superior del tubo. Entonces los bordes se sueldan entre s´ı por uno de entre varios m´etodos convencionales que generalmente incluyen calentar los bordes y a continuaci´ on ya sea forjar los bordes entre s´ı con rodillos prensadores y/o soldar a flujo los mismos. Los bordes del tubo se pueden calentar, por ejemplo, por soldadura de resistencia, por soldadura de arco el´ectrico o por inducci´ on de alta frecuencia. La soldadura por inducci´ on de alta frecuencia es una forma de soldadura por resistencia el´ectrica, en la que el tubo de costura abierta se recibe a trav´es de una bobina el´ectrica que crea un fuerte campo magn´etico, que a su vez induce una corriente que circula alrededor del tubo y en la “V” formada a medida que los bordes del fleje se sueldan. Dentro del tubo se coloca generalmente un impedidor, el cual fuerza la corriente hacia los bordes, casi en contacto, del tubo de costura abierta, calentando los bordes del tubo hasta una elevada temperatura de forjado. Entonces los bordes del tubo son forjados por rodillos prensadores que aproximan los bordes fundidos entre s´ı para formar una costura solidaria. Tambi´en son bien conocidos procesos de galvanizaci´on y revestimiento o pintado en l´ınea. El fleje o fleje de bordes biselados se puede galvanizar o pintar por una o ambas caras antes de la conformaci´ on y la soldadura, o el tubo de costura soldada se puede galvanizar por inmersi´ on del tubo en un ba˜ no de zinc fundido. En los casos en que el fleje est´a revestido con un revestimiento protector antes de la soldadura de la costura, el revestimiento desaparecer´a quemado o se fundir´a en la zona de la costura debido a que la operaci´ on de soldadura comporta la fusi´ on del material del tubo, el cual es generalmente acero. As´ı, la temperatura en la costura puede ser de 1260◦C (2300◦F), o mayor. En los casos en que el fleje est´a revestido con un metal, tal como el zinc o el aluminio, el metal se fundir´ a durante la soldadura y fluir´ a hacia abajo lejos de la costura, que est´ a situada en la parte alta del tubo. Tambi´en se ha usado una disoluci´ on de revestimiento de zinc para pintar la superficie exterior de la costura. Sin embargo, tales revestimientos tienen poca adherencia y son principalmente cosm´eticos (apariencia). La incapacidad de los 2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

actuales procesos para revestir completamente, y as´ı proteger, la costura del tubo es evidente por el hecho de que el a´rea soldada es, generalmente, la primera a fallar en los ensayos de corrosi´on acelerada. Actualmente no existe ning´ un proceso comercial en l´ınea para revestir de zinc todas las superficies interiores y exteriores de un tubo. As´ı, se ha evidenciado una gran necesidad de aportar un proceso de revestimiento mejorado, particularmente sobre la costura. El proceso de formaci´ on de tubo continuo de esta invenci´on soluciona los problemas anteriormente identificados y produce un tubo con un revestimiento met´alico superior. El proceso de esta invenci´ on asegura una costura soldad completamente revestida sin un coste adicional substancial. La patente DE 3630625 (Benteler) describe un tubo manufacturado a partir de fleje de acero, con un contenido de 0,005 % de Cr, o menos, revestido por una cara con Zn, el cual es laminado en forma de tubo con el Zn en el interior. La junta se suelda por una corriente continua o de baja frecuencia entre un rodillo de soldadura y un electrodo de soldadura rotativo, habi´endose protegido el ´area de la junta mediante un adecuado flujo de gas inerte. El tubo soldado longitudinalmente, o de costura soldada, as´ı producido se puede reducir luego en su di´ ametro exterior y/o di´ametro interior, y puede soportar un breve tratamiento t´ermico de 500 a 750◦C durante de 0,5 a 5 segundos por calentamiento inductivo. Este documento describe un m´etodo de acuerdo con el pre´ambulo de la reivindicaci´on 1. Tambi´en describe el acondicionamiento de los bordes laterales del fleje por eliminaci´on del revestimiento met´alico de dichos bordes laterales. Breve descripci´ on de la invenci´ on De acuerdo con un primer aspecto de la presente invenci´on, se aporta un m´etodo de formaci´on de un tubo met´ alico de costura soldada que tiene un revestimiento met´alico y se hace a partir de un fleje relativamente plano que est´ a continuamente en movimiento, comprendiendo dicho m´etodo los pasos siguientes, que se llevan a cabo en secuencia: aplicar un revestimiento met´alico a al menos la superficie de una cara de dicho fleje, siendo dicho revestimiento seleccionado del grupo que consta de zinc, aluminio y sus aleaciones; dar a dicho fleje la configuraci´ on de un fleje con forma tubular que tiene unos bordes laterales adyacentes, enfrentados, separados; calentar y soldar solidariamente dichos bordes adyacentes de dicho fleje para formar un tubo que tiene una costura de soldadura; estando dicho m´etodo caracterizado por el hecho de que: se sit´ ua dicha costura en una parte inferior de dicho tubo; y se recalienta al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico, fluyendo entonces dicho revestimiento met´alico hacia abajo por encima de dicha costura, revisti´endola. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invenci´on se aporta un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada que tiene un revestimiento met´ alico protector y se realiza a partir de un fleje continuo, comprendiendo dicho m´etodo los pasos siguientes, que se llevan a cabo

3

ES 2 134 352 T3

en secuencia: (a) aplicar un revestimiento a al menos la superficie de una cara de dicho fleje, con un revestimiento met´alico protector, teniendo dicho revestimiento met´alico una temperatura de fusi´ on considerablemente inferior a la temperatura de fusi´ on de dicho fleje; (b) acondicionar los bordes laterales (48) de dicho fleje a base de retirar dicho revestimiento met´alico en dichos bordes laterales y de formar superficies indentadas c´ oncavas junto a cada uno de dichos bordes laterales en una cara de dicho fleje; (c) dar a dicho fleje la forma de un tubo anular de costura abierta (20b) que tiene dichas superficies indentadas c´oncavas en una superficie interior de dicho tubo de costura abierta, quedando dichos bordes laterales casi en contacto en una parte inferior de dicho tubo de costura abierta; (d) calentar dicho tubo de costura abierta junto a dichos bordes laterales hasta una temperatura superior a la temperatura de fusi´ on del mencionado revestimiento met´alico, y soldar solidariamente dichos bordes laterales que est´an casi en contacto para formar una costura (71) en dicha parte inferior de dicho tubo; (e) recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico a continuaci´on de haber soldado dichos bordes casi en contacto de dicho fleje, con lo que dicho revestimiento met´alico se funde entonces y fluye hacia abajo sobre dichas superficies indentadas c´ oncavas y reviste dicha costura. De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invenci´on se aporta un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada que tiene un revestimiento met´ alico protector y se hace a partir de un fleje met´ alico continuo, comprendiendo dicho m´etodo los pasos siguientes, que se llevan a cabo en secuencia: (a) aplicar un revestimiento a al menos la superficie de una cara de dicho fleje, con un revestimiento met´alico protector, teniendo dicho revestimiento met´alico una temperatura de fusi´ on que es considerablemente inferior a la temperatura de fusi´on de dicho fleje; (b) acondicionar los bordes laterales de dicho fleje a base de retirar dicho revestimiento met´alico en dichos bordes laterales; (c) laminar y conformar dicho fleje d´ andole la forma de un tubo anular de costura abierta con dichos bordes laterales casi en contacto en una parte inferior de dicho tubo de costura abierta;

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

(d) calentar dicho tubo de costura abierta junto a dichos bordes laterales hasta una temperatura superior a la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico, y soldar solidariamente dichos bordes laterales que est´an casi en contacto para formar una costura en dicha parte inferior de dicho tubo; (e) recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta una temperatura superior a la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico a continuaci´on de haber efectuado la soldadura de dichos bordes laterales, con lo que dicho revestimiento met´ alico se funde entonces y fluye hacia abajo por encima de dicha costura, revisti´endola. De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invenci´on se aporta un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada que tiene un revestimiento met´ alico y se hace a partir de un fleje met´ alico continuo, comprendiendo dicho m´etodo los pasos siguientes, que son llevados a cabo en secuencia: (a) aplicar un revestimiento a la superficie de al menos una cara de dicho fleje, con un revestimiento met´ alico protector, teniendo dicho revestimiento met´alico una temperatura de fusi´ on que es considerablemente inferior a la temperatura de fusi´ on de dicho fleje, a base de sumergir dicho fleje en un metal fundido; (b) retirar dicho revestimiento met´alico de los bordes laterales de dicho fleje y de las caras opuestas de dicho fleje junto a dichos bordes laterales, y formar superficies rebajadas en una cara de dicho fleje en dichos bordes laterales; (c) laminar y conformar dicho fleje d´ andole la forma de un tubo anular de costura abierta con dichas superficies rebajadas en una superficie interior de dicho tubo de costura abierta, quedando dichos bordes laterales casi en contacto y formando dichas superficies rebajadas una superficie indentada c´ oncava abierta en dichos bordes laterales; (d) calentar y soldar solidariamente dichos bordes laterales de dicho fleje para formar un tubo con una costura de soldadura, y situar dicha costura en dicha parte inferior de dicho tubo con dicha superficie indentada c´ oncava abierta en lados opuestos de dicha costura; y (e) recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´on de dicho revestimiento met´alico, con lo que dicho revestimiento met´alico se funde entonces y fluye hacia abajo al interior de dicha superficie indentada c´ oncava abierta y reviste dicha costura. El m´etodo de esta invenci´on puede incluir entonces un recalentamiento de al menos una parte inferior del tubo hasta la temperatura de fusi´ on del revestimiento met´alico, de manera que el revestimiento met´alico fundido fluye hacia abajo y 3

5

ES 2 134 352 T3

reviste la costura. El revestimiento met´alico de la superficie interior del tubo fluye hacia abajo y se acumula sobre la costura. En un ejemplo de realizaci´on m´as preferido, el tubo de costura abierta se suelda en una atm´ osfera sustancialmente inerte y el tubo de costura soldada se recalienta en una atm´osfera inerte para ocasionar que el revestimiento met´alico fluya hacia abajo sobre la costura antes de la oxidaci´ on de la costura fundida. Esto se consigue en el ejemplo de realizaci´on descrito encerrando los aparatos de soldadura del tubo y de recalentamiento en un recinto e inyectando bajo presi´on nitr´ ogeno u otro gas inerte al interior del recinto para mantener una atm´ osfera inerte. En los casos en que el tubo est´a revestido externamente con un revestimiento met´alico, preferiblemente se escarpa la costura del tubo antes del recalentamiento. Un ejemplo de realizaci´on preferido del m´etodo de la esta invenci´on incluye el revestimiento de ambas caras del fleje con zinc, antes de la conformaci´ on. En un m´etodo m´ as preferido, se conforma parcialmente el fleje en una forma arqueada, antes del galvanizado, con lo cual se controla el grosor del revestimiento de zinc para formar un revestimiento con un grosor que aumente desde una parte central hacia los bordes laterales del fleje arqueado. Debe entenderse, sin embargo, que los bordes deber´ıan estar libres de revestimiento para permitir la soldadura. As´ı, el revestimiento met´alico se elimina de los bordes a continuaci´on de la galvanizaci´on por un acondicionamiento de los bordes que comprende o bien ranurar los bordes o alternativamente eliminar el revestimiento de los bordes. Cuando el grosor del revestimiento met´alico aumenta hacia los bordes, es posible obtener un reflujo del revestimiento met´alico sobre la costura, sin un recalentamiento a continuaci´ on de la soldadura, particularmente cuando los bordes est´ an soldados en una atm´ osfera inerte. Otras ventajas y caracter´ısticas meritorias del proceso de formaci´on de tubo continuo y de revestimiento de esta invenci´on se comprender´ an m´ as plenamente a partir de la siguiente descripci´on de los ejemplos de realizaci´on preferidos, las reivindicaciones y los dibujos, una breve descripci´on de los cuales es la siguiente. Breve descripci´ on de los dibujos La Fig. 1 es un diagrama de flujo esquem´ atico que ilustra un ejemplo de realizaci´on preferido del proceso de formaci´ on de tubo continuo y de revestimiento de esta invenci´on;

5

la Fig 4 es una vista en secci´on transversal de un fleje en forma de tubo o tubo de costura abierta formado mediante el proceso de la Fig. 1, en la direcci´on de las flechas de vista 4-4; la Fig. 5 es una vista lateral en secci´on transversal de la boquilla conformadora mostrada en la Fig. 3;

10

la Fig. 6 es una perspectiva lateral parcialmente seccionado de un tubo entrando la estaci´on de soldadura por costura con una junta herm´etica interior;

15

la Fig. 7 es una perspectiva lateral parcialmente seccionada de un aparato de soldadura por inducci´ on;

20

25

30

35

40

la Fig. 8 es una vista frontal de la etapa de formaci´ on del tubo mediante rodillos prensadores; la Fig. 9 es una vista parcialmente seccionada de un aparato escarpador dentro de la c´ amara de gas inerte de la Fig. 1; la Fig. 10 es vista lateral parcialmente esquem´atia, parcialmente seccionada, de otro ejemplo de realizaci´on de un aparato de soldadura de tubo y revestimiento de costura que se puede usar con el procedimiento de esta invenci´ on; la Fig. 11 es una vista frontal en secci´on transversal del fleje parcialmente conformado en un aparato de acondicionamiento de bordes opcional que graba un patr´ on con rodillos sobre el fleje; la Fig. 12 es una vista frontal en secci´on transversal del aparato mostrado en la Fig. 10 en la direcci´on de las flechas de vista 12-12; La Fig. 13 es una vista superior de un aparato de revestimiento de costuras asistido por gas;

45

la Fig. 14 es una vista lateral en secci´on transversal de un impedidor de soldadura por inducci´ on que se puede utilizar en el proceso de esta invenci´on; 50

la Fig. 2 es una vista en secci´on transversal del fleje despu´es de haber sido preformado, en la direcci´on de las flechas de vista 2-2 de la Fig. 1;

55

la Fig. 3 es una vista frontal de una boquilla de gas conformadora a la salida del tanque de galvanizaci´on seg´ un se muestra en la Fig. 1, en la direcci´on de las flechas de vista 3-3;

60

la Fig. 3A es una vista frontal en secci´on transversal de un fleje despu´es del acondicionado final seg´ un se muestra en la Fig. 1, en la direcci´on de las flechas de vista 3A-3A;

65

4

6

la Fig. 15 es una vista frontal en secci´on transversal del impedidor mostrado en la Fig. 14, en la direcci´on de las flechas de vista 14-14; la Fig. 16 es una vista frontal del impedidor mostrado en la Fig. 14; la Fig. 17 es una vista frontal en secci´on transversal del impedidor mostrado en la Fig. 14 en la direcci´on de las flechas de vista 16-16; la Fig. 18 es una vista frontal parcial en secci´on transversal de un borde lateral del fleje despu´es del acondicionamiento del borde; la Fig. 19 es una vista frontal parcial en secci´on transversal de un segundo ejemplo de realizaci´on del borde lateral del fleje despu´es del acondicionamiento del borde;

7

ES 2 134 352 T3

la Fig. 20 es una vista frontal parcial en secci´ on transversal de un tubo de costura soldada formado a partir de un fleje cuyos bordes est´an acondicionados como se muestra en la Fig. 18; y

5

la Fig. 21 es una vista frontal parcial en secci´on transversal del tubo de costura soldada mostrado en la Fig. 20 despu´es del reflujo del revestimiento met´alico sobre la costura.

10

Descripci´ on de los ejemplos de realizaci´ on preferidos del proceso de formaci´ on y revestimiento del tubo de esta invenci´ on Tal como se muestra en el diagrama de flujo esquem´atico de la Fig. 1, y como se ha descrito anteriormente, el proceso de formaci´ on y revestimiento de tubo de esta invenci´on est´ a particularmente, aunque no exclusivamente, adaptado para procesar longitudes sin fin de fleje de acero sin tratar o fleje biselado, tal como se procesa normalmente en una laminadora de formaci´ on de tubos en continuo. Sin embargo, las mejoras aqu´ı descritas tambi´en pueden ser usadas con fleje previamente revestido, en el que un revestimiento met´alico est´a aplicado sobre una o ambas caras del fleje previamente a su procesamiento. Adem´ as, las mejoras aqu´ı descritas tambi´en pueden ser usadas en un proceso por lotes, o no continuo. El proceso de esta invenci´on, sin embargo. ser´ a descrito en relaci´on al proceso continuo mostrado en la Fig. 1. Un fleje o fleje biselado met´ alico, preferiblemente un fleje de acero 20 se suministra a la laminadora de formaci´ on de tubo en bobinas 22, que est´an montadas en un carrete de desbobinado 24. La bobina est´ a montada para que gire libremente sobre el carrete 24 a medida que sea requerido por una laminadora de formaci´ on de tubo continuo. Tal como entender´ an aquellos que sean expertos en la materia, el fleje es procesado por la laminadora de manera sustancialmente continua a una velocidad constante. El avance del fleje plano o fleje biselado 20 a trav´es de la laminadora se efect´ ua principalmente por el acoplamiento entre el fleje y los rodillos de conformaci´on y dimensionamiento que giran a una velocidad relativamente constante. El fleje 20 es as´ı arrastrado al interir de la laminadora, procedente del carrete de desbobinado 24. Debido a que la longitud de cada bobina 22 de fleje de acero es absorbida por la laminadora en un tiempo relativamente corto, deben aportarse unos medios para empalmar el final de una bobina con la siguiente, lo que se lleva a cabo en la estaci´on de empalme 26. En la estaci´on de empalme 26, el final de la bobina que est´ a siendo procesada en la laminadora se sierra o corta para proporcionar un extremo escuadrado y entonces se suelda el extremo final al principio de la pr´ oxima bobina. Se dispone un acumulador 28 convencional, en forma de un bucle de fleje, que tiene una longitud suficiente para alimentar continuadamente el fleje a la laminadora mientras el extremo final de la bobina se mantiene estacionario para el serrado y la soldadura. El bucle puede estar formado alimentando el fleje sobre una serie de rodillos (no mostrados) que est´ an montados de manera que

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

8

pueden girar libremente, tal como es bien conocido en la t´ecnica del sector. Cuando el empalme se ha completado, el fleje se desbobina de nuevo sobre los rodillos del acumulador para la siguiente operaci´ on de empalme cuando se haya agotado el pr´ oximo carrete. Debido a que la bobina de fleje biselado al ser recibido por la laminadora normalmente incluye aceite y puede incluir otros contaminantes, generalmente es necesario limpiar y preparar el fleje antes del revestimiento, lo que en el proceso descrito se lleva a cabo en la estaci´on de limpieza 30. En una aplicaci´ on t´ıpica, el fleje se limpia y se prepara mediante ba˜ nos alcalinos y fosfatados alternados, con enjuagues intermedios a trav´es de agua. En el proceso descrito, el fleje tambi´en se seca. El fleje limpio est´ a ahora listo para una galvanizaci´on. En un ejemplo de realizaci´on preferido del proceso esta invenci´on, el fleje se hace avanzar a continuaci´ on hasta una estaci´on de preformaci´on 32, que tiene una pluralidad de rodillos 34 que conforman el fleje en una forma arqueada tal como se muestra en la Fig. 2 con la referencia 20a. Seg´ un se describe, por ejemplo, en la patente US 3.696.503, de Krengle y otros, el fleje se conforma mediante una serie de rodillos formadores que tienen una configuraci´ on y un n´ umero suficiente para conformar el fleje en una forma arqueada, incluyendo rodillos que se acoplan con la superficie superior del fleje que tienen una forma ligeramente convexa y unos rodillos inferiores que tienen una forma ligeramente c´ oncava para iniciar la deformaci´on del fleje en la forma deseada. Luego el fleje es conformado por una serie de rodillos opuestos, cada uno con un radio de curvatura mayor que el rodillo anterior, hasta que el fleje est´ a conformado en la forma arqueada 20a preferida de la Fig. 2. Conformando el fleje de la manera mostrada en la Fig. 2, la cantidad de zinc que se adherir´a a la superficie ser´a la necesaria para obtener un revestimiento que estar´ a fuertemente unido a la superficie del fleje, teniendo un grosor deseado, buen recubrimiento y buena apariencia. Entonces se hace avanzar el fleje de forma arqueada 20a a trav´es del tanque de galvanizaci´ on 34 y se sumerge en zinc fundido de una manera convencional, tal como se describe, por ejemplo, en la patente US de Krengel y otros, anteriormente citada como referencia. El revestimiento de zinc sobre el fleje conformado con precisi´on fluye hacia abajo, hacia los bordes laterales del fleje, de manera que el grosor del revestimiento de zinc aumenta desde una zona central hacia los bordes. En un ejemplo de realizaci´ on m´ as preferido del m´etodo de esta invenci´on, al revestimiento de zinc se le da forma adicionalmente mediante una boquilla de gas conformadora 36, situada junto a la salida del tanque de galvanizaci´ on. Un ejemplo de realizaci´ on adecuado de una boquilla de gas conformadora 36 se muestra en las Figs. 3 y 5. Seg´ un se muestra, la boquilla incluye una c´ amara de gas 38 que se extiende axial y radialmente, incluyendo una porci´ on de entrada 40 en general cil´ındrica, y una porci´ on c´onica 42 definida por paredes c´onicas convergentes. Un gas, tal como el nitr´ ogeno, se introduce a presi´on a trav´es de unos orificios de entrada 44 al interior de la entrada 40 5

9

ES 2 134 352 T3

de la boquilla de gas. El gas se acelera a trav´es de la porci´ on de salida 38 y sale por las aberturas restringidas 46 por encima y por debajo del fleje en forma arqueada 20a. Como se muestra en la Fig. 3, la abertura de salida 46, junto a la parte central del fleje 20a es m´ as estrecha que la abertura junto a los bordes laterales 48 del fleje. El zinc l´ıquido es as´ı dirigido e impulsado hacia afuera y hacia abajo, hacia los bordes laterales 48, dando forma al revestimiento de zinc sobre el fleje, de manera que el grosor del revestimiento aumente desde la zona central hacia los bordes laterales 48. Pueden emplearse unos deflectores 50 para controlar la velocidad del gas que sale de la boquilla en zonas localizadas a lo ancho del fleje. Seg´ un se describe m´as adelante, el prop´ osito de dar forma al revestimiento de zinc sobre el fleje es el de asegurar de que hay suficiente volumen de revestimiento para que refluya sobre la costura despu´ es de la soldadura, revistiendo y protegiendo la costura. Los requerimientos para dar forma al revestimiento expuestos en esta memoria depender´ an de varios factores, incluyendo la velocidad de la l´ınea, el grosor del revestimiento de zinc, la temperatura del fleje que sale del ba˜ no de galvanizaci´on, la forma del fleje, etc. Como comprender´an aquellos que sean expertos en la t´ecnica del sector, dar forma al revestimiento tal como aqu´ı se ha descrito reducir´a el grosor general del revestimiento; sin embargo, no ser´ a necesario preconformar el fleje o dar forma al revestimiento en todas las aplicaciones,particularmente cuando se usa un revestimiento met´alico m´ as grueso. Adem´as, es posible dar forma al revestimiento con la boquilla conformadora de gas de esta invenci´ on sin haber preconformado el fleje en una forma arqueada. En una laminadora convencional, el fleje 20, tal como est´a alojado en el carrete, tiene una anchura que es ligeramente mayor que la anchura requerida para formar el tubo, de manera que en cada lado del fleje est´ a disponible un borde para un dimensionado apropiado del tubo y para aportar metal reci´en cortado en los bordes en contacto que forman la costura. Los bordes laterales del fleje ser´an revestidos con zinc en el tanque de galvanizaci´on 34. As´ı, es preferible eliminar el zinc de los bordes laterales antes de la soldadura, particularmente cuando los bordes del tubo de costura abierta se juntan mediante soldadura por inducci´ on. En la estaci´ on de acondicionamiento se puede utilizar una cepilladora o una ranuradora convencional, que se puede usar para cortar un borde escuadrado. M´ as preferiblemente se proporciona un borde biselado para aportar un relieve para el forjado boca abajo y asegurar un buen contacto de soldadura entre los bordes en la operaci´ on de soldadura que se describe m´ as abajo. La Fig. 3A ilustra el fleje despu´es del acondicionamiento de los bordes, en el que se ha eliminado el revestimiento de zinc de los bordes laterales 48 del fleje arqueado y en el que el revestimiento de zinc aumenta de grosor desde una parte central hacia los bordes laterales 48. Entonces, en la estaci´on de conformaci´ on 58 se lamina el fleje met´alico arqueado 20a hasta convertirlo en un fleje en forma de tubo o tubo de costura abierta 20b con los bordes laterales juntos o casi en contacto. El fleje met´alico se conforma 6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

10

progresivamente como un tubo de costura abierta a medida que pasa por debajo de unos rodillos 60. Los rodillos est´an giratoriamente soportados en ejes verticales y horizontales (no mostrados) de una manera convencional. Sin embargo, en el proceso de formaci´on y revestimiento de tubo continuo de esta invenci´on, los bordes laterales del fleje son deformados o doblados hacia abajo y hacia adentro, el uno hacia el otro, a medida que el tubo se va formando, en vez de hacia arriba como en una laminadora de formaci´ on de tubo convencional. Los bordes laterales del fleje se laminan entonces hasta quedar en una relaci´on de casi contacto en la parte inferior del tubo de costura abierta 20b; sin embargo, los bordes laterales adyacentes est´an ligeramente separados, tal como se muestra en la Fig. 4. El tubo de costura abierta 20b se recibe a continuaci´ on en la estaci´on de soldadura 62, donde se sueldan los bordes laterales del fleje, seg´ un se describe ahora. El ejemplo de realizaci´on preferido del aparato de soldar tubos de esta invenci´ on utiliza inducci´ on de alta frecuencia para calentar los bordes laterales opuestos del tubo de costura abierta 20b. Tal como se muestra en las Figs. 1 y 7, el aparato de soldadura por inducci´ on incluye una bobina de trabajo 64 que est´ a conectada a una fuente de corriente alterna de alta frecuencia. La bobina de trabajo 64 crea un fuerte campo magn´etico que a su vez induce una corriente en el tubo de costura abierta que est´a junto a la bobina de trabajo. Un impedidor 66 est´ a colocado dentro del tubo de costura abierta 20b. El impedidor 66 incluye un soporte o porci´ on de puntal 76 que se extiende hacia abajo entre los bordes laterales 48 opuestos, adyacentes, del tubo de costura abierta 20b. Un impedidor de soldadura por inducci´ on convencional consiste en un tubo no met´ alico que rodea una o m´as barras de ferrita. Se hace circular agua o refrigerante de laminadora por encima y m´ as all´ a de las barras de ferrita para extraer el calor producido por la hist´eresis magn´etica y las p´erdidas por corrientes par´asitas. A las frecuencias usadas para la soldadura por inducci´ on (de 200 a 800 kHz), la corriente fluye alrededor del tubo y a lo largo de la “V” formada por los bordes pr´ oximos entre s´ı del fleje, calentando los bordes hasta una elevada temperatura de forja, con lo que los bordes se funden, al menos parcialmente. A continuaci´on se forjan los bordes entre s´ı mediante rodillos prensadores 68, tal como se muestra en la Fig. 8, formando una costura solidaria 71. En el caso de que el fleje sea de acero, la temperatura de los bordes ser´ a de alrededor de 1260◦C (2300◦F), o mayor. El tubo con la costura longitudinal soldada pasa entonces por una herramienta escarpadora 70 que elimina la rebaba 72 de la parte exterior de la costura, como se muestra en las Figs. 1 a 9. Un rodillo de apoyo se acopla a la superficie opuesta del tubo contrarrestando la presi´on de la herramienta escarpadora 70. En el proceso de soldadura y revestimiento de tubo preferido de esta invenci´ on, los bordes del tubo de costura abierta se sueldan en una atm´ osfera sustancialmente inerte. En el ejemplo de realizaci´on de la estaci´on de soldadura 62 de tubo mostrada en la Fig. 1, el aparato de soldar est´a encerrado dentro de un recinto 78. El tubo de cos-

11

ES 2 134 352 T3

tura abierta 20b se recibe en el recinto a trav´es de una junta herm´etica 80 de gas inerte, que se muestra mejor en la Fig. 6. La junta herm´etica de gas inerte incluye un obturador interno 82 que puede estar formado de un pl´ astico termoendurecido resistente a la fricci´ on o de una cer´ amica, tal como un nylon reforzado, que recibe el tubo de costura abierta 20b, seg´ un se muestra en la Fig. 6. La parte del cuerpo 84 del obturador es en general cil´ındrica, con un di´ ametro exterior que es aproximadamente igual al di´ ametro interior del tubo de costura abierta, para ser alojado ajustadamente dentro del tubo. El obturador 82 incluye una porci´ on de soporte radial 86 relativamente delgada que se sit´ ua entre los bordes del tubo de costura abierta. A trav´es de la porci´on de soporte 86 se extiende un conducto de gas hasta la parte de cuerpo 84 con una salida 90 que inyecta un gas inerte, preferiblemente nitr´ ogeno, al interior del tubo de costura abierta.Una conducci´ on 92 (ver la Fig. 1) conecta una fuente de gas inerte 94 con la entrada de la porci´on de soporte 86 del obturador de gas. Una junta herm´etica 96 exterior de cer´ amica o pl´ astico recibe ajustadamente la superficie exterior del tubo de costura abierta 20b, proporcionando una junta herm´etica para el tubo de costura abierta a medida que entra en la atm´osfera inerte del interior del recinto 78. A trav´es de una conducci´ on 98 tambi´en se inyecta gas nitr´ ogeno al interior del recinto 78 para producir una atm´ osfera sustancialmente inerte dentro del recinto. La rebaba 72 escarpada del tubo se recibe en un tubo 100 que se extiende hasta fuera del recinto 78, tal como se muestra en la Fig. 9. Al interior del tubo se inyecta gas inerte a trav´es de una conducci´ on 102 para mantener la atm´ osfera inerte del interior del recinto 78 a medida que la rebaba es escarpada del tubo. Finalmente, seg´ un se describe m´as plenamente a continuaci´on, tambi´en se inyecta gas inerte al interior del impedidor a trav´es de una conducci´ on 104, que est´ a conectada al puntal 76 del impedidor. En el ejemplo de realizaci´on descrito, el tubo se seca y se limpia antes de ser recibido en el recinto 78 de atm´osfera inerte mediante un soplador de aire 106 que inyecta aire caliente al interior del tubo de costura abierta 20b. El soplador seca el tubo y arrastra peque˜ nos residuos fuera del tubo a trav´es de los bordes laterales 48 separados. Tal como se ha descrito anteriormente, el revestimiento met´alico del tubo se fundir´a o desaparecer´a quemado en la zona de soldadura por la temperatura de forja inducida por la bobina de trabajo 64. Adem´ as, la costura soldada es relativamente rugosa y por consiguiente dificulta el revestimiento. Cuando el tubo se galvaniza despu´es de la soldadura, el revestimiento de zinc tender´ a a desprenderse de la costura a medida que el tubo emerge del ba˜ no de zinc debido a que la costura est´a localizada normalmente en la parte superior del tubo. En el proceso de soldadura y revestimiento de tubo de la presente invenci´on, sin embargo, los bordes 48 casi en contacto est´an situados cerca de la parte baja del tubo, seg´ un se muestra en la Fig. 4, de tal manera que el zinc fundido por el proceso de soldadura fluir´ a hacia abajo por encima de la costura, revistiendo de nuevo la costura con zinc fundido. En caso de que el grosor del

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

12

revestimiento de zinc haya sido aumentado junto a la costura, el zinc fundido en el proceso de soldadura puede ser suficiente para volver a revestir la costura sin recalentamiento, dependiendo del grosor del revestimiento, el di´ametro del tubo y la velocidad de la l´ınea. En otras aplicaciones, no obstante, ser´ a necesario refundir el revestimiento met´alico para ocasionar que el revestimiento met´ alico fluya hacia abajo por encima de la costura. As´ı, el aparato de soldar tubos 62 de la Fig. 1 incluye una bobina de inducci´ on 110 que “recalienta” al menos una porci´ on inferior del tubo de costura soldada 20c, fundiendo el zinc al menos junto a la costura. Debido a que la costura est´ a situada en la parte baja del tubo, el zinc fundido fluye hacia abajo por encima de las superficies interior y exterior de la costura y se recoge en el fondo del tubo, recubriendo la costura 70 con un revestimiento protector de zinc, seg´ un se expone en esta memoria. Tal como aqu´ı se utiliza, recalentamiento puede comprender mantener la temperatura del tubo de costura soldada 20c o calentar suplementariamente una parte inferior del tubo hasta una temperatura por encima de la temperatura de fusi´on del revestimiento met´alico, que preferiblemente es zinc. El tubo de costura abierta 20b tambi´en puede ser calentado antes de ser forjado mediante una bobina de inducci´ on sin impedidor. Este es un medio menos eficiente para calentar los bordes laterales 48 del tubo de costura abierta, pero dar´ a como resultado un calentamiento de la parte inferior del tubo separada de los bordes laterales hasta una temperatura por encima de la temperatura de fusi´on del revestimiento met´alico. Dependiendo del di´ ametro del tubo y de la velocidad de la l´ınea, no se requerir´a un ulterior calentamiento para ocasionar que el revestimiento met´alico fluya por encima de la costura. Alternativamente, la temperatura de fusi´on se puede mantener mediante una bobina de inducci´ on paralela, seg´ un se muestra, por ejemplo, en la Fig. 10 con la referencia 160. La costura, sin embargo, puede estar situada en cualquier lugar en la mitad inferior del tubo, a condici´ on de que la bobina de inducci´ on 110 est´e situada junto a la costura. M´ as preferiblemente, la costura est´a situada en un tercio inferior del tubo. Entonces, el tubo de costura soldada 20c sale de la c´amara 78 de atm´osfera inerte a trav´es de la junta herm´etica 112, que puede ser una junta herm´etica de gas inerte como la descrita en esta memoria. El tubo se enfr´ıa a continuaci´ on sumergiendo el tubo en agua fr´ıa u otro refrigerante en la c´amara de enfriamiento 114, inmovilizando el revestimiento met´alico sobre el tubo. En el aparato de soldadura 62 se impide que el gas inerte se escape del tubo mediante un obturador cil´ındrico 114 que puede estar fijado al extremo del impedidor mediante una atadura 116. El obturador 114 puede estar realizado de un pl´ astico termoendurecido resistente a la fricci´ on, tal como un nylon, y preferiblemente est´ a situado suficientemente aguas abajo de la bobina de conducci´ on 110 y a continuaci´ on del enfriamiento para impedir da˜ nos en el obturador. Despu´es del enfriamiento, el tubo 20c entra en la estaci´on de dimensionamiento final 118 que in7

13

ES 2 134 352 T3

cluye una pluralidad de rodillos prensadores y de rectificaci´on 120. A continuaci´ on, el tubo se sumerge en una soluci´on de cromato acuosa y se enjuaga en la estaci´on 122, lo que limpia el tubo antes del acabado final. En una laminadora de tubo convencional, el tubo se marca entonces en la estaci´on 124 con una identificaci´ on del producto y marcas adicionales seg´ un puede haber solicitado el cliente. Entonces se puede aplicar un revestimiento de laca transparente u otro revestimiento protector en la estaci´on de pintado exterior 126. Se puede usar una bobina de calentamiento por inducci´ on 128 para secar el tubo y finalmente se corta el tubo a la medida en la estaci´on de corte 130. Las Figs. 10, 12 y 13 ilustran un ejemplo de realizaci´on alternativo para el aparato de soldadura por inducci´ on que puede ser usado para mejorar adicionalmente el ulterior revestimiento de la costura soldada. A pesar de que no se muestra, debe entenderse que el aparato de soldadura por inducci´ on est´a preferiblemente encerrado en una atm´ osfera inerte, seg´ un se ha descrito anteriormente con referencia a la Fig. 1. La atm´ osfera inerte dentro y alrededor del tubo reduce la oxidaci´on de la costura y esto mejora el revestimiento met´alico. Dentro del tubo de costura abierta 20b est´a situado un impedidor 140 con una porci´ on de puntal 142 que se extiende hacia abajo entre los bordes adyacentes del fleje, tal como se ha descrito anteriormente. Un gas inerte, preferiblemente nitr´ ogeno, se introduce a trav´es de una conducci´ on 146 a la porci´ on de puntal 142 del impedidor desde una fuente de gas antioxidante bajo presi´ on 148. Tal como se describe m´as abajo con referencia a las figuras 13 a 16, el gas nitr´ ogeno se transmite a trav´es del impedidor 140 hasta el extremo libre 150 del impedidor, desde donde sale del impedidor e inunda la zona de soldadura donde los bordes fundidos del tubo de costura abierta son forjados y soldados entre s´ı mediante rodillos prensadores 152. En el ejemplo de realizaci´on expuesto, la superficie interior de la costura se lamina, se alisa y se aplana mediante un conjunto de rodillos 154. El conjunto de rodillos incluye unos rodillos superiores e inferiores 156 y 158, respectivamente, que est´a empujados contra las superficies superior e inferior del tubo para laminar y aplanar la superficie interior de la costura 70. El tubo de costura soldada 20c se recalienta a continuaci´ on hasta la temperatura de fusi´ on del revestimiento met´alico mediante una bobina de inducci´ on 160. Tal como se ha descrito anteriormente, la bobina de inducci´ on 160 est´a situada junto a la costura y calienta el tubo hasta una temperatura suficiente para fundir el revestimiento met´ alico, ocasionando que el revestimiento met´alico fluya hacia abajo por encima de las superficies interior y exterior de la costura y revistan la costura. En el ejemplo de realizaci´on m´as preferido, en el que el tubo est´ a galvanizado, se calienta la zona del tubo adyacente a la costura hasta al menos 420◦C. En el ejemplo de realizaci´on del aparato mostrado en las Figs. 10, 12 y 13, tambi´en se dirige un gas inerte, preferiblemente nitr´ ogeno, por encima del tubo 20c hacia la costura, empujando y dirigiendo metal fundido 8

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

14

hacia abajo por encima de la costura. Un distribuidor 162 de nitr´ ogeno est´a soportado dentro del tubo sobre rodillos o ruedas 164, tal como se muestra mejor en la Fig. 12. El distribuidor 162 incluye una pluralidad de orificios 166, en general dirigidos hacia abajo que dirigen gas nitr´ ogeno bajo presi´ on, hacia abajo, contra la costura 70 seg´ un se indica por las flechas 166. Tal como se detalla adicionalmente en la Fig. 12, la bobina de inducci´ on 160 est´a situada por debajo de la cubierta 170 que protege la bobina de inducci´on y gu´ıa el gas inerte sobre la superficie externa del tubo. En el ejemplo de ejecuci´ on descrito, una pluralidad de toberas al tresbolillo, que sobresalen, en general hacia abajo, est´ an conectadas a los tubos 174 del distribuidor de nitr´ ogeno, tal como se muestra en la Fig. 13. Las toberas estar´ an preferentemente dispuestas al tresbolillo para evitar corrientes opuestas de gas; sin embargo las toberas pueden disponerse tambi´en en oposici´on. En el ejemplo de ejecuci´on descrito, la bobina de inducci´ on 160 est´ a localizada en la cubierta protectora 170 que adem´ as incluye unos tubos 178 al tresbolillo que dirigen el gas inerte hacia arriba contra la superficie inferior del tubo, formando una l´ amina de gas inerte que arrastra cinc fundido hacia abajo sobre la superficie exterior de la costura soldada 70. Tal como se ha descrito anteriormente, este aparato est´ a incluido preferentemente dentro de un recinto que est´a lleno con gas nitr´ ogeno, evitando la oxidaci´ on del cinc soldado y fundido, asegurando una buena adherencia del revestimiento sobre la soldadura. Un obturador cil´ındrico 180 est´a conectado por un atador 182 al extremo siguiente del distribuidor 162. El obturador 180 limita el escape de gas nitr´ ogeno para mantener la superficie interna del tubo en una atm´ osfera inerte. La fig. 11 ilustra unos medios adicionales para dirigir el flujo de cinc fundido hacia la costura soldada. Tal como se muestra en la fig. 11, el fleje arqueado 20a se recibe entre unos rodillos entre unos rodillos 184 y 186. El rodillo interior 186 incluye un patr´ on grabada en espina de pescado que imparte un patr´ on en espina de pescado 188 a la cara interior del fleje en lados opuestos de la costura. Los rodillos 184 y 186 pueden estar situados al principio de la estaci´ on de conformaci´ on 58 o en la estaci´on de acondicionamiento de bordes 54. Cuando se lamina al tubo d´ andole forma de tubo de costura abierta 20b, tal como se muestra en la Fig. 4, el patr´ on en espina de pescado estar´ a situado junto a los bordes interiores 48 del tubo de costura abierta. As´ı, el patr´ on en espina de pescado dirigir´ a el zinc fundido hacia la costura, mejorando el flujo de zinc por encima de la costura. Las figs. 14 a 17 ilustran un ejemplo de realizaci´on preferida de un impedidor 200 que puede ser utilizado con el proceso de formaci´on y revestimiento de tubo de esta invenci´ on. El impedidor 200 incluye una envoltura exterior 202 formada de un material no met´alico, no conductor, magn´eticamente permeable. Dentro del escudo exterior 202 se encuentra una primera c´ amara anular 204 que contiene unas barras de ferrita 206, tal como se muestra mejor en la Fig. 15. Las barras de ferrita 206 est´ an situadas preferible-

15

ES 2 134 352 T3

mente muy pr´ oximas a la envoltura exterior 202. En el ejemplo de realizaci´on expuesto del impedidor, las barras de ferrita 206 est´ an dispuestas en un anillo y radialmente distanciadas junto al escudo 202. Las barras de ferrita est´ an soportadas en un bastidor 208 formado de un material met´alico no conductor. Tal como se muestra en la fig. 15, el bastidor, que puede estar formado de un pl´ astico termoendurecido resistente al calor, divide adem´as la c´amara exterior 204 en una porci´ on exterior 208 y una porci´ on interior 210. Se hace circular un l´ıquido refrigerante, que puede ser agua o un aceite ligero, alrededor de las barras de ferrita mediante la inyecci´on del refrigerante a presi´on al interior de un conducto 212 del puntal o porci´ on de soporte 214, hasta el interior de la c´amara 208. Entonces el refrigerante circula a trav´es del extremo libre 216 de la carcasa envolvente, de donde retorna a trav´es de la porci´on interior 210 de la c´amara 204 y sale por el conducto de salida 218 del puntal o porci´ on de soporte 214. El refrigerante elimina calor de las barras de ferrita que se han calentado durante la soldadura por inducci´ on del tubo. Un gas inerte, preferiblemente nitr´ ogeno, se inyecta a presi´on al interior de unos conductos 220 de la porci´ on de puntal. El gas inerte se recibe luego en una c´ amara 222 en el extremo del tubo 224. El tubo axial 224 se extiende a trav´es del extremo libre 216 del escudo 202 e inunda el interior del tubo con gas inerte, tal como se ha descrito anteriormente. El conducto de entrada 212 de refrigerante est´ a conectado mediante una conducci´ on 226 con un dep´ osito de refrigerante 228. Una bomba convencional 230 bombea el refrigerante a trav´es del impedidor, seg´ un se ha descrito. Una conducci´on de retorno 232 devuelve el refrigerante al dep´osito 228. La Fig. 18 ilustra un ejemplo preferido de realizaci´on de un borde lateral 48 del fleje 20 despu´es del acondicionamiento de bordes realizado en la estaci´on 54 de la Fig. 1. Tal como se muestra, el revestimiento met´alico 56, que preferiblemente es de zinc, se ha eliminado de los bordes 48 que se muestran en l´ınea de trazos para exponer los bordes del fleje met´ alico 20, que preferiblemente es de acero. En el ejemplo de realizaci´on preferido del borde lateral 48 que se muestra en la Fig. 18, el borde interior 300 est´ a cortado preferiblemente formando un a´ngulo alfa, tal como se muestra, eliminando la porci´ on triangular 302 del fleje met´ alico y del revestimiento de zinc 56a. El extremo o borde 304 est´ a cortado en escuadra respecto al fleje y la superficie exterior 306 queda expuesta, seg´ un se muestra. Tal como se usa en esta memoria, “interior” hace referencia a la cara del fleje que forma la superficie interior del tubo, y “exterior” hace referencia a la cara del fleje que forma la superficie exterior del tubo. En el ejemplo de realizaci´on expuesto, el revestimiento met´alico que cubre las superficies interior y exterior del fleje 20 se elimina para exponer o desnudar el fleje de acero adyacente a los bordes 304, de tal manera que una menor parte del revestimiento met´alico 56 desaparezca quemado o se vaporice durante la soldadura. Los extremos 304 est´an preferiblemente escuadrados y expuestos para asegurar una buena soldadura. Final-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

16

mente, las superficies interiores 300 adyacentes a los extremos 304 est´an preferiblemente conformados para definir una depresi´ on c´oncava, o cavidad, interior en el tubo, la cual recibe el revestimiento met´alico cuando el revestimiento met´alico fundido fluye hacia abajo por encima de la soldadura o costura en el interior del tubo, seg´ un se describe posteriormente. Tal como se ha descrito m´as arriba, el fleje 20 puede ser plano o preformado en una forma arqueada 20a, como se muestra en la Fig. 2. La Fig. 19 ilustra un ejemplo alternativo de realizaci´on preferida del borde lateral 448 del fleje 20. Tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la Fig. 18, preferiblemente se ha eliminado el revestimiento met´alico 456a que cubre las superficies interior y exterior del fleje 20 para desnudar el fleje de acero adyacente a los extremos 404, de manera que una menor parte del revestimiento 456 desaparezca quemado o se vaporice durante la soldadura. En el ejemplo de realizaci´on mostrado en la Fig. 19, sin embargo, el revestimiento met´alico 456 aumenta en grosor en direcci´on a los bordes 448, lo que se muestra bastante exagerado en la Fig. 19. Tal como se ha descrito anteriormente, esto proporciona m´ as revestimiento met´alico para que fluya por encima de la costura soldada en el proceso de esta invenci´ on. El grosor general deseado del revestimiento met´ alico se muestra en l´ınea de trazos con la referencia 456b. Una porci´ on 402 se ha eliminado del fleje met´alico en la estaci´on de acondicionamiento 54 (Fig. 1), de manera que las superficies expuestas 400 forman una cavidad o depresi´ on c´oncava junto a la costura soldada, la cual recibe el revestimiento met´ alico fundido tal como se ha descrito anteriormente. Los extremos 404 son preferiblemente relativamente planos y en general transversales a las caras interior y exterior del fleje 20 para asegurar una buena soldadura y la superficie exterior 406 est´a expuesta para limitar la vaporizaci´on del revestimiento met´alico tal como se ha descrito anteriormente. La Fig. 20 ilustra una zona del tubo 20c adyacente a la costura 71 despu´es de la soldadura. El ejemplo de realizaci´on del tubo de costura soldada 20c que se muestra en la Fig. 20 se ha formado a partir de un fleje con unas superficies biseladas o inclinadas hacia adentro 300 adyacentes a la costura soldada 71, seg´ un se ha descrito anteriormente con referencia a la Fig. 18. Como comprender´an aquellos que sean expertos en la t´ecnica del sector, la forja de los bordes fundidos 304 mediante rodillos prensadores 68 (ver las Figs. 1 y 8) da como resultado unas rebabas abultadas en las superficies interior y exterior del tubo. La rebaba exterior 312 se ha eliminado mediante una herramienta de escarpar 70; sin embargo, la rebaba interior 310 no puede ser escarpada o eliminada por medios convencionales. Tal como se ha descrito anteriormente, la altura de la rebaba interior 310 puede reducirse biselando la superficie interior adyacente al borde lateral tal como se muestra en la Fig. 18 con la referencia 300, o proporcionando una porci´ on con un grosor reducido tal como se muestra en la Fig. 19 con la referencia 400. Adem´ as, la superficie biselada 300 gu´ıa el metal fundido del revestimiento 56 hacia 9

17

ES 2 134 352 T3

abajo hasta la porci´ on abultada 310 de la costura 71 y proporciona una cavidad que recibe el metal fundido. La Fig. 21 es una vista frontal en secci´on transversal de una porci´ on del tubo 20c despu´es del reflujo del revestimiento met´ alico, preferiblemente de zinc, por encima de la costura soldada 71. Tal como se muestra, el revestimiento 56 fluye hacia abajo por encima de las superficies opuestas inclinadas hacia adentro 300 en el interior del tubo y se acumula en el rebajo o cavidad, revisti´endolas, tal como se muestra en la Fig. 21 con la referencia 56c. De manera similar, el revestimiento de zinc fluye hacia abajo sobre la superficie exterior del tubo revistiendo la superficie exterior de la costura, como se muestra con la referencia 56d. Si se ha formado un patr´ on en espina de pescado en la superficie interior del tubo, tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la Fig. 11, el patr´ on en espina de pescado deber´ıa ser aplicado sobre la superficie biselada 300 despu´es del acondicionamiento de los bordes. Tal como se ha descrito anteriormente, el tubo puede recalentarse hasta por encima de la temperatura de fusi´on del zinc u otro revestimiento met´alico para ocasionar que el revestimiento fluya hacia abajo por encima de la costura, como se muestra en la Fig. 21, y el metal fundido puede ser empujado hacia abajo por la presi´ on de un gas inerte, como se muestra, por ejemplo, en la Fig. 12. Tal como se comprender´a, la formaci´ on y soldadura del tubo cabeza abajo a continuaci´ on de la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

10

18

galvanizaci´on, con la costura situada en la parte baja del tubo, se encarga del revestimiento de las superficies interior y exterior de la costura sin la adquisici´ on de equipos de revestimiento especiales. En esta memoria se encuentran descritos varios medios para empujar y dirigir el flujo de zinc fundido por encima de la costura, incluyendo recalentar el tubo, empujar el zinc fundido con un gas inerte y formar caminos de flujo en el metal de base. Estos medios se pueden utilizar solos o en combinaci´on, seg´ un se requiera por los par´ametros de la aplicaci´on particular, incluyendo el tama˜ no del tubo, la velocidad de la laminadora, el material del tubo y del revestimiento, la temperatura de soldadura, etc. Adem´ as, se pueden hacer varias modificaciones al proceso de formaci´ on y revestimiento de tubo de esta invenci´on dentro del a´mbito de acci´on de las reivindicaciones adjuntas. Adem´ as, se pueden aplicar patrones mixtos a las superficies interior y exterior del tubo adyacentes a la costura para dirigir el flujo de metal fundido hasta la costura, adem´as de, o en vez de el patr´ on en espina de pescado mostrado en la Fig. 11. Adem´ as, el distribuidor interno de gas 162 de la Fig. 12 se puede usar sin el sistema externo de gas mostrado en la Fig. 12. El tubo tambi´en se puede recalentar por cualquiera de los medios adecuados de calentamiento, incluyendo calentadores radiantes. Finalmente, el tubo puede ser soldado por otros medios convencionales, incluyendo, por ejemplo, soldadura por resistencia o por flujo.

19

ES 2 134 352 T3

REIVINDICACIONES 1. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada (20c) que tiene un revestimiento met´alico (56) y se hace a partir de un fleje relativamente plano que est´ a continuamente en movimiento, comprendiendo dicho m´etodo los pasos siguientes, que se llevan a cabo en secuencia: aplicar un revestimiento met´alico (56) a al menos la superficie de una cara de dicho fleje, siendo dicho revestimiento seleccionado de entre los del grupo que consta de zinc, aluminio y sus aleaciones; dar a dicho fleje la forma de un fleje con forma tubular (20b) que tiene unos bordes laterales (48) separados, adyacentes y enfrentados; calentar y soldar solidariamente dichos bordes adyacentes de dicho fleje para formar un tubo (20c) que tiene una costura de soldadura (71); estando dicho m´etodo caracterizado por el hecho de que:

5

10

15

20

se sit´ ua dicha costura en una parte inferior de dicho tubo; y se recalienta al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico, fluyendo entonces dicho revestimiento met´alico hacia abajo por encima de dicha costura, revisti´endola. 2. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo revestido de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 1, incluyendo dicho m´etodo la operaci´ on de revestir dicho fleje con un revestimiento met´alico que tiene un espesor que va en aumento desde una parte central hacia dichos bordes laterales. 3. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo revestido de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 1, incluyendo dicho m´etodo la operaci´on de soldar dichos bordes del tubo y de recalentar dicho tubo en una atm´ osfera no oxidante. 4. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo revestido de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 3, incluyendo dicho m´etodo las operaciones de calentar y soldar dichos bordes de dicho fleje con forma tubular y recalentar dicho tubo en un recinto (78), incluyendo dicho m´etodo adem´ as la operaci´ on de introducir en continuo un gas no oxidante a presi´ on al interior de dicho recinto, manteniendo dicha atm´ osfera no oxidante. 5. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo revestido de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 4, incluyendo dicho m´etodo la operaci´ on de enfriar dicho tubo a continuaci´ on del recalentamiento. 6. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada (20c) que tiene un revestimiento met´alico protector (56) y se hace a partir de un fleje continuo, comprendiendo dicho m´etodo los pasos siguientes, que se llevan a cabo en secuencia: (a) aplicar un revestimiento a al menos la superficie de una cara de dicho fleje, con un revestimiento met´alico protector, teniendo dicho revestimiento met´alico una temperatura de fusi´ on considerablemente inferior a la temperatura de fusi´ on de dicho fleje;

25

30

35

40

45

50

55

60

65

20

(b) acondicionar los bordes laterales (48) de dicho fleje a base de retirar dicho revestimiento met´alico en dichos bordes laterales y de formar superficies indentadas c´ oncavas junto a cada uno de dichos bordes laterales en una cara de dicho fleje; (c) dar a dicho fleje la forma de un tubo anular de costura abierta (20b) que tiene dichas superficies indentadas c´oncavas en una superficie interior de dicho tubo de costura abierta, quedando dichos bordes laterales casi en contacto en una parte inferior de dicho tubo de costura abierta; (d) calentar dicho tubo de costura abierta junto a dichos bordes laterales hasta una temperatura superior a la temperatura de fusi´ on del mencionado revestimiento met´alico, y soldar solidariamente dichos bordes laterales que est´an casi en contacto para formar una costura (71) en dicha parte inferior de dicho tubo; (e) recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico a continuaci´ on de haber soldado dichos bordes casi en contacto de dicho fleje, con lo que dicho revestimiento met´alico se funde entonces y fluye hacia abajo por sobre de dichas superficies indentadas c´oncavas y reviste dicha costura. 7. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 6, incluyendo dicho m´etodo la operaci´ on de retirar dicho revestimiento met´alico de las caras opuestas de dicho fleje junto a dichos bordes laterales antes del perfilado por laminaci´ on y de la conformaci´on de dicho fleje. 8. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 6, incluyendo dicho m´etodo las operaciones de formar bordes inclinados biselados en dicha cara de dicho fleje en dichos bordes laterales, definiendo dichos bordes biselados dichas superficies indentadas c´ oncavas, laminar y conformar entonces dicho fleje d´ andole la forma de un tubo de forma en general circular que tiene los bordes laterales casi en contacto en una parte inferior de dicho tubo, y definiendo dichas superficies biseladas superficies sesgadas hacia el interior en dichos bordes laterales, y calentar y soldar solidariamente entonces dichos bordes laterales de dicho fleje para formar un tubo que tiene una costura de soldadura en dicha parte inferior de dicho tubo con dichos bordes biselados definiendo en dicha costura superficies inclinadas hacia el interior, fundi´endose dicho revestimiento met´alico y fluyendo hacia abajo por sobre de dichas superficies inclinadas y dicha costura. 9. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 8, incluyendo dicho m´etodo las operaciones de recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico a continuaci´on de haber efectuado la soldadura de dichos bordes casi en con11

21

ES 2 134 352 T3

tacto de dicho fleje, con lo que dicho revestimiento met´alico se funde entonces y fluye hacia abajo por sobre de dichas superficies inclinadas hacia el interior y reviste dicha costura. 10. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 6, incluyendo dicho m´etodo las operaciones de formar superficies indentadas c´ oncavas en general rectangulares que se abren a trav´es de dichos bordes laterales en dicha cara de dicho fleje para definir dichas superficies indentadas c´ oncavas, laminar y conformar entonces dicho fleje d´ andole la forma de un tubo anular que tiene los bordes laterales casi en contacto en una parte inferior de dicho tubo, de tal manera que dichas superficies indentadas c´oncavas de forma en general rectangular crean y definen una cavidad rectangular en dicha parte inferior de dicho tubo de costura abierta, calentar y soldar solidariamente entonces dichos bordes adyacentes de dicho fleje para formar un tubo que tiene una costura de soldadura, y recalentar entonces al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico, con lo que dicho revestimiento met´alico se funde entonces y fluye hacia abajo penetrando en dicha cavidad rectangular y revistiendo dicha costura. 11. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada (20c) que tiene un revestimiento met´alico protector (56) y se hace a partir de un fleje continuo, comprendiendo dicho m´etodo los pasos siguientes, que se llevan a cabo en secuencia: (a) aplicar un revestimiento a al menos la superficie de una cara de dicho fleje, con un revestimiento met´alico protector, teniendo dicho revestimiento met´alico una temperatura de fusi´ on que es considerablemente inferior a la temperatura de fusi´on de dicho fleje; (b) acondicionar los bordes laterales (48) de dicho fleje a base de retirar dicho revestimiento met´alico en dichos bordes laterales; (c) laminar y conformar dicho fleje d´ andole la forma de un tubo anular de costura abierta (20b) con dichos bordes laterales casi en contacto en una parte inferior de dicho tubo de costura abierta; (d) calentar dicho tubo de costura abierta junto a dichos bordes laterales hasta una temperatura superior a la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico, y soldar solidariamente dichos bordes laterales que est´an casi en contacto para formar una costura (71) en dicha parte inferior de dicho tubo;

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

(e) recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta una temperatura superior a la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico a continuaci´on de haber efectuado la soldadura de dichos bordes laterales, con lo que dicho revestimiento met´ alico se funde entonces y fluye hacia abajo por encima de dicha costura, revisti´endola. 12

22

12. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 11, incluyendo dicho m´etodo la operaci´ on de retirar dicho revestimiento met´alico en las caras opuestas de dicho fleje junto a dichos bordes laterales antes de efectuar el perfilado por laminaci´ on y la conformaci´on de dicho fleje. 13. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 12, incluyendo dicho m´etodo las operaciones de formar bordes inclinados biselados en dicha cara de dicho fleje en dichos bordes laterales, laminar y conformar entonces dicho fleje para darle la forma de un tubo de forma en general circular que tiene los bordes laterales casi en contacto en una parte inferior de dicho tubo, definiendo entonces dichas superficies inclinadas biseladas superficies inclinadas hacia el interior, enfrentadas, en dichos bordes laterales casi en contacto de dicho tubo de costura abierta, y calentar entonces dicho tubo de costura abierta junto a dichos bordes laterales y soldar dichos bordes laterales, con lo que dicho revestimiento met´alico se funde entonces y fluye hacia abajo por sobre de dichas superficies inclinadas hacia el interior, enfrentadas, y reviste dicha costura. 14. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 13, incluyendo dicho m´etodo la operaci´on de recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta una temperatura superior a la temperatura de fusi´on de dicho revestimiento met´alico a continuaci´ on de haber efectuado la soldadura de dichos bordes laterales, con lo que dicho revestimiento met´ alico se funde entonces y fluye hacia abajo por sobre de dichas superficies inclinadas enfrentadas, revistiendo dicha costura. 15. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 11, incluyendo dicho m´etodo la operaci´ on de formar en dicha cara de dicho fleje superficies rebajadas de forma en general rectangular que se abren a trav´es de dichos bordes laterales, formando dichas superficies rebajadas una cavidad de forma en general rectangular en lados opuestos de dicha costura a continuaci´ on de la soldadura, y fluyendo dicho revestimiento met´alico fundido hacia abajo, penetrando en dicha cavidad de forma en general rectangular y revistiendo dicha costura. 16. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 15, incluyendo dicho m´etodo la operaci´ on de recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´ on de dicho revestimiento met´alico a continuaci´ on de la soldadura, con lo que dicho revestimiento met´alico se funde entonces y fluye hacia abajo penetrando en dicha cavidad de forma en general rectangular y revistiendo dicho tubo. 17. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada (20c) que tiene un revestimiento met´alico (56) y se hace a partir de un fleje continuo, comprendiendo dicho m´etodo los pasos siguientes, que son llevados a cabo en secuencia:

65

(a) aplicar un revestimiento a la superficie de al menos una cara de dicho fleje, con un revestimiento met´alico protector, teniendo dicho

23

ES 2 134 352 T3

tonces y fluye hacia abajo dentro de dicha superficie indentada c´ oncava abierta y revistiendo dicha costura.

revestimiento met´alico una temperatura de fusi´ on que es considerablemente inferior a la temperatura de fusi´ on de dicho fleje, a base de sumergir dicho fleje en un metal fundido; (b) retirar dicho revestimiento met´alico de los bordes laterales (48) de dicho fleje y de las caras opuestas de dicho fleje junto a dichos bordes laterales, y formar superficies rebajadas en una cara de dicho fleje en dichos bordes laterales; (c) laminar y conformar dicho fleje d´ andole la forma de un tubo anular de costura abierta (20b) con dichas superficies rebajadas en una superficie interior de dicho tubo de costura abierta, quedando dichos bordes laterales casi en contacto y formando dichas superficies rebajadas una superficie indentada c´oncava abierta en dichos bordes laterales; (d) calentar y soldar solidariamente dichos bordes laterales de dicho fleje para formar un tubo con una costura de soldadura, y situar dicha costura en dicha parte inferior de dicho tubo con dicha superficie indentada c´ oncava abierta en lados opuestos de dicha costura; y (e) recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo hasta la temperatura de fusi´on de dicho revestimiento met´alico, con lo que dicho revestimiento met´alico se funde en-

24

5

10

15

20

25

30

18. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 17, incluyendo dicho m´etodo las operaciones de formar superficies inclinadas biseladas en una cara de dicho fleje en dichos bordes laterales, y laminar y conformar entonces dicho fleje para darle la forma de un tubo de forma en general circular que tiene los bordes laterales casi en contacto en una parte inferior de dicho tubo con dichas superficies biseladas definiendo en lados opuestos de dicha costura superficies inclinadas hacia el interior, enfrentadas, a continuaci´ on de la soldadura. 19. Un m´etodo de formaci´ on de un tubo met´ alico de costura soldada seg´ un la reivindicaci´ on 17, incluyendo dicho m´etodo la operaci´ on de formar en dicha cara de dicho fleje superficies indentadas de forma en general rectangular que se abren a trav´es de dichos bordes laterales, definiendo dichas superficies de forma en general rectangular una cavidad de forma en general rectangular en lados opuestos de dicha costura a continuaci´ on de la soldadura, incluyendo dicho m´etodo la operaci´on de recalentar al menos dicha parte inferior de dicho tubo, con lo que dicho revestimiento met´ alico fluye entonces hacia abajo penetrando en dicha abertura de forma en general rectangular y revistiendo dicha costura.

35

40

45

50

55

60

NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposici´ on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´ on del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a Espa˜ na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´ an ning´ un efecto en Espa˜ na en la medida en que confieran protecci´ on a productos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.

65

Esta informaci´ on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva.

13

ES 2 134 352 T3

14

ES 2 134 352 T3

15

ES 2 134 352 T3

16

ES 2 134 352 T3

17

ES 2 134 352 T3

18