BR0111629B1 - mangueira e método para fabricar mangueira. - Google Patents

Description

"MANGUEIRA E MÉTODO PARA FABRICAR MANGUEIRA"

Esta invenção se refere a uma mangueira, e maisespecificamente se refere a uma mangueira tendo resistênciaaxial aperfeiçoada. A invenção se refere especialmente a umamangueira que pode ser usada em condições criogênicas. A in-venção também se refere a uma conexão de extremidade parauma mangueira, e a um método de fazer uma mangueira.

Aplicações típicas para mangueira envolvem o bom-beamento de fluidos a partir de um reservatório de fluidosob pressão. Exemplos incluem fornecimento de óleo de aque-cimento doméstico ou LPG para uma caldeira; transporte delíquidos e/ou gases de campo de petróleo produzidos a partirde uma plataforma de produção flutuante ou fixa para o porãode carga de um navio, ou a partir de um porão de carga denavio para uma unidade de armazenamento baseada em terra;distribuição de combustível para carros de corrida, especi-almente durante reabastecimento na fórmula 1; e transportede fluidos corrosivos, tais como ácido sulfúrico.

É bem conhecida a utilização de mangueira para otransporte de fluidos, tais como gases liqüefeitos, em baixatemperatura. Tal mangueira é comumente usada para transpor-tar gases liqüefeitos tais como gás natural liqüefeito (LNG)e gás propano liqüefeito (LPG).

Para que a mangueira seja suficientemente flexí-vel, qualquer extensão determinada deve ser construída, pelomenos parcialmente, de materiais flexíveis, isto é, materi-ais não-rígidos.

A estrutura de tal mangueira geralmente compreendeum corpo tubular de material flexível disposto entre aramesde retenção helicoidalmente enrolados, internos e externos.

É convencional que os dois arames sejam enrolados no mesmopasso, mas tenham os enrolamentos deslocados em metade deuma largura de passo em relação mútua. 0 corpo tubular com-preende, tipicamente, camadas interna e externa com uma ca-mada de vedação intermediária. As camadas interna e externaproporcionam à estrutura a resistência para conduzir o flui-do na mesma. Convencionalmente, as camadas interna e externado corpo tubular compreendem camadas de tecido formadas deum poliéster tal como tereftalato de polietileno. A camadade vedação intermediária proporciona uma vedação para impe-dir que o fluido penetre na mangueira, e é, tipicamente, umapelícula polimérica.

Os arames de retenção são aplicados, tipicamente,sob tensão em torno das superfícies interna e externa docorpo tubular. Os arames de retenção atuam principalmentepara preservar a geometria do corpo tubular. Além disso, oarame externo também pode atuar para limitar deformação dearco excessiva da mangueira sob alta pressão. Os arames in-terno e externo também podem atuar para resistir a achata-mento da mangueira.

Uma mangueira desse tipo geral é descrita na pu-blicação de patente européia n° 0076540A1. A mangueira des-crita nessa especificação inclui uma camada intermediária depolipropileno biaxialmente orientada, que é considerada comoaperfeiçoando a capacidade da mangueira em resistir à fadigacausada por flexões repetidas.Uma outra mangueira é descrita na GB-2223817A. Amangueira descrita nessa publicação é uma mangueira compostacompreendendo um núcleo metálico helicoidal interno, umapluralidade de camadas de fibras de matéria plástica e pelí-cuias enroladas no núcleo, pelo menos uma camada de tecidode vidro, e pelo menos uma camada de folha de alumínio, dis-postas adjacentes umas às outras e enroladas no materialplástico, e uma carcaça metálica helicoidal externa. Diz-seque essa mangueira é adequada para transportar óleos e cora-bustíveis inflamáveis.

Uma outra mangueira é descrita na GB-1034956A. Amangueira descrita nesse pedido é uma mangueira ou condutoelétrico, isto é, a mesma se destina a conduzir fios elétri-cos mais propriamente do que ao transporte de fluidos. Comoresultado disso, as considerações envolvidas no modelo dessamangueira são completamente diferentes das considerações en-volvidas na mangueira descrita na EP-0076540A1 e GB-2223817A. A mangueira descrita na GB-1034956A compreende:

(I) um arame helicoidalmente enrolado internamente disposto;

(II)uma mangueira de neoprene extrusada circundando o arame interno;

(III) uma capa de metal trançada circundando amangueira de neoprene;

(IV) uma corda de náilon aplicada helicoidal-mente â capa;

(V) uma lona enrolada em torno da corda denáilon e da capa; e(VI) um arame externo helicoidalmente enrola-do disposto em torno do envoltório delona.

A capa de metal trançada é feita para seguir asconvoluções do arame interno mediante enrolamento temporáriode um arame adicional em torno da capa durante fabricação damangueira.

Muitas aplicações de mangueira exigem que a man-gueira seja sustentada ao longo de seu comprimento. Isso seaplica especialmente ao transporte de líquidos e/ou gasesproduzidos, mencionados acima. Sem suporte adicional, a man-gueira convencional é freqüentemente incapaz de sustentarseu próprio peso, ou o peso do fluido contido na mesma.

Descobrimos agora uma forma de aperfeiçoar as ca-pacidades de transporte de carga da mangueira, especialmenteo tipo de mangueira descrito na EP-0076540A1, de modo que amesma pode ser usada para conduzir fluidos quer seja sem anecessidade de qualquer suporte, ou com uma exigência muitoreduzida de suporte. A mangueira é adequada para aplicaçõescriogênicas bem como para aplicações não-criogênicas.

Descobrimos também uma forma de aperfeiçoar a ca-mada de vedação na mangueira do tipo descrito acima.

Na mangueira do tipo descrito na EP0076540A1 é im-portante que os arames sejam mantidos na posição correta. Emgeral os arames helicoidais, interno e externo, são desloca-dos longitudinalmente em relação um ao outro por uma distân-cia igual a aproximadamente metade de um comprimento de pas-so. Descobriu-se que esse arranjo proporciona a melhor inte-gridade estrutural. Contudo, um dos problemas com esse tipode mangueira é que flexões repetidas podem fazer com que osenrolamentos do arame sejam deslocados para fora do alinha-mento adequado.

A presente invenção também se refere ao aperfeiço-amento em uma porção externa do tipo de mangueira descritoacima, isto é, a porção do exterior da mangueira do corpotubular.

0 tipo de mangueira descrito na EP0076540A1 é for-mado normalmente pela seguinte técnica: um arame interno éenrolado em torno de um mandril tubular para formar um enro-lamento interno; uma camada de reforço interna é enrolada emtorno do mandril tubular e do enrolamento interno; uma cama-da de vedação é enrolada em torno da camada de reforço in-terna; uma camada de reforço externa é enrolada em torno dacamada de vedação; um arame externo é enrolado em torno dacamada de reforço externa para formar um enrolamento exter-no; as extremidades da mangueira são presas mediante dobra-dura; e a mangueira é removida do mandril.

A presente invenção também se refere a um aperfei-çoamento na terminação das extremidades da mangueira.

Em termos gerais, proporcionamos um meio de refor-ço axial para mangueira, de modo que a mangueira possa re-sistir a uma tensão axial maior do que anteriormente foipossível, sem prejudicar as outras propriedades da mangueira.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção éprovida uma mangueira compreendendo um corpo tubular de ma-terial flexível disposto entre os elementos de agarramentointerno e externo, em que a mangueira compreende ainda ummeio de reforço axial adaptado para reduzir a deformação docorpo tubular quando o corpo tubular é submetido à tensãoaxial, e o meio de reforço axial é adaptado adicionalmentepara exercer uma força radialmente no sentido para dentro empelo menos parte do corpo tubular quando o meio de reforçoaxial é submetido à tensão axial.

Em uma modalidade particularmente preferida o es-forço de falha do corpo tubular e o meio de reforço axialestão compreendidos na faixa de 1 a 10%. Mais preferivelmen-te o esforço de falha é superior a 5% em temperaturas ambi-entes e criogênicas.

Através desse arranjo, o meio de reforço axial a-perfeiçoa a capacidade da mangueira em lidar com tensões a-xiais, e ao mesmo tempo pode contribuir para a integridadeestrutural da mangueira durante tensão axial mediante a açãode exercer pressão contra pelo menos parte do corpo tubular.Além disso, os materiais do corpo tubular e do meio de re-forço axial são vantajosamente compatíveis de modo que osmesmos, individualmente, têm desempenho de forma similarquando em operação, de modo que nenhum componente individualé submetido a tensões e esforços excessivos. Isto significaque os materiais do corpo tubular e do meio de reforço axialrespondem ao esforço de uma maneira similar. Um esforço decurvatura (para um componente cilíndrico) de pelo menos 3% égeralmente necessário para o tipo de aplicações de mangueiraconsiderado principalmente pela presente invenção. Emboradeslizamento entre camadas e o endireitamento dos componen-tes helicoidalmente orientados considerarão algum desse des-lizamento, ainda haverá um esforço resultante da ordem de 1%atuando sobre os componentes estruturais da parede da man-gueira. Isso se compara a uma carga limite, típica, de 0,2%para metais.

É particularmente preferido que o meio de reforçoaxial seja feito de um material não-metálico, especialmenteum material plástico - materiais adequados são discutidos emdetalhe abaixo. Isso porque é improvável que os materiaismetálicos tenham as características de esforço desejadas.

É preferido que o corpo tubular e o meio de refor-ço axial compreendam o mesmo material, mais preferivelmentepolietileno, de peso molecular ultra-elevado (UHMWPE), comodescrito em detalhe adicional abaixo.

0 corpo tubular compreende preferivelmente pelomenos uma camada de reforço e pelo menos uma camada de veda-ção. Mais preferivelmente, há pelo menos duas camadas de re-forço com a camada de vedação encaixada entre as mesmas.

Preferivelmente, uma camada de reforço adicional éprovida entre o elemento de agarramento externo e o meio dereforço axial.

A resistência final da camada(s) de reforço estápreferivelmente entre 100 e 700 kN para uma mangueira de 200mm de diâmetro. É preferível que o esforço de dobradura defalha da camada (s) de reforço esteja na faixa de 2% a 15%.Convenientemente, a camada(s) de reforço adicional é do mes-mo material que o meio de reforço axial, mais preferivelmen-te UHMWPE.Preferivelmente o meio de reforço axial compreendeuma capa geralmente tubular formada de uma folha de materialprovida em um formato tubular, de tal modo que a capa possamanter a integridade de seu formato tubular quando submetidaà tensão axial. A mangueira pode ser provida com duas oumais capas tubulares para aperfeiçoar adicionalmente o de-sempenho da mangueira sob tensão axial.

Em uma modalidade particularmente vantajosa o meiode reforço axial é provido na forma de uma trança geralmentetubular. Nessa especificação o termo "trança" se refere a ummaterial que é formado de duas ou mais fibras ou filamentosque foram entrelaçados para formar uma estrutura alongada. Éuma característica da trança que a mesma possa se alongarquando submetida a uma tensão axial. É uma característicaadicional da trança o fato de que, quando provido em umaforma tubular, o seu diâmetro se reduzirá quando a trançafor submetida à tensão axial. Desse modo, mediante provisãode uma trança tubular em torno do corpo tubular, ou dentroda estrutura do corpo tubular, a trança exercerá uma forçaradialmente no sentido para dentro sobre pelo menos parte docorpo tubular quando submetida à tensão axial.

É preferido que a capa tubular inteira seja provi-da na forma da trança. Contudo, é possível que uma ou maispartes do comprimento da capa tubular sejam providas na for-ma da trança.

Também é preferido que a trança se estenda por to-da a extensão em torno da circunferência da capa tubular.Contudo, é possível que apenas parte da circunferência dacapa tubular seja provida na forma da trança.

A trança pode ser provida em uma forma biaxial(isto é, na qual a trança é formada de apenas duas fibras,ou filamentos entrelaçados), ou em uma forma triaxial (istoé, na qual há também fibras ou filamentos longitudinalmenteestendidos, para maior resistência axial).

Embora seja preferido proporcionar o meio de re-forço axial na forma de uma trança, o mesmo pode ser providoem outras formas que satisfaçam às exigências funcionais es-pecifiçadas acima. Desse modo, o meio de reforço axial podeser provido como um arranjo adequado de cordas ou cabos he-licoidalmente enrolados em torno do corpo tubular.

Os materiais de construção da mangueira devem serselecionados para permitir que a mangueira opere no ambienteao qual se destina. Dessa forma, há a necessidade da man-gueira poder ser capaz de transportar fluidos pressurizadosatravés da mesma sem vazamento do fluido através das paredesas mangueira. Também há a necessidade da mangueira resistira flexões repetidas, e resistir aos esforços axiais causadospela combinação do peso do fluido e da mangueira. Além dis-so, se a mangueira se destinar a uso no transporte de flui-dos criogênicos, os materiais devem ser capazes de operar emtemperaturas extremamente frias sem qualquer redução signi-ficativa em desempenho.

0 propósito principal da camada de reforço, ou decada camada de reforço, é o de resistir aos esforços de arcoaos quais a mangueira é submetida durante transporte defluidos através da mesma. Dessa forma, qualquer camada dereforço que tenha o grau de flexibilidade desejado, e a qualpossa resistir aos esforços necessários, será adequada. Alémdisso, se a mangueira se destinar ao transporte de fluidoscriogênicos, então a camada de reforço, ou cada camada dereforço, deve ser capaz de resistir às temperaturas criogê-nicas.

Preferimos que a camada de reforço, ou cada camadade reforço, seja formada de uma folha de material que tenhasido enrolada em uma forma tubular mediante enrolamento domaterial em folha de uma forma helicoidal. Isto significaque a camada de reforço, ou cada camada de reforço, não temmuita resistência à tensão axial, uma vez que a aplicação deuma força axial tenderá a separar os enrolamentos. A camadade reforço, ou cada camada de reforço, pode compreender umaúnica camada contínua do material em folha, ou pode compre-ender duas ou mais camadas contínuas individuais do materialem folha. Contudo, mais comumente (e dependendo do compri-mento da mangueira), a camada, ou cada camada, do materialem folha seria formada de uma pluralidade de extensões sepa-radas de material em folha dispostas ao longo do comprimentoda mangueira.

Na modalidade preferida cada camada de reforçocompreende um tecido, mais preferivelmente um tecido fiado.A camada de reforço, ou cada camada de reforço, pode ser deum material natural ou sintético. A camada de reforço, oucada camada de reforço, é formada convenientemente de um po-límero sintético, tal como um poliéster, uma poliamida ouuma poliolefina. 0 polímero sintético pode ser provido naforma de fibras, ou de uma fibra, a partir das quais o teci-do é criado.

Quando a camada de reforço, ou cada camada de re-forço, compreende um poliéster, então o mesmo é preferível-mente tereftalato de polietileno.

Quando a camada de reforço, ou cada camada de re-forço, compreende uma poliamida, então a mesma pode ser umapoliamida alifática, tal como um náilon, ou a mesma pode seruma poliamida aromática, tal como um composto de aramida.

Por exemplo, a camada de reforço ou cada camada de reforçopode ser um poli-(p-fenilenotereftalamida) tal como KEVLAR(marca comercial registrada).

Quando a camada de reforço, ou cada camada de re-forço, compreende uma poliolefina, então a mesma pode ser umpolietileno, polipropileno ou homopolímero de polibutileno,ou um copolímero ou terpolímero do mesmo, e é preferivelmen-te orientada de forma monoaxial ou biaxial. Mais preferivel-mente, a poliolefina é um polietileno, e mais preferivelmen-te o polietileno é um polietileno de elevado peso molecular,especialmente UHMWPE.

0 UHMWPE usado na presente invenção genericamenteteria um peso molecular médio acima de 400.000, tipicamenteacima de 800.000, e normalmente acima de 1.000.000. O pesomolecular médio normalmente não excederia aproximadamente15.000.000. 0 UHMWPE é caracterizado, preferivelmente, porum peso molecular a partir de aproximadamente 1.000.000 a6.000.000. O UHMWPE mais útil na presente invenção é alta-mente orientado e normalmente teria sido esticado em pelomenos 2-5 vezes em uma direção, e em pelo menos 10-15 vezesna outra direção.

O UHMWPE mais útil na presente invenção terá ge-ralmente uma orientação paralela maior do que 80%, mas comu-mente maior do que 90%, e preferivelmente maior do que 95%.A cristalinidade geralmente será maior do que 50%, mas comu-mente maior do que 70%. Uma cristalinidade de até 85-90% épossível.

UHMWPE é descrito, por exemplo, na US-A-4344908,US-A-4411845 , US-A-4422993, US-A-4430383, US-A-4436689, EP-A-183285, EP-A-0438831, e EP-A-0215507.

É particularmente vantajoso que a camada de refor-ço, ou cada camada de reforço, compreenda um UHMWPE altamen-te orientado, tal como aquele disponível através da DSM HighPerformance Fibers BV (uma companhia dos Países Baixos) sobo nome comercial DYNEEMA, ou aquele disponível através daCorporação US AlliedSignal Inc. sob o nome comercialSPECTRA.

Detalhes adicionais sobre DYNEEMA são revelados emuma brochura comercial intitulada "DYNEEMA; the top perfor-mance in fibers; properties and application" publicada pelaDSM High Performance Fibers BV, edição de fevereiro de 98.Detalhes adicionais sobre SPECTRA são revelados em uma bro-chura comercial intitulada "Spectra Performance Materials"publicada pela AlliedSignal Inc., edição de maio de 96. Es-ses materiais estão disponíveis desde a década de 80.

Na modalidade preferida, a camada de reforço, oucada camada de reforço, compreende um tecido fiado formadode fibras dispostas em uma direção de trama e de urdidura.

Descobrimos que é particularmente vantajoso se a camada dereforço, ou cada camada de reforço, for disposta de tal modoque a direção de urdidura do tecido esteja em um ângulo in-ferior a 20° em relação â direção axial da mangueira, prefe-rimos também que esse ângulo seja superior a 5°. Na modali-dade preferida, a camada de reforço, ou cada camada de re-forço, é disposta de tal modo que a direção de urdidura dotecido esteja em um ângulo a partir de 10° a 20°, mais pre-ferivelmente aproximadamente 15°, em relação à direção axialda mangueira.

O propósito da camada de vedação é, principalmen-te, o de impedir o vazamento dos fluidos transportados atra-vés do corpo tubular. Dessa forma, qualquer camada de veda-ção que tenha o grau de flexibilidade exigido, e que possaproporcionar a função de vedação desejada, será adequada.

Além disso, se a mangueira for destinada ao transporte defluidos criogênicos, então a camada de vedação deverá sercapaz de resistir às temperaturas criogênicas.

A camada de vedação pode ser feita dos mesmos ma-teriais básicos que a camada de reforço, ou cada camada dereforço. Como uma alternativa, a camada de vedação pode serum fluoropolímero, tal como: politetrafluoroetileno (PFTE);um copolímero de etileno-propileno fluorado, tal como um co-polímero de hexafluoropropileno e tetrafluoroetileno (tetra-fluoroetileno-perfluoropropileno) disponível através da Du-Pont Fluoroproducts sob o nome comercial Teflon FEP; ou umhidrocarboneto fluorado - perfluoroalcoxi - disponível atra-vés da DuPont Fluoroproducts sob o nome comercial TeflonPFA. Essas películas podem ser feitas através de extrusão oumediante sopro.

Preferimos que a camada de vedação seja formada deuma folha de material que tenha sido enrolada em uma formatubular mediante enrolamento do material em folha de um modohelicoidal. Como com as camadas de reforço, isto significaque a camada de vedação, ou cada camada de vedação, não temmuita resistência à tensão axial, uma vez que a aplicação deuma força axial tenderá a separar os enrolamentos. A camadade vedação pode compreender uma única camada contínua do ma-terial em folha, ou pode compreender duas ou mais camadascontínuas do material em folha. Contudo, mais usualmente (edependendo do comprimento da mangueira) a camada, ou cadacamada, do material em folha seria formada de uma pluralida-de de extensões separadas de material em folha disposta aolongo do comprimento da mangueira. Se desejado, a camada devedação pode compreender uma ou mais luvas de vedação quepodem ser encolhidas termicamente (isto é, de forma tubu-lar), as quais são dispostas sobre a camada de reforço in-terna.

Preferimos que a camada de vedação compreenda umapluralidade de camadas sobrepostas de película. Preferivel-mente haveria pelo menos 2 camadas, mais preferivelmente pe-lo menos 5 camadas, e ainda mais preferivelmente pelo menos10 camadas. Na prática, a camada de vedação pode compreender20, 30, 40, 50, ou mais, camadas de película. 0 limite supe-rior para o número de camadas depende do tamanho total damangueira, mas é improvável que mais do que 100 camadas se-jam exigidas. Usualmente, 50 camadas, no máximo, serão sufi-cientes. A espessura de cada camada de película estaria ti-picamente na faixa de 50 a 100 micrômetros.

Será, evidentemente, considerado que podem serprovidas mais do que uma camada de vedação.

Uma modalidade particularmente preferida da camadade vedação é descrita abaixo.

0 meio de reforço axial também pode ser formado domesmo material que a camada de reforço, ou cada camada dereforço. Dessa forma, será evidente que o meio de reforçoaxial, a camada de reforço, ou cada camada de reforço, e acamada de vedação, podem ser, todos, formados do mesmo com-posto básico. Contudo, a forma do composto deve ser diferen-te para proporcionar a função exigida, isto é, o meio de re-forço axial proporciona uma função de reforço axial, a cama-da de reforço, ou cada camada de reforço, proporciona refor-ço contra esforços de arco, e a camada de vedação proporcio-na uma função de vedação. Descobrimos que os materiaisUHMWPE são mais adequados, particularmente os produtosDYNEEMA e SPECTRA. Descobriu-se, também, que esses materiaisfuncionam bem em condições criogênicas. Os parâmetros prefe-ridos do UHMWPE (faixa de pesos moleculares, etc.) discuti-dos acima em relação às camadas de reforço, também são apro-priados para o meio de reforço axial. Contudo, a esse res-peito, deve ser observado que os parâmetros do UHMWPE usadosno meio de reforço axial não precisam ser idênticos aos pa-râmetros do UHMWPE usado nas camadas de reforço.Seria possível que o meio de reforço axial fosseprovido dentro das camadas do corpo tubular. Contudo, prefe-rimos que o meio de reforço axial seja posicionado entre ocorpo tubular e o elemento de agarramento externo. Em umaoutra modalidade preferida, o meio de reforço axial é provi-do dentro das camadas do corpo tubular, e um meio de reforçoaxial adicional também é provido entre o corpo tubular e oelemento de agarramento externo.

Quando a mangueira se destina a aplicações criogê-nicas, então é conveniente proporcionar isolamento sobre ocorpo tubular. O isolamento poderia ser provido entre o ara-me externo e a capa tubular e/ou fora do arame externo. Oisolamento pode compreender material convencionalmente usadopara proporcionar isolamento em equipamento criogênico, talcomo um material de espuma sintética. É preferido que o meiode reforço axial também seja provido em torno da camada deisolamento para comprimir as camadas de isolamento e mantera sua integridade estrutural. O meio de reforço axial emtorno da camada de isolamento é provido preferivelmente emadição ao meio de reforço axial entre o elemento de agarra-mento externo e o corpo tubular. Uma forma de isolamento,específica, adequada é provida em detalhe adicional abaixo.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vida uma mangueira compreendendo um corpo tubular de materi-al flexível disposto entre os elementos de agarramento in-terno e externo, em que o corpo tubular compreende pelo me-nos uma camada de reforço de um tecido fiado formado de fi-bras dispostas em uma direção de trama e de urdidura, carac-terizado em que a camada de reforço ou cada camada de refor-ço é disposta de tal modo que a direção de urdidura do teci-do esteja em um ângulo inferior a 20°, mais preferivelmenteinferior a 15°, e ainda mais preferivelmente inferior a 10°,em relação à direção axial da mangueira. A mangueira de a-cordo com este aspecto da invenção pode ser provida comqualquer combinação desejada das características adicionaisdescritas em relação à mangueira de acordo com o primeiroaspecto da invenção.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vido um método de fazer uma mangueira compreendendo:

(a) enrolar um arame em torno de um mandriltubular para formar um enrolamento interno;

(b) enrolar um material em folha em torno domandril tubular e do enrolamento internopara proporcionar um corpo tubular formadodo material em folha;

(c) puxar uma capa de reforço axial tubularsobre uma extremidade livre do mandril, demodo que o mandril se estenda dentro dacapa de reforço axial, puxando-se então acapa de reforço axial ao longo do mandrilde modo que a mesma cubra pelo menos par-cialmente o corpo tubular;

(d) enrolar um arame em torno da capa de re-forço axial para formar um enrolamento ex-terno;(e) prender as extremidades da mangueira pro-duzidas na etapa (d); e

(f) remover a mangueira do mandril.

Preferivelmente os enrolamentos e o material emfolha são aplicados sob tensão para proporcionar à mangueirauma boa integridade estrutural.

Preferivelmente o material em folha na etapa (b)compreende duas camadas de reforço encaixando uma camada devedação, como descrito acima. Na modalidade preferida, umacamada de reforço interna, na forma de folha, é enrolada he-licoidalmente em torno do enrolamento interno e do mandril;então a camada de vedação, na forma de folha, é enrolada he-licoidalmente em torno da camada de reforço interna; então acamada de reforço externa, na forma de folha, é enrolada emtorno da camada de vedação. Usualmente diversas camadas devedação seriam aplicadas.

A capa de reforço axial tubular pode ser a mesmacapa de reforço axial descrita acima, e é preferivelmenteuma trança.

Preferivelmente os enrolamentos interno e externosão aplicados em uma configuração helicoidal tendo o mesmopasso, e a posição das bobinas do enrolamento externo é emmetade de um comprimento de passo deslocado a partir da po-sição das bobinas do enrolamento interno.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vida uma mangueira compreendendo um corpo tubular de materi-al flexível disposto entre um elemento de agarramento inter-no e um elemento de agarramento externo; o corpo tubularservindo para transportar fluido através da mangueira e paraprevenir o vazamento de fluido através do corpo, caracteri-zado pelo fato de que a mangueira compreende ainda uma tran-ça geralmente tubular disposta em torno do corpo tubular.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vida uma mangueira compreendendo um corpo tubular de materi-al flexível disposto entre elementos de agarramento internoe externo, o corpo tubular compreendendo uma camada de veda-ção encaixada entre uma camada de reforço interna, e uma ca-mada de reforço externa, caracterizada em que a camada devedação compreende pelo menos duas películas poliméricas,uma das películas sendo feita de um primeiro polímero e umaoutra das películas sendo feita de um segundo polímero dife-rente do primeiro polímero.

Em ma modalidade especialmente vantajosa, uma daspelículas poliméricas é mais rígida do que a outra das pelí-culas, de modo que uma carga limite diferencial está presen-te nas propriedades do material, na temperatura e pressão deoperação. Preferivelmente a película externa é mais rígidado que a película interna. O efeito disso é que caso ocorraruptura desastrosa da mangueira, há uma falha controlada dacamada de vedação de tal modo que falha o polímero externomais rígido, enquanto que o polímero mais dúctil mantém apressão interna por um tempo finito, permitindo que a pres-são se dissipe gradualmente.

Na modalidade preferida, a tensão máxima de falhaé superior a 100%, em temperatura ambiente, para a camadamais dúctil, e é pelo menos 2 0% inferior para a outra camada.Cada película polimérica da camada de vedação épreferivelmente uma poliamida, uma poliolefina ou um fluoro-polímero.

Quando a película polimérica da camada de vedaçãocompreende uma poliamida, então a mesma pode ser uma polia-mida alifática, tal como um náilon, ou pode ser uma poliami-da aromática, tal como um composto de aramide.

Preferimos que uma das películas poliméricas dacamada de vedação seja uma poliolefina e que uma outra daspelículas poliméricas da camada de vedação seja um fluoropo-límero.

Poliolefinas adequadas incluem um homopolímero depolietileno, polipropileno ou polibutileno, ou um copolímeroou terpolímero dos mesmos. Preferivelmente a película de po-liolefina é orientada de forma monoaxial ou biaxial. Maispreferivelmente, a poliolefina é um polietileno, e aindamais pref erivelmente o polietileno é um polietileno de ele-vado peso molecular, especialmente UHMWPE, que é descrito emmais detalhe acima. Os parâmetros preferidos do UHMWPE (fai-xa de peso molecular, etc.) discutidos acima em relação àscamadas de reforço, também são apropriados para a camada devedação. A esse respeito, deve ser observado, contudo, queos parâmetros do UHMWPE usado na camada de vedação não pre-cisam ser os mesmos parâmetros do UHMWPE usado nas camadasde reforço.

Uma vez que a camada de vedação se destina a pro-porcionar uma função de vedação, a camada de vedação deveser provida na forma de uma película que seja substancial-mente impermeável aos fluidos transportados. Dessa forma, oUHMWPE altamente orientado precisa ser provido em uma formaque tenha propriedades de vedação satisfatórias. Esses pro-dutos são usualmente providos na forma de um bloco sólido oqual pode ser processado adicionalmente para se obter o ma-terial na forma exigida. A película pode ser produzida medi-ante raspagem de uma película fina da superfície do blocosólido. Alternativamente as películas podem ser películassopradas de UHMWPE.

Fluoropolímeros adequados incluem politetrafluoro-etileno (PFTE); um copolímero de etileno-propileno fluorado,tal como um copolímero de hexafluoropropileno e tetrafluoro-etileno (tetrafluoroetileno-perfluoropropileno) disponívelatravés da DuPont Fluoroproducts sob o nome comercial TeflonFEP; ou um hidrocarboneto fluorado - perfluoroalcoxi - dis-ponível através da DuPont Fluoroproducts sob o nome comerci-al Teflon PFA. Essas películas podem ser feitas mediante ex-trusão ou mediante sopro.

Preferivelmente, a camada de vedação compreendeuma pluralidade de camadas de cada uma das películas polimé-ricas. Em uma modalidade, as camadas podem ser dispostas demodo que o primeiro e o segundo polímero se alternam atravésda espessura da camada de vedação. Contudo, esse não é o ú-nico arranjo possível. Em um outro arranjo, todas as camadasdo primeiro polímero podem ser circundadas por todas as ca-madas do segundo polímero, ou vice-versa. Preferimos que aspelículas poliméricas da camada de vedação sejam formadas deuma folha de material que tenha sido enrolada em uma formatubular mediante enrolamento do material em folha de um modohelicoidal. Cada película polimérica pode compreender umaúnica folha contínua que é enrolada em torno da camada dereforço interna a partir de uma extremidade da mangueira atéa outra. Contudo, mais usualmente (e dependendo da extensãoda mangueira), diversas extensões separadas da película po-limérica seriam enroladas em torno da camada de reforço in-terna; cada extensão de película cobrindo uma parte da ex-tensão da mangueira. Se desejado, a camada de vedação podecompreender pelo menos duas luvas de vedação que podem serencolhidas termicamente (isto é, de forma tubular) que sãodispostas sobre a camada de reforço interna. Pelo menos duasdas luvas devem ser feitas de um material diferente.

A camada de vedação compreende pelo menos duas pe-lículas diferentes e essas são dispostas preferivelmente emuma relação sobreposta. É preferido que a camada de vedaçãocompreenda pelo menos 5 camadas sobrepostas, mais preferi -velmente pelo menos 10 camadas sobrepostas. Na prática, acamada de vedação pode compreender 20, 30, 40, 50 ou maiscamadas sobrepostas de película. O limite superior para onúmero de camadas depende do tamanho global da mangueira,mas é improvável que sejam exigidas mais do que 100 camadas.

Usualmente, 50 camadas, no máximo, serão suficientes. A es-pessura de cada camada de película estaria tipicamente nafaixa de 50 a 100 micrômetros. As camadas serão compostas depelo menos dois tipos diferentes de película polimérica.

Será, evidentemente, considerado que podem serprovidas mais do que uma camada de vedação.Preferivelmente, a camada de vedação compreendeainda pelo menos uma camada compreendendo parcialmente oucompletamente um metal, um óxido de metal ou uma mistura dosmesmos. Nessa especificação referências às películas conten-do metal incluem películas contendo óxido de metal, a menosque seja de outro modo declarado. Desse modo, a camada demetal pode ser uma camada de película metálica (isto é, umacamada separada consistindo, substancialmente de forma inte-gral, em um metal, um óxido de metal ou uma mistura dos mes-mos), ou uma película metálica revestida com polímero ou umapelícula de polímero metalizada. Preferimos que a camada demetal seja uma película metálica revestida com polímero. 0metal pode ser, por exemplo, um óxido de alumínio. 0 políme-ro pode ser, por exemplo, um poliéster.

Películas de metal revestidas com polímero adequa-das incluem as películas disponíveis através da HiFi Indus-trial Film, de Stevenage, Inglaterra, com os nomes comerciaisMEX505, MET800, MET80 0B e MET852; MET800B sendo preferido.

Uma camada de metal adicional pode ser disposta nosentido para fora da camada de vedação. Preferivelmente, acamada de metal adicional é disposta entre o corpo tubular eo elemento de agarramento externo. Camadas de lã mineraltambém podem ser providas para aperfeiçoar o isolamento tér-mico, preferivelmente entre a camada de vedação e a camadade metal externa - o objetivo disso é o de criar uma coroacircular térmica entre as duas camadas de metal.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vida uma mangueira compreendendo um corpo tubular de materi-al flexível disposto entre os elementos de agarramento in-terno e externo, o corpo tubular compreendendo uma camada devedação encaixada entre uma camada de reforço interna e umacamada de reforço externa, caracterizada em que a camada devedação compreende um UHMWPE. Os parâmetros preferidos doUHMWPE (faixa de pesos moleculares, etc.) discutidos acimaem relação às camadas de reforço, também são apropriados pa-ra a camada de vedação. A esse respeito, deve ser observado,contudo, que os parâmetros do UHMWPE usados na camada de ve-dação não precisam ser idênticos aos parâmetros do UHMWPEusado nas camadas de reforço.

Nesse aspecto da invenção, se a camada de vedaçãofor formada de luvas que podem ser encolhidas termicamente,não é essencial que as luvas sejam feitas de materiais dife-rentes, contudo as mesmas devem ser feitas de UHMWPE.

Na modalidade mais vantajosa da invenção, a camadade vedação compreende pelo menos duas películas poliméricasde materiais diferentes, e pelo menos uma das películas com-preende um polietileno de peso molecular ultra-elevado.

Preferivelmente, a camada de vedação compreendeainda pelo menos uma película metálica revestida com políme-ro ou uma película de polímero metalizada.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vida uma mangueira compreendendo um corpo tubular de materi-al flexível disposto entre os elementos de agarramento in-terno e externo, o corpo tubular compreendendo uma camada devedação encaixada entre uma camada de reforço interna e umacamada de reforço externa, caracterizada em que a camada devedação compreende pelo menos uma camada de película metáli-ca (isto é, uma camada separada consistindo, substancialmen-te de forma integral, em um metal, em um óxido de metal ouem uma mistura dos mesmos) , ou uma película metálica reves-tida com polímero ou uma película de polímero metalizada.

A película contendo metal é refletiva e portantoreduz a perda de calor ou o ganho de calor - isto é especi-almente útil para aplicações criogênicas. Além disso a pelí-cula contendo metal proporciona boas propriedades de barrei-ra, dessa forma reduzindo a transmissão de vapor - isto éútil para impedir perda de material no transporte de gases.

Quando a mangueira se destina a aplicações criogê-nicas, então é conveniente proporcionar isolamento sobre ocorpo tubular. O isolamento poderia ser provido entre o ara-me externo e o elemento tubular e/ou fora do arame externo.

0 isolamento pode compreender material usado convencional-mente para proporcionar isolamento em equipamento criogêni-co, tal como um material de espuma sintética. Uma forma deisolamento particularmente adequada é descrita abaixo.

Um aspecto da invenção se refere a aperfeiçoar ascapacidades de flexão da mangueira. Em termos gerais, nossainvenção envolve proporcionar um meio para segurar os aramesexternos em posição, sem comprometer as capacidades de fle-xão da mangueira.

De acordo com um outro aspecto da invenção propor-cionamos uma mangueira compreendendo um corpo tubular de ma-terial flexível disposto entre os elementos de agarramentointerno e externo, caracterizada por uma matriz de resinatratada disposta em torno do corpo tubular, os elementos deagarramento externos sendo pelo menos parcialmente embutidosna matriz de resina para restringir o movimento relativo en-tre os elementos de agarramento externos e o restante damangueira.

A matriz de resina tratada deve ter flexibilidadesuficiente para permitir que a mangueira seja flexionada atéo ponto em que é exigido para as aplicações específicas damangueira. Claramente, algumas aplicações podem exigir maisflexibilidade do que outras.

A matriz de resina compreende preferivelmente umpolímero sintético, tal como poliuretano. É especialmentepreferido que a matriz de resina seja feita de um materialque, antes da cura, possa ser aplicado na forma líquida àmangueira. Tipicamente, a resina não tratada pode ser apli-cada à mangueira mediante borrifo, despejamento ou pintura.

Isso permite que a resina não tratada seja aplicada sobre asuperfície externa do corpo tubular e dos elementos de agar-ramento externos, e então curada no local para formar um re-vestimento sólido, flexível. 0 mecanismo de cura pode serluz, umidade, etc.

A matriz de resina pode se ligar a uma camada sobo elemento de agarramento externo e também a qualquer camadaprovida na superfície externa da matriz de resina. Ê prefe-rido que pelo menos uma das camadas adjacentes à matriz deresina curada seja capaz de resistir às temperaturas criogê-nicas, de modo que, se a matriz de resina rachar devido àstemperaturas criogênicas, a camada adjacente manterá a ma-triz de resina agrupada em virtude da adesão entre a matrizde resina e a camada adjacente. A estrutura mais adequada éobtida quando ambos os lados da matriz de resina são ligadosàs camadas adjacentes.

Descobrimos também que certos materiais podem pro-porcionar mangueira com isolamento especialmente bom, parti-cularmente em temperaturas criogênicas. Especificamente,descobrimos que tecidos formados de fibras de basalto pro-porcionam isolamento particularmente bom.

Desse modo, de acordo com um outro aspecto da in-venção, proporcionamos uma mangueira compreendendo um corpotubular de material flexível disposto entre elementos de a-garramento interno e externo, e uma camada de isolamentodisposta em torno do corpo tubular, caracterizada em que acamada de isolamento inclui um tecido formado de fibras debasalto.

Tecidos de fibra de basalto adequados estão dispo-níveis através da Sudaglass Fiber Company sob as designa-ções comerciais BT-5, BT-8, BT-10, BT-Il e BT-13. A espessu-ra preferida do tecido é de aproximadamente 0,1 mm até apro-ximadamente 0,3 mm. Se desejado, podem ser empregadas diver-sas camadas do tecido de basalto.

Também descobrimos que as propriedades de isola-mento dos tecidos de basalto melhoram sob compressão, por-tanto, preferimos proporcionar uma camada de compressão emtorno do tecido de basalto, a qual serve para comprimir acamada de basalto.

A camada de isolamento pode incluir ainda camadasfeitas do outro material isolante, tais como espumas polimé-ricas, além da camada(s) de tecido de basalto.

Preferimos que a camada de isolamento inclua adi-cionalmente pelo menos uma camada de reforço. A camada dereforço pode compreender um polímero sintético, tal como umpoliéster, uma poliamida ou uma poliolefina. A camada de re-forço pode ser feita dos mesmos materiais que as camadas dereforço interna e externa do corpo tubular, as quais sãodescritas acima. É particularmente preferido que a camada dereforço da camada de isolamento seja um polietileno de pesomolecular ultra-elevado (UHMWPE), tal como DYNEEMA ouSPECTRA, como descrito acima.

0 corpo tubular compreende preferivelmente pelomenos uma camada de reforço e pelo menos uma camada de veda-ção. Mais pref erivelmente, há pelo menos duas camadas de re-forço com a camada de vedação encaixada entre as mesmas. Ocorpo tubular tem preferivelmente as mesmas característicasdo corpo tubular discutido acima.

O corpo tubular pode incluir ainda uma ou mais ca-madas isolantes feitas de material isolante convencionale/ou feitas do tecido de fibra de basalto descrito acima.

É preferido que a mangueira também seja providacom o meio de reforço axial como descrito acima.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vido um método de fazer uma mangueira compreendendo:

(a) enrolar um arame em torno de um mandril tu-bular para formar um enrolamento interno;

(b) enrolar um material em folha em torno domandril tubular e do enrolamento internopara proporcionar um corpo tubular formadodo material de folha;

(c) enrolar um arame em torno do corpo tubularpara formar um enrolamento externo;

(d) aplicar uma resina líquida curável sobre asuperfície externa do corpo tubular e doarame externo;

(e) permitir que a resina cure;

(f) prender as extremidades da mangueira produ-zida na etapa (e); e

(g) remover a mangueira do mandril.

Preferivelmente, o método compreende ainda aplicaruma camada isolante sobre a resina curada. A camada isolantecompreende preferivelmente um tecido formado de fibras debasalto, como descrito acima.

Na etapa (c), o corpo tubular pode compreender umcorpo tubular como descrito acima. Especificamente, o corpotubular pode incluir uma ou mais camadas isolantes feitas dematerial isolante convencional e/ou feitas do tecido de fi-bra de basalto descrito acima.

A cura pode ocorrer simplesmente ao se deixar amangueira revestida exposta ao ar, ou pode ser efetuada, ouacelerada, por um meio ativo tal como aquecimento.

A matriz de resina curada pode conter bolhas degás, como descrito abaixo.

Um outro aspecto da invenção se refere a aperfei-çoar a resistência térmica e/ou capacidade de flutuação damangueira. Em termos gerais, isso envolve a utilização deuma camada compreendendo um material de plástico tendo bo-lhas de gás injetadas no mesmo.

De acordo com um outro aspecto da invenção propor-cionamos uma mangueira compreendendo um corpo tubular de ma-terial flexível disposto entre os elementos de agarramentointerno e externo, caracterizado por camada de matéria plás-tica entorno do elemento tubular, a matéria plástica conten-do bolhas de gás.

A matéria plástica é preferivelmente um poliureta-no. É preferido que a matéria plástica seja aplicada ao cor-po tubular mediante pulverização da matéria plástica, naforma líquida, sobre a superfície do corpo tubular, deixan-do-se então a mesma curar. Uma vez mais, a cura pode ocorrersimplesmente ao se deixar à mangueira revestida permanecerao ar, ou pode ser realizada, ou acelerada, através de ummeio ativo tal como aquecimento.

As bolhas de gás podem ser incorporadas medianteinjeção do gás na matéria plástica, antes da pulverização,enquanto a mesma ainda estiver na forma líquida.

A camada resultante de matéria plástica contendogás tem algumas das propriedades estruturais benéficas daprópria matéria plástica, tal como boa resistência ao amas-samento e desgaste, mas tem também propriedades de isolamen-to substancialmente aperfeiçoadas. A mesma também tem fIutu-abilidade aperfeiçoada causada pela presença do gás, e podeser usada para produzir uma mangueira capaz de flutuar emágua e com flutuabilidade igualmente distribuída ao longo desua extensão.

Preferivelmente a matéria plástica contendo gás écoberta por uma camada adicional de matéria plástica, a qualnão contém qualquer montante substancial de bolhas de gás.

Preferivelmente essa camada adicional de matéria plástica éligada seguramente à camada contendo gás. A camada adicionalde matéria plástica pode ser a mesma matéria plástica que acamada contendo gás. Preferivelmente a camada adicional dematéria plástica compreende um poliuretano.

Ambas as camadas de matéria plástica podem ser a-plicadas através de técnicas diferentes de pulverização, talcomo despejamento, pintura ou extrusão.

Qualquer gás adequado pode ser usado para formaras bolhas, incluindo ar, nitrogênio ou um gás inerte.

A gravidade específica do poliuretano, antes daaeração, é de aproximadamente 1,2.

A mangueira tem, tipicamente, uma gravidade espe-cífica de aproximadamente 1,8 sem a camada contendo gás.Preferivelmente a mangueira tem uma gravidade específicaglobal inferior a 1, preferivelmente inferior a 0,8, apósaplicação da camada contendo gás. A espessura de revestimen-to PU pode ser, por exemplo, de aproximadamente 4-8 mm, pre-ferivelmente aproximadamente 6 mm. As bolhas de gás são pre-ferivelmente inferiores a aproximadamente 2 mm de diâmetro.

A camada contendo bolhas de gás também pode serusada nas modalidades de mangueira descritas acima. Especi-ficamente, a invenção pode incluir uma camada compreendendouma matriz de resina curada, como descrito acima, além dacamada contendo gás. Nessa construção, a camada contendo gásseria disposta tipicamente no sentido para fora da matriz deresina curada. É possível que a camada contendo gás substi-tua a matriz de resina curada, de tal modo que a camada con-tendo gás tenha os elementos de agarramento embutidos namesma para limitar o movimento relativo dos elementos exter-nos de agarramento.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vido um método de fazer uma mangueira compreendendo:

(a) enrolar um arame em torno de um mandril tu-bular para formar um enrolamento interno;

(b) enrolar um material em folha em torno domandril tubular e do enrolamento internopara proporcionar um corpo tubular formadodo material em folha;

(c) enrolar um arame em torno do corpo tubularpara formar um enrolamento externo;

(d) aplicar uma resina líquida impregnada comar curável sobre a superfície externa docorpo tubular e o arame externo;

(e) permitir que a resina cure para formar namesma um revestimento de plástico sólidocontendo no mesmo bolhas de gás;

(f) prender as extremidades da mangueira produ-zida na etapa (e); e

(g) remover a mangueira do mandril.

A expressão impregnada com ar, é usada para signi-ficar que a resina foi carregada com um gás, de modo que, aocurar, a resina forma um material sólido contendo em si bo-lhas de gás. Como descrito acima, o gás pode ser, mas não é,necessariamente, ar.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vida uma conexão de extremidade para terminar uma extremida-de de uma mangueira compreendendo um corpo tubular de mate-rial flexível disposto entre arames helicoidais internos eexternos, caracterizada em que a conexão de extremidade com-preende; um elemento interno adaptado para ser disposto pelomenos parcialmente dentro da mangueira; um elemento de veda-ção adaptado para vedar pelo menos parte do corpo tubularentre o elemento de vedação e o elemento interno, e um meiode transferência de carga separado adaptado para transferircargas axiais aplicadas ã mangueira em torno do elemento devedação para reduzir, ou eliminar, a carga axial sobre amangueira, entre o elemento de vedação e o elemento interno.

Preferivelmente o elemento de vedação é adaptadopara vedar pelo menos parte do corpo tubular integralmenteem torno da circunferência entre o elemento de vedação e oelemento interno.

Preferivelmente, o elemento interno é substancial-mente cilíndrico, e o elemento de vedação tem, preferivel-mente, a forma de um anel adaptado para receber no mesmo oelemento interno, de modo que o corpo tubular pode ser fixa-do entre a superfície externa do elemento interno e a super-fície interna do anel.

A vedação entre o elemento de vedação e o elementointerno pode ser obtida de diversas formas. Por exemplo, emuma modalidade, o elemento de vedação pode ser provido naforma de um anel fendido o qual pode ser apertado para pro-porcionar uma vedação adequada. Em uma outra modalidade, oelemento de vedação pode compreender simplesmente um anel devedação o qual é um ajuste por interferência com o elementointerno.

Contudo, na modalidade preferida, o elemento devedação compreende um anel de vedação interno e um anel fen-dido externo o qual pode ser apertado para forçar o anel devedação a engate com o corpo tubular e o elemento interno.Nessa modalidade é preferido que o anel de vedação seja umajuste por interferência com o elemento interno, para aper-feiçoar adicionalmente a vedação.

O elemento interno, o anel de vedação e o anelfendido podem ser de qualquer material adequado. Tipicamen-te, o elemento interno e o anel fendido seriam feitos de açoinoxidável. O anel de vedação poderia ser feito de aço ino-xidável, mas é preferido que o mesmo seja feito de polite-trafluoroetileno (PTFE).

O elemento de vedação tem preferivelmente as ca-racterísticas do elemento de vedação descrito a seguir.

O meio de transferência de carga compreende prefe-rivelmente um elemento de engate de mangueira, um elementode transmissão de carga e um elemento de extremidade presoao elemento interno. 0 arranjo é tal que o elemento de veda-ção é disposto entre o elemento de transmissão de carga e oelemento de extremidade, e que o elemento de engate de man-gueira e o elemento de extremidade são conectados através doelemento de transmissão de carga.

0 elemento de engate de mangueira é adaptado paraengatar a mangueira de tal modo que pelo menos parte dasforças axiais dentro da mangueira é transferida a partir damangueira para o elemento de engate de mangueira. 0 elementode engate de mangueira transfere essas forças para o elemen-to de transferência de carga, e o elemento de transferênciade carga transfere essas forças para o elemento de extremi-dade. Dessa forma, pelo menos parte das forças axiais namangueira evita o elemento de vedação, desse modo aperfeiço-ando a confiabilidade da vedação provida pelo elemento devedação.

É preferido que o elemento interno e o meio detransferência de carga incluam uma parte configurada parareceber os arames da mangueira. O elemento interno pode serprovido com recessos helicoidais adaptados para receber nosmesmos o arame interno, e o meio de transferência de cargapode ser provido com recessos helicoidais adaptados para re-ceber nos mesmos o arame externo. Preferivelmente, é o ele-mento de engate de mangueira do meio de transferência decarga que é provido com os recessos helicoidais.

O elemento de transferência de carga compreende,preferivelmente, uma chapa de transferência de carga, a qualtem tipicamente o formato de disco, tendo uma abertura adap-tada para receber a mangueira através da mesma; a chapa temuma superfície que pode ser engatada com o elemento de enga-te de mangueira, de modo que as cargas podem ser transferi-das a partir do elemento de engate de mangueira para a cha-pa. O elemento de transferência de carga ainda inclui, pre-ferivelmente, uma haste de transferência de carga presa en-tre a chapa e o elemento de extremidade para transferir ascargas a partir da chapa para o elemento de extremidade. Umelemento de aperto, tal como uma porca, pode ser provido nahaste.

O elemento interno tem preferivelmente uma extre-midade de mangueira que é adaptada para se estender dentrode uma parte da extremidade da mangueira, e uma extremidadeposterior distante da extremidade de mangueira. O elementode extremidade está disposto em um lado do elemento de veda-ção, adjacente à extremidade posterior, e o elemento de en-gate de mangueira está disposto no outro lado do elemento devedação adjacente à extremidade de mangueira.

Preferivelmente a superfície externa do elementointerno é provida com pelo menos uma formação sobre a mesmaa qual é adaptada para engatar a parte do elemento tubular,abaixo do anel de vedação. A formação, ou cada formação, a-tua para aperfeiçoar a vedação do elemento tubular e paratornar mais difícil para o elemento tubular ser puxado apartir de entre o elemento interno e o anel de vedação. Épreferido que a formação, ou cada formação, compreenda umaprojeção se estendendo circunferencialmente em torno da su-perfície externa do elemento interno. Convenientemente, háduas ou três das referidas formações.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vido um método de fazer uma mangueira compreendendo:

(a) enrolar um arame em torno de um mandril tu-bular para formar um enrolamento interno;

(b) enrolar um material em folha em torno domandril tubular e do enrolamento internopara proporcionar um corpo tubular formadodo material em folha;

(c) enrolar um arame em torno do corpo tubularpara formar um enrolamento externo; e

(d) remover a mangueira do mandril; caracteri-zado pelas seguintes etapas:

(e) dispor um elemento interno em uma extremi-dade aberta da mangueira;

(f) prender um meio de transferência de carga auma superfície externa da mangueira; e

(g) prender um elemento de vedação a uma super-fície externa do corpo tubular.

Preferivelmente o método inclui ainda a seguinteetapa, entre a etapa (b) e (c):

(h) puxar um elemento de reforço axial tubularsobre uma extremidade livre do mandril, demodo que o mandril se estenda dentro do e-lemento de reforço axial, então puxar o e-lemento de reforço axial ao longo do man-dril de modo que o mesmo pelo menos parci-almente cubra o corpo tubular.

Preferivelmente, o elemento de reforço axial épreso pelo meio de transferência de carga, e o método incluiainda a seguinte etapa, após a etapa (f):

(i) dobrar o elemento de reforço axial tubularsobre uma parte do meio de transferência decarga.

Preferivelmente os enrolamentos e o material emfolha são aplicados sob tensão para proporcionar à mangueiraboa integridade estrutural.

Preferivelmente o material em folha na etapa (b)compreende duas camadas de reforço encaixando uma camada devedação, como descrito acima. Na modalidade preferida, umacamada interna de reforço, na forma de folha, é enrolada he-licoidalmente em torno do enrolamento interno e do mandril,então a camada de vedação, na forma de folha, é enrolada he-licoidalmente em torno da camada interna de reforço; então acamada externa de reforço, na forma de folha, é enrolada emtorno da camada de vedação. Usualmente diversas camadas devedação seriam aplicadas.

Preferivelmente os enrolamentos internos e exter-nos são aplicados em uma configuração helicoidal tendo omesmo passo, e a posição das bobinas do enrolamento externoocorre em metade de uma extensão de passo deslocada a partirda posição das bobinas do enrolamento interno.

É possível que a mangueira seja removida do man-dril antes da conexão de extremidade estar disposta dentroda mesma. Alternativamente, a conexão de extremidade podeestar disposta dentro do restante da mangueira mediante des-lizamento do mandril interno ao longo da mesma até uma ex-tremidade da mangueira, prendendo-se então o restante damangueira à conexão de extremidade enquanto que a conexão deextremidade e o restante da mangueira permanecem no mandril.Uma conexão de extremidade separada pode, eviden-temente, ser aplicada a cada extremidade da mangueira.

A presente invenção se refere a um aperfeiçoamentona vedação das extremidades da mangueira.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vida uma conexão de extremidade para vedar uma extremidadede uma mangueira compreendendo um corpo tubular de materialflexível, disposto entre os arames helicoidalmente enrola-dos, internos e externos, caracterizado em que a conexão deextremidade compreende: um elemento interno adaptado paraser disposto, pelo menos parcialmente, dentro da mangueira;e um anel de vedação adaptado para vedar pelo menos parte docorpo tubular entre o anel de vedação e o elemento interno;em que o elemento de vedação compreende um anel de vedação eum elemento de compressão para comprimir o anel de vedaçãopara engate de vedação com a referida parte do corpo tubulare o elemento de compressão pode ser apertado contra o ele-mento de vedação para aumentar ou diminuir seletivamente aforça de compressão do elemento de compressão contra o ele-mento de vedação.

Em uma modalidade especialmente vantajosa, o ele-mento de compressão pode ser apertado contra o elemento devedação para aumentar ou diminuir seletivamente a força decompressão do elemento de compressão contra o elemento devedação.

Em uma outra modalidade especialmente vantajosa, oelemento de compressão e o anel de vedação podem ser presosà mangueira de forma removível.Desse modo, de acordo com a presente invenção, nãohá deformação plástica irrecuperável nos componentes da co-nexão de extremidade.

Preferivelmente, o elemento de compressão é adap-tado para comprimir o anel de vedação igualmente em todas asdireções.

Preferivelmente, o elemento de compressão é de di-âmetro ajustável, e compreende ainda um meio de aperto oqual pode aplicar uma força para reduzir o diâmetro do ele-mento de compressão, desse modo comprimindo o anel de veda-ção dentro do elemento de compressão. Preferimos que o ele-mento de compressão compreenda um anel fendido ou uma presi-Iha jubilee.

Em uma modalidade particularmente preferida, o e-lemento de compressão é feito de um material o qual se con-trai menos do que o anel de vedação ao ser submetido a res-friamento. Isso proporciona uma forma vantajosa de se fazera mangueira, como descrito abaixo. O anel de vedação e o e-lemento de compressão podem ser de qualquer material adequa-do. Há diversos materiais que têm a diferença desejada emcontração quando submetidos a resfriamento. Preferimos que oelemento de compressão seja de aço inoxidável e que o anelde vedação seja politetrafluoroetileno (PTFE). Mais preferi-velmente, o anel de vedação compreende PTFE reforçado, talcomo um PTFE contendo vidro, uma vez que isso ajuda a evitaro deslocamento. 0 anel de vedação compreende preferivelmentede 10 a 20% em peso do enchimento de vidro.

É preferido que o elemento interno seja feito deum material que se contraia menos do que o anel de vedaçãoao ser submetido ao resfriamento. Essa característica tem oefeito de que quando a conexão de extremidade é resfriada, oanel de vedação se contrai mais do que o elemento interno,desse modo aumentando o aperto do anel de vedação sobre oelemento interno, e aperfeiçoando a vedação. 0 elemento in-terno pode ser feito de qualquer material adequado. Desco-briu· se que aço inoxidável é particularmente adequado.

Preferivelmente a superfície externa do elementointerno é provida com pelo menos uma formação na mesma que éadaptada para engatar a parte do elemento tubular, abaixo doanel de vedação. A formação, ou cada formação, estica a pe-lícula, o que atua para aperfeiçoar a vedação do elementotubular e para tornar mais difícil para o elemento tubularser puxado a partir de entre o elemento interno e o anel devedação; o esticamento proporciona uma superfície de pelícu-la mais lisa e mais igual sob a vedação. É preferido que aformação ou cada formação compreenda uma projeção se esten-dendo circunferencialmente em torno da superfície externa doelemento interno. Convenientemente, há duas ou três das re-feridas formações.

É preferido que o anel de vedação seja um ajustefixo com o elemento interno.

Em uma modalidade preferida, a conexão de extremi-dade compreende ainda um meio de transferência de carga comodescrito acima.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vida uma mangueira compreendendo um corpo tubular de materi-al flexível disposto entre um arame helicoidalmente enroladointerno e um arame helicoidalmente enrolado externo, o corpotubular servindo para transportar fluido através da manguei-ra e para prevenir vazamento de fluido através do corpo, ca-racterizado em que a mangueira compreende ainda uma conexãode extremidade como descrito acima.

0 elemento de engate de mangueira pode transferircarga a partir da mangueira simplesmente em virtude das for-ças friccionais entre a mangueira e o elemento de engate demangueira. Contudo, é preferido que o elemento de engate demangueira seja adaptado para prender uma parte da mangueiraa qual é dobrada sobre uma parte externa do elemento de en-gate de mangueira. Esse arranjo torna possível para a partedobrada da mangueira transmitir cargas para o elemento deengate de mangueira. A parte dobrada da mangueira pode serparte do corpo tubular, mas é preferivelmente um meio de re-forço axial na forma de uma trança, como descrito abaixo.

0 corpo tubular compreende preferivelmente pelomenos uma camada de reforço e pelo menos uma camada de veda-ção. Mais preferivelmente, há pelo menos duas camadas de re-forço com a camada de vedação encaixada entre as mesmas. 0corpo tubular tem preferivelmente as mesmas característicasdo corpo tubular discutido acima.

0 corpo tubular pode incluir ainda uma ou mais ca-madas de isolamento feitas de material de isolamento conven-cional e/ou feitas do tecido de fibra de basalto descritoacima.

É preferido que a mangueira também seja providacom o meio de reforço axial como descrito acima.

De acordo com um outro aspecto da invenção é pro-vido um método de fazer uma mangueira compreendendo:

(a) enrolar um arame em torno de um mandril tu-bular para formar um enrolamento interno;

(b) enrolar um material em folha em torno domandril tubular e do enrolamento internopara proporcionar um corpo tubular formadodo material em folha;

(c) enrolar um arame em torno do corpo tubularpara formar um enrolamento externo; e

(d) remover a mangueira a partir do mandril;caracterizado pelas seguintes etapas:

(e) dispor um elemento interno em uma extremi-dade aberta da mangueira;

(f) aplicar um anel de vedação sobre uma super-fície externa do corpo tubular; e

(g) aplicar um elemento de compressão sobre oanel de vedação, e comprimir o elemento devedação para engate de vedação com o ele-mento tubular e com o elemento interno u-sando o elemento de compressão.

Preferivelmente, o elemento de compressão é feitode um material que se contrai menos do que o anel de vedaçãoao ser submetido a resfriamento. Também preferivelmente, oelemento de compressão inclui um meio para ajustar a forçacompressiva aplicada ao anel de vedação; um anel fendido éparticularmente adequado para uso como o elemento de com-pressão. Esse arranjo torna possível um processo de manufa-tura particularmente preferido.

Nesse processo, o elemento de compressão é aplica-do ao anel de vedação e apertado, então, o elemento de com-pressão e o anel de vedação são submetidos a pelo menos umciclo de resfriamento. Isso faz com que o elemento de veda-ção se contraia em relação ao elemento de compressão, de mo-do que é reduzida a força compressiva aplicada pelo elementode compressão. Enquanto o resfriamento é mantido, a forçacompressiva aplicada pelo elemento de compressão é então re-ajustada de modo a trazê-la de volta para aproximadamente omesmo nível como antes do resfriamento, e então a temperatu-ra é aumentada. Esse ciclo pode ser aplicado tantas vezesquanto desejado. É preferido que o ciclo de resfriamento se-ja aplicado pelo menos duas ou três vezes e a cada vez que aconexão de extremidade for resfriada até uma temperatura depelo menos 50C abaixo da temperatura de operação pretendidada mangueira. Essa técnica tem três benefícios importantes.

Primeiramente, se a mangueira for operada em tem-peratura acima da temperatura de resfriamento, então o anelde vedação receberá compressão adicional a partir do elemen-to de compressão em virtude da expansão térmica do elementode vedação que ocorrerá após o resfriamento ser removido.

Em segundo lugar, a mangueira terá energização devedação substancial em temperaturas pelo menos tão baixasquanto a temperatura de resfriamento. Isso é particularmenteútil quando a mangueira deve ser usada em aplicações criogê-nicas. Dessa forma, a temperatura até a qual a mangueira éresfriada é preferivelmente tão baixa quanto a temperaturana qual a mangueira será submetida no uso ao qual se desti-na. Em geral, preferimos que a temperatura de resfriamentoseja de -50°C ou inferior, mais preferivelmente -IOO0C ouinferior, e ainda mais preferivelmente -150°C ou inferior.Preferivelmente, o resfriamento é realizado com nitrogêniolíquido, de modo que a temperatura de resfriamento pode sertão baixa quanto aproximadamente -196°C.

Em terceiro lugar, a possibilidade de falha pordeslocamento é muito reduzida, ou até mesmo eliminada, medi-ante utilização do esforço hidrostático provido pelo elemen-to de compressão.

Preferimos que o elemento interno seja feito de ummaterial que se contraia menos do que o anel de vedação aoser submetido a resfriamento. Isso tem o efeito de que oresfriamento da conexão de extremidade faz com que o anel devedação agarre o elemento interno de forma mais apertada,desse modo aperfeiçoando a vedação da conexão de extremidadequando a mangueira é operada em baixas temperaturas.

Preferivelmente os enrolamentos e o material emfolha são aplicados sob tensão para proporcionar à mangueiraboa integridade estrutural.

Preferivelmente o material em folha na etapa (b)compreende duas camadas de reforço encaixando uma camada devedação, como descrito acima. Na modalidade preferida, umacamada de reforço interna, na forma em folha, é enrolada he-licoidalmente em torno do enrolamento interno e do mandril;então a camada de vedação, na forma em folha, é enrolada he-licoidalmente em torno do enrolamento interno e do mandril;então a camada de vedação, na forma em folha, é enrolada he-licoidalmente em torno da camada interna de reforço; então acamada externa de reforço, na forma em folha, é enrolada emtorno da camada de vedação. Usualmente diversas camadas devedação seriam aplicadas.

Preferivelmente os enrolamentos internos e exter-nos são aplicados em uma configuração helicoidal tendo omesmo passo, e a posição das bobinas do enrolamento externoestá em aproximadamente metade da extensão de passo desloca-da a partir da posição das bobinas do enrolamento interno.

É possível que a mangueira seja removida do man-dril antes da conexão de extremidade ser disposta dentro damesma. Alternativamente, a conexão de extremidade pode serdisposta dentro do restante da mangueira mediante desliza-mento do mandril interno ao longo da mesma até uma extremi-dade da mangueira, prendendo-se então o restante da manguei-ra à conexão de extremidade enquanto que a conexão de extre-midade e o restante da mangueira permanecem sobre o mandril.

Nos aspectos da invenção descritos acima, cada umdos elementos de agarramento compreende, tipicamente, umarame helicoidalmente enrolado. As bobinas dos arames sãodispostas, tipicamente, de tal modo que as mesmas estão des-locadas, umas das outras, por uma distância correspondendo àmetade do passo das bobinas. A finalidade dos arames é a deagarrar o corpo tubular firmemente entre os mesmos para man-ter as camadas do corpo tubular intactas e para proporcionarintegridade estrutural à mangueira. Os arames internos e ex-ternos podem ser, por exemplo, de aço doce, aço inoxidávelaustenítico ou alumínio. Se desejado, os arames podem sergalvanizados ou revestidos com um polímero.

Será considerado que embora os arames compondo oselementos de agarramento possam ter uma considerável resis-tência à tensão, o arranjo dos arames em enrolamentos signi-fica que os elementos de agarramento podem se deformar aoserem submetidos à tensão axial relativamente pequena. Qual-quer deformação significativa nos enrolamentos rapidamentedestruirá a integridade estrutural da mangueira.

A mangueira de acordo com a invenção pode ser pro-vida para uso em uma ampla variedade de condições, tais comotemperaturas acima de 100°C, temperaturas a partir de 0°Caté 100°C e temperaturas abaixo de 0°C. Com uma escolha ade-quada de material, a mangueira pode ser usada em temperatu-ras abaixo de -20°C, abaixo de -50°C ou mesmo de -100°C. Porexemplo, para transporte de LNG, a mangueira pode ter queoperar em temperaturas inferiores a -170°C, ou ainda inferi-ores. Adicionalmente, também é considerado que a mangueirapode ser usada para transportar oxigênio líquido (ponto deebulição de -180°C), ou nitrogênio líquido (ponto de ebuli-ção de -1960C), em cujo caso a mangueira pode precisar ope-rar em temperaturas de -2 000C ou inferiores.

A mangueira de acordo com a invenção também podeser provida para uso em diversos serviços diferentes. Tipi-camente, o diâmetro interno da mangueira variaria de aproxi-madamente 51 mm até aproximadamente 610 mm, mais tipicamentea partir de aproximadamente 203 mm até aproximadamente 406mm. Em geral, a pressão de operação da mangueira estaria nafaixa a partir de aproximadamente 4,93 atmosferas até apro-ximadamente 19,73 atmosferas, ou possivelmente até aproxima-damente 24,67 atmosferas. Essas pressões são relacionadas àpressão de operação da mangueira, e não à pressão de ruptura(a qual deve ser várias vezes superior). A taxa de fluxo vo-lumétrico depende do meio fluido, da pressão e do diâmetrointerno. Taxas de fluxo a partir de 1000 m3/h até 12.000m3/h são típicas.

A mangueira de acordo com a invenção também podeser provida para uso com materiais corrosivos, tais como á-cidos fortes.

Faz-se agora referência aos desenhos anexos, nosquais:

A Figura 1 é um diagrama esquemático mostrando osesforços básicos aos quais a mangueira de acordo com a pre-sente invenção pode ser submetida, em operação;

A Figura 2 é uma vista em seção transversal esque-mática de uma mangueira de acordo com a invenção;

A Figura 3 é uma vista em seção mostrando o arran-jo de uma camada de reforço da mangueira de acordo com a in-venção;

A Figura 4A é uma vista em seção mostrando o ar-ranjo de uma capa de reforço axial tubular da mangueira deacordo com a invenção, a capa de reforço axial estando emuma condição relaxada;

A Figura 4B é uma vista em seção mostrando o ar-ranjo de uma capa de reforço axial tubular da mangueira deacordo com a invenção, a capa de reforço axial estando emuma condição apertada;As Figuras 5A, 5B, 5C e 5D mostram quatro aplica-ções da mangueira de acordo com a presente invenção;

A Figura 6 é uma vista em seção transversal mos-trando a camada de vedação de uma mangueira de acordo com ainvenção;

A Figura 7 é uma vista em seção transversal mos-trando em mais detalhe uma camada de isolamento da mangueirada Figura 2; e

A Figura 8 é uma vista em seção transversal esque-mática de uma conexão de extremidade para uma mangueira, deacordo com a invenção.

A Figura 1 mostra os esforços aos quais uma man-gueira H é normalmente submetida durante uso. O esforço dearco é designado pelas setas HS e é o esforço que atua tan-gencialmente em relação à periferia da mangueira Η. O esfor-ço axial é designado pelas setas AS e é o esforço que atuaaxialmente ao longo da extensão da mangueira Η. O esforço deflexão é designado FS e é o esforço que atua transversalmen-te ao eixo longitudinal da mangueira H quando a mesma é fle-xionada. 0 esforço de torção é designado TS e é um esforçode giro que atua sobre o eixo longitudinal da mangueira. 0esforço de amassamento é designado CS e resulta das cargasaplicadas radialmente ao exterior da mangueira H.

0 esforço de arco HS é gerado pela pressão dofluido na mangueira Η. 0 esforço axial AS é gerado pelapressão do fluido na mangueira e também pela combinação dopeso do fluido na mangueira H e pelo peso da própria man-gueira Η. O esforço de flexão FS é causado pela exigência dese flexionar a mangueira H para posicionar a mesma adequada-mente, e pelo movimento da mangueira H durante uso. 0 esfor-ço de torção TS é causado pela torção da mangueira. Manguei-ra do estado da técnica é geralmente capaz de resistir aosesforços de arco HS, aos esforços de flexão FS e aos esfor-ços de torção TS, mas é menos capaz de resistir aos esforçosaxiais AS. Por essa razão, quando as mangueiras do estado datécnica foram submetidas a grandes esforços axiais AS asmesmas geralmente tinham que ser sustentadas, para minimizaros esforços axiais AS.

O problema de resistir aos esforços axiais AS foiresolvido pela presente invenção. Na Figura 2 uma mangueirade acordo com a invenção é designada genericamente pelo nu-merai 10. Para melhorar a clareza, o enrolamento das diver-sas camadas na Figura 2, e nas outras figuras, não foi mos-trado. A mangueira 10 compreende um corpo tubular 12 quecompreende uma camada interna 14 de reforço, uma camada ex-terna 16 de reforço, e uma camada de vedação 18 encaixadaentre as camadas 14 e 16. Uma capa 20 geralmente tubular, aqual proporciona reforço axial, é disposta em torno da su-perfície externa da camada externa 16 de reforço.

O corpo tubular 12 e a capa tubular 2 0 são dispos-tos entre um arame 22 interno helicoidalmente enrolado e umarame externo 24 helicoidalmente enrolado. Os arames 22 e24, interno e externo, são dispostos de modo que os mesmossão deslocados um do outro em uma distância correspondendo àmetade da extensão de passo das bobinas dos enrolamentos.

Uma camada isolante 26 é disposta em torno do ara-me externo 24. A camada isolante pode ser de um materialisolante convencional, tal como uma espuma de plástico, oupode ser de um material descrito abaixo com relação à Figura 7.

As camadas de reforço 14 e 16 compreendem tecidosfiados de um material sintético, tal como UHMWPE ou fibrasde aramida. A Figura 3 ilustra a camada interna 14 de refor-ço, a partir da qual será evidente que a camada interna 14de reforço compreende fibras 14a dispostas em uma direção Wde urdidura, e as fibras 14b dispostas em uma direção F detrama. Na Figura 3 apenas a camada 14 é mostrada, com a fi-nalidade de mais clareza. Descobrimos inesperadamente que aresistência axial da mangueira 10 pode ser aperfeiçoada me-diante disposição da camada interna 14 de reforço de talmodo que a direção W de urdidura esteja em um ângulo baixo,inferior a 20° e tipicamente em torno de 15° em relação aoeixo longitudinal da mangueira 10. Esse ângulo é indicadopelo símbolo a na Figura 3. A estrutura e a orientação dacamada externa 16 de reforço são substancialmente idênticasa da camada interna 14 de reforço; o ângulo α para a camadaexterna 16 de reforço pode ser o mesmo que, ou diferente do,ângulo α para a camada interna 14 de reforço.

A camada 18 de vedação compreende uma pluralidadede camadas de película plástica que são enroladas em tornoda superfície externa da camada interna 14 de reforço paraproporcionar uma vedação hermética a fluido entre a camadainterna 14 de reforço e a camada externa 16 de reforço.

A mangueira 10 inclui ainda uma camada 21 de re-forço disposta entre a camada 20 e os arames externos 24. Acamada 21 de reforço pode ter características similares àsda camada 20 e do corpo tubular 12.

A capa tubular 2 0 é formada de dois conjuntos defibra 2 0a e 2 0b que são trançadas para formar uma trança tu-bular. Isso é mostrado nas Figuras 4A e 4B - nessas Figurasapenas a capa tubular 20 é mostrada, com a finalidade demais clareza. Há espaços 28 entre os conjuntos de fibras 20ae 20b de modo que quando a capa tubular 2 0 é submetida a es-ticamento axial, as fibras 20a e 20b podem se contrair, sedeslocando para os espaços 28. Isso atua de uma forma a ten-tar reduzir o diâmetro da capa tubular 20, o que faz com quea mesma seja apertada em torno do corpo tubular 12, aumen-tando desse modo a integridade estrutural e a pressão deruptura da mangueira 10. A Figura 4B mostra a capa tubular20 na condição apertada.

A camada de vedação 18 é mostrada em mais detalhesna Figura 6. A provisão da camada de vedação 18 aperfeiçoa aresistência da mangueira em relação ao esforço de flexão FSe ao esforço de arco HS.

Como mostrado na Figura 8, a camada de vedação 18compreende uma pluralidade de camadas 18a de uma películafeita de um primeiro polímero (tal como um UHMWPE altamenteorientado) intercalado com uma pluralidade de camadas 18b deuma película feita de um segundo polímero (tal como PFTE ouFEP) , os dois polímeros tendo uma rigidez diferente. As ca-madas 18a e 18b foram enroladas em torno da superfície ex-terna da camada interna 14 de reforço para proporcionar umavedação hermética a fluido entre a camada interna 14 de re-forço e a camada externa 16 de reforço. Como mencionado aci-ma, as camadas 18a e 18b não têm necessariamente que serdispostas de uma forma alternada. Por exemplo, todas as ca-madas 18a poderiam ser dispostas juntas, e todas as camadas18b poderiam ser dispostas juntas.

A camada isolante 2 6 é mostrada em mais detalhesna Figura 7, que mostra a camada isolante 2 6 em mais deta-lhes. A camada isolante é voltada principalmente para o a-perfeiçoamento da resistência da mangueira em relação ao es-forço de flexão FS, e para o isolamento da mangueira.

A camada isolante 2 6 compreende uma camada interna2 6a que é formada de um poliuretano o qual foi pulverizado,despejado, ou de outra forma aplicado sobre o corpo tubular12 e sobre o arame externo 24. Após endurecimento, a camada26a de poliuretano forma uma matriz sólida dentro da qualestá embutido o arame externo 24. Isto ajuda a manter o ara-me externo 24 fixo em posição. Em uma modalidade preferida,a camada interna 2 6a é provida com bolhas de ar.

A camada isolante 2 6 inclui uma camada 2 6b sobre acamada 2 6a. A camada 2 6b compreende um tecido formado de fi-bras de basalto. A camada 26b proporciona a maioria das pro-priedades de isolamento da mangueira 10.

A camada isolante 2 6 inclui ainda uma camada 2 6csobre a camada 2 6b. A camada 2 6c compreende um UHMWPE talcomo DYNEEMA ou SPECTRA. A finalidade da camada 26c é prin-cipalmente a de proporcionar resistência contra esforços dearco e de flexão.

A camada isolante 2 6 inclui ainda uma camada decompressão 26d. A finalidade da camada de compressão 26d é ade comprimir a camada 26b, uma vez que descobrimos que aspropriedades de isolamento da camada 2 6b de tecido de basal-to são muito aperfeiçoadas sob compressão. A camada de com-pressão 2 6d pode, por exemplo, compreender uma corda ou caboo qual é enrolado apertadamente em torno da camada 26c. Pre-ferivelmente, a camada de compressão 2 6d compreende uma capade reforço axial semelhante à capa 2 0 descrita acima.

Uma camada de poliuretano adicional (não mostrada)contendo bolhas de gás pode ser provida sobre a camada 2 6dpara aperfeiçoar adicionalmente as propriedades de isolamen-to e a flutuabilidade da mangueira 10. Uma camada de poliu-retano ainda adicional (não mostrada) que não contém bolhasde gás pode ser provida sobre a camada de poliuretano con-tendo gás. A camada de poliuretano adicional poderia adicio-nalmente, ou em vez disso, ser provida dentro da camada 2 6d.Também é possível que a própria camada 2 6a contenha as bo-lhas de gás.

A mangueira 10 pode ser fabricada através da se-guinte técnica. Como uma primeira etapa o arame interno 22 éenrolado em torno de um mandril de suporte (não mostrado)para proporcionar um arranjo helicoidal tendo um passo dese-jado. O diâmetro do mandril de suporte corresponde ao diâme-tro interno desejado da mangueira 10. A camada interna 14 dereforço é então enrolada em torno do arame interno 22 e domandril de suporte, de tal modo que a direção W de urdiduraé ajustada no ângulo α desejado.

Diversas camadas das películas plásticas 18a, 18bcompondo a camada de vedação 18 são então enroladas em tornoda superfície externa da camada interna 14 de reforço. Usu-almente, as películas 18a e 18b teriam um comprimento subs-tancialmente menor do que o comprimento da mangueira 10, demodo que diversas extensões separadas das películas 18a e18b teriam que ser enroladas em torno da camada interna 14.As películas 18a e 18b são dispostas preferivelmente de umaforma alternada através da espessura da camada de vedação 18.Tipicamente poderia haver cinco camadas separadas das pelí-cuias 18a e 18b através da espessura da camada de vedação.

A camada externa 16 de reforço é então enrolada emtorno da camada de vedação 18, de tal modo que a direção Wde urdidura é ajustada no ângulo desejado (o qual pode sera, ou pode ser algum outro ângulo próximo de α) . A capa 20tubular de resistência axial é puxada sobre o lado externoda camada externa 16 de reforço. A camada 21 de reforço adi-cional é, então, enrolada em torno da capa 20. 0 arame ex-terno 24 é então enrolado em torno da camada 21 de reforçoadicional, para proporcionar um arranjo helicoidal tendo umpasso desejado. 0 passo do arame externo 24 normalmente se-ria idêntico ao passo do arame interno 22, e a posição doarame 24 normalmente seria tal que os enrolamentos do arame24 estariam deslocados a partir dos enrolamentos do arame 22por uma distância correspondendo à metade de uma extensão depasso; isso é ilustrado na Figura 2, onde a extensão de pas-so é designada p.

Uma resina de poliuretano é então pulverizada so-bre a superfície externa da camada 21 de reforço para formarum revestimento de resina sobre a camada 21 de reforço e so-bre o arame externo 24. Pode-se então deixar a resina endu-recer, para formar a camada 26a. A resina pode ser impregna-da com ar antes do endurecimento (tipicamente antes da pul-verização ou pintura) para proporcionar bolhas de gás namesma. A camada 2 6b de tecido de basalto é então enrolada emtorno da camada 2 6a de poliuretano, e a camada 2 6c de UHMWPEé então enrolada em torno da camada 2 6b. Finalmente, a cama-da 26d de compressão é aplicada sobre a camada 26c.

As extremidades da mangueira 10 podem ser vedadasmediante dobradura de uma luva sobre uma inserção dentro damangueira 10. Essa terminação é geralmente aplicada após amangueira 10 ter sido removida do mandril.

As extremidades da mangueira 10 podem ser vedadasutilizando-se a conexão de extremidade 200 mostrada na Figu-ra 8. Na Figura 8, a mangueira 10 não é mostrada, com a fi-nalidade de mais clareza. A conexão de extremidade 200 com-preende um elemento 2 02 interno tubular tendo uma extremida-de 2 02a de mangueira e uma extremidade posterior 2 02b. A co-nexão de extremidade 2 00 inclui ainda um elemento de vedaçãoque compreende um anel 2 04 de vedação PTFE e um anel 2 06fendido, de aço inoxidável, em torno do anel 2 04 de vedaçãoPTFE.

A conexão de extremidade 2 00 inclui ainda um meiode transferência de carga que compreende um elemento 208 deengate de mangueira, um elemento 210 de transferência decarga e um elemento de extremidade na forma de uma chapa 212no formato de disco. 0 elemento de transferência de cargacompreende uma chapa 214 no formato de disco e pelo menosuma haste 216 de transferência de carga. Na Figura 2 há duasdas hastes 216, mas é possível proporcionar três ou mais dashastes 216. Uma porca 218 de aperto é provida em cada haste216. As chapas 212 e 214 têm aberturas 212a e 214a, respec-tivamente, para receber as hastes 216.

As chapas 212 e 214 podem ser individualmente umaSimonplate, o elemento 2 02 de engate de mangueira pode serum Gedring e o anel 2 06 fendido pode ser um Ericring.

A chapa 212 é provida adicionalmente com aberturas212b, e a extremidade posterior 202b do elemento interno 202é provida com aberturas 2 02c. Parafusos 22 0 de fixação seestendem através das aberturas 2 02b e 212b para prender achapa 212 à extremidade posterior 2 02a do elemento interno202. Na Figura 2, há dois parafusos de fixação 220 e abertu-ras associadas, mas será considerado que um número menor oumaior de parafusos de fixação 220 e aberturas associadas po-deriam ser providos.

O elemento 2 08 de engate de mangueira é providocom um recesso helicoidal interno na forma de entalhes 208aque são adaptados para receber o arame externo 24 da man-gueira 10 nos mesmos. O elemento interno 2 02 é provido comum recesso helicoidal externo na forma de entalhes 2 02d quesão adaptados para receber nos mesmos o arame interno 22.

Será visto a partir da Figura 2 que, de modo semelhante aosarames internos e externos, 22 e 24, os entalhes 208a e 202dsão espaçados em metade de uma extensão de passo p.

O elemento interno 2 02 é provido com duas proje-ções circunferenciais 202e as quais estão localizadas sob oanel de vedação 204. As projeções 202e servem para aperfei-çoar a vedação do elemento tubular 2 0 entre o elemento in-terno 202 e o anel de vedação 2 04, e ajudam a impedir que oelemento tubular seja puxado inadvertidamente para fora daposição.

A mangueira 10 é presa à conexão de extremidade200 como a seguir. O elemento interno 202 é enfiado na ex-tremidade da mangueira 10, de modo que a mangueira 10 estejapróxima da chapa 212. 0 arame interno 22 é recebido nos en-talhes 2 02d e o arame externo 24 é recebido nos entalhes208a. 0 arame interno 22 e o arame externo 24 são reduzidosde modo que eles não se estendem ao longo do elemento inter-no 202 além dos entalhes 202d e 208a. O isolamento 26 tambémé reduzido até esse ponto. A camada interna 14 de reforçotambém é reduzida nesse ponto, ou em algum ponto antes dacamada interna 14 de reforço atingir o anel de vedação 2 04.Isto significa que a camada de vedação 18 engata diretamentea superfície externa do elemento interno 202. O restante docorpo tubular 12, contudo, pode se estender ao longo do ele-mento interno 2 02 entre o elemento interno 2 02 e o anel devedação 2 04.

O elemento 208 de engate de mangueira é então a-pertado para fazer com que o mesmo seja fixado sobre a man-gueira 10 trazendo o mesmo para engate firme com a mangueira10. As porcas 218 são então apertadas, o que induz algumatensão axial na mangueira 10, desse modo compensando qual-quer folga no sistema. Essas forças são transmitidas a par-tir do elemento 208 de engate de mangueira, para a chapa214, para a haste 216, para a chapa 212, e para a extremida-de posterior 202b do elemento interno 202. O elemento tubu-lar 20 é puxado de volta sobre a superfície superior do ele-mento 208 de engate de mangueira, e é preso às projeções208b que se estendem a partir da superfície superior do ele-mento 208 de engate de mangueira.

O corpo tubular 12 se estende sob o anel de veda-ção 204. Após o elemento 208 de engate de mangueira e asporcas 218 terem sido apertados, o anel fendido 2 06 é aper-tado para aumentar a força aplicada sobre o corpo tubular 12pelo anel de vedação 2 04.

A conexão de extremidade 200 é então resfriada atéuma baixa temperatura mediante nitrogênio líquido. Isso fazcom que o anel de vedação 2 04 se contraia relativamente maisdo que o anel fendido 2 06, de modo que é reduzida a forçacompressiva aplicada sobre o anel de vedação 204, pelo anelfendido 2 06. Enquanto o anel fendido 2 06 e o anel de vedação24 estão em uma temperatura relativamente baixa, o anel fen-dido 206 é outra vez apertado. A temperatura é então elevadaaté as condições ambientes, de modo que a força compressivasobre o anel fendido aumenta em virtude da maior expansão doanel de vedação 2 04 em relação ao anel fendido 2 06.

Isso completa a conexão de extremidade para a man-gueira 10. 0 elemento 208 de engate de mangueira proporcionaalguma vedação da extremidade da mangueira 2 08, e ajuda aadmitir as forças axiais na mangueira 10 em torno do anel devedação 2 04. 0 anel de vedação 2 04 proporciona o restante davedação da mangueira 10.

As Figuras 5A a 5D mostram três aplicações para amangueira 10. Em cada uma das Figuras 5A a 5C uma embarcaçãoflutuante de produção, armazenamento e carregamento ao largo(FPSO) 102 é ligada a um transportador 104 de LNG por inter-médio de uma mangueira 10 de acordo com a invenção. A man-gueira 10 carrega LNG a partir de um tanque de armazenamentodo FPSO 102 para um tanque de armazenamento do transportar104 de LNG. Na Figura 5A, a mangueira 10 está situada acimado nível 106 do mar. Na Figura 5B, a mangueira 10 é submersaabaixo do nível 106 do mar. Na Figura 5C, a mangueira 10flutua próximo à superfície do mar. Em cada caso a mangueira10 carrega o LNG sem qualquer suporte intermediário. Na Fi-gura 5D o transportador de LNG é ligado a uma instalação 108de armazenamento, baseada em terra através da mangueira 10.

A mangueira 10 pode ser usada para muitas outrasaplicações diferentes das aplicações mostradas nas Figuras5A a 5C. A mangueira 10 pode ser usada em condições criogê-nicas e não criogênicas.

Será considerado que a invenção descrita acima po-de ser modificada. Por exemplo, a capa tubular 20 poderiaestar localizada fora do arame externo 24. Além disso, amangueira 10 pode incluir camadas 14, 18 adicionais de re-forço, camadas de vedação 16 e/ou capas tubulares 20. Uma oumais, ou até mesmo todas, as camadas de vedação 18a podemser uma película metálica revestida com polímero, ou pelícu-la de polímero metalizada. Similarmente, uma ou mais, ou atémesmo todas, as camadas de vedação 18b podem ser uma pelícu-la metálica revestida com polímero ou película de polímerometalizada.

Claims (100)

1. Mangueira compreendendo um corpo tubular de ma-terial flexível disposto entre elementos de agarramento he-licoidais interno e externo, o corpo tubular servindo paratransportar fluido através da mangueira e para impedir vaza-mento de fluido através do corpo, o corpo tubular compreen-dendo uma camada de reforço interna envolta em torno do ele-mento de agarramento interno tubular, uma camada de vedaçãoenvolta em torno do elemento interno tubular, e uma camadade reforço interna envolta em torno da camada de vedação,pelo que as duas camadas de reforço imprensam a camada devedação entre as mesmas, CARACTERIZADA pelo fato de que amangueira compreende ainda um meio de reforço axial, em for-ma de uma trança genericamente tubular, que é adaptada parareduzir a deformação do corpo tubular quando o corpo tubularé submetido à tensão axial, e o meio de reforço axial é adi-cionalmente adaptado para exercer uma força radialmente paradentro pelo menos em parte do corpo tubular quando o meio dereforço axial é submetido à tensão axial.

2. Mangueira, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que o meio de reforço axial com-preende um revestimento genericamente tubular formado de umafolha de material fornecida em um formato tubular, de talmodo que o revestimento tubular possa manter a integridadede seu formato tubular quando submetido à tensão axial.

3. Mangueira, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADA por compreender dois ou mais dos referidos re-vestimentos tubulares.

4. Mangueira, de acordo com a reivindicação 1, 2ou 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a tensão em falha docorpo tubular e do meio de reforço axial estão compreendidasna faixa de 1% a 10%

5. Mangueira, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADA pelo fato de que o trançado é fornecido em umaforma triaxial.

6. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 5, CARACTERIZADA por compreender ainda umacamada de reforço entre o meio de reforço axial e o elementode agarramento externo.

7. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que o meio dereforço axial está disposto entre duas camadas do corpo tu-bular.

8. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que o meio dereforço axial está disposto entre a camada de reforço exter-no e o elemento de agarramento externo.

9. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações Ia 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpotubular, o meio de reforço axial e as camadas de reforço sãotodas feitas do mesmo material polimérico.

10. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a ou cadacamada de reforço compreende um tecido trançado formado defibras dispostas em uma direção de urdidura e de trama, e emque a ou cada camada de reforço é disposta de tal modo que adireção de urdidura esteja em um ângulo menor do que 20° emrelação ao eixo longitudinal da mangueira.

11. Mangueira, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADA pelo fato a camada de reforço é disposta detal modo que a direção de urdidura está em um ângulo menordo que 10° em relação ao eixo longitudinal da mangueira.

12. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 11, CARACTERIZADA pelo fato de que a camadade reforço compreende um polietileno com peso molecular ul-tra elevado.

13. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 12, CARACTERIZADA pelo fato de que o meio dereforço axial compreende um polietileno com peso molecularultra elevado, fibras de aramida ou fibras de poliéster.

14. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 13, CARACTERIZADA pelo fato de que a camadade vedação compreende um polietileno com peso molecular ul-tra elevado ou um copolimero de hexafluoropropileno e tetra-fluoroetileno.

15. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 14, CARACTERIZADA pelo fato de que a camadade vedação inclui ainda pelo menos uma camada parcial ou to-talmente compreendendo um metal ou óxido de metal.

16. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 13, CARACTERIZADA pelo fato de que a camadade vedação compreende pelo menos duas películas poliméricas,uma das películas sendo feita de um primeiro polímero e aoutra das películas sendo feita de um segundo polímero dife-rente do primeiro polímero, em que uma das películas é maisrígida do que a outra película, pelo que uma tensão de de-formação diferencial está presente nas propriedades do mate-rial na pressão e temperatura operacionais.

17. Mangueira, de acordo com a reivindicação 16,CARACTERIZADA pelo fato de que a película externa é mais rí-gida do que a película interna.

18. Mangueira, de acordo com a reivindicação 16 ou-17, CARACTERIZADA pelo fato de que as películas poliméricasda camada de vedação compreendem um poliéster, uma poliami-da, uma poliolefina ou um fluoropolímero.

19. Mangueira, de acordo com a reivindicação 16,-17 ou 18, CARACTERIZADA pelo fato de que uma das películaspoliméricas da camada de vedação compreende uma poliolefinae a outra das películas poliméricas compreende um fluoropo-límero.

20. Mangueira, de acordo com a reivindicação 18 ou-19, CARACTERIZADA pelo fato de que uma das películas polimé-ricas da camada de vedação compreende um polietileno comdensidade ultra elevada altamente orientado.

21. Mangueira, de acordo com a reivindicação 18,-19 ou 20, CARACTERIZADA pelo fato de que uma das películaspoliméricas da camada de vedação compreende um copolímero dehexafluoropropileno e tetrafluoroetileno.

22. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 16 a 21, CARACTERIZADA pelo fato de que a camadade vedação compreende uma pluralidade de camadas de cada umadas películas poliméricas, as camadas sendo dispostas de mo-do que os primeiro e segundo polímeros alternam através daespessura da camada de vedação.

23. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 16 a 22, quando dependente da reivindicação 15,CARACTERIZADA pelo fato de que a camada de metal ou de óxidode metal é uma camada de película metálica ou de óxido metá-lico, ou uma película de óxido metálico ou metálica revesti-da com polímero, ou uma película de polímero metalizada comum metal ou óxido de metal.

24. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 23, CARACTERIZADA por compreender ainda umacamada de isolamento.

25. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 23, CARACTERIZADA por compreender ainda umamatriz de resina curada disposta em torno do arame externo,o arame externo estando pelo menos parcialmente embutido namatriz de resina a fim de limitar o movimento relativo entreo arame externo e o resto da mangueira.

26. Mangueira, de acordo com a reivindicação 25,CARACTERIZADA pelo fato de que a resina não curada formandoa matriz de resina é um material que pode ser aplicado aoelemento tubular em forma líquida.

27. Mangueira, de acordo com a reivindicação 25 ou 26, CARACTERIZADA pelo fato de que a matriz de resina é umpoliuretano.

28. Mangueira, de acordo com a reivindicação 25, 26 ou 27, CARACTERIZADA por compreender ainda uma camada deisolamento que compreende um tecido formado de fibras de ba-salto.

29. Mangueira, de acordo com a reivindicação 28,CARACTERIZADA por compreender ainda uma camada de compressãoem torno do tecido de basalto, a qual serve para comprimir otecido de basalto.

30. Mangueira, de acordo com a reivindicação 29,CARACTERIZADA pelo fato de que a camada de compressão com-preende um polietileno com peso molecular ultra elevado.

31. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 30, CARACTERIZADA por compreender ainda umacamada de matéria plástica em torno do elemento tubular, amatéria plástica contendo bolhas de gás na mesma.

32. Mangueira, de acordo com a reivindicação 31,CARACTERIZADA pelo fato de que a matéria plástica é um poli-uretano.

33. Mangueira, de acordo com a reivindicação 31 ou-32, CARACTERIZADA pelo fato de que a matéria plástica é a-plicada ao corpo tubular por pulverização da matéria plásti-ca, em forma liquida, sobre a superfície do corpo tubular, aseguir deixando-a curar.

34. Mangueira, de acordo com a reivindicação 31,-32 ou 33, CARACTERIZADA pelo fato de que as bolhas de gássão incorporadas por injeção do gás na matéria plástica, an-tes da pulverização, enquanto ainda está em uma forma liquida.

35. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 31 a 34, CARACTERIZADA por compreender ainda umacamada adicional de matéria plástica, que não contém nenhumaquantidade substancial de bolhas de gás, disposta sobre amatéria plástica que contém gás.

36. Mangueira, de acordo com a reivindicação 35,CARACTERIZADA pelo fato de que a camada adicional de matériaplástica é um poliuretano.

37. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 31 a 36, CARACTERIZADA pelo fato de que a gravi-dade especifica geral da mangueira é menor do que 0,8.

38. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 37, CARACTERIZADA por compreender ainda umaconexão de extremidade que compreende: um elemento internoadaptado para ser disposto pelo menos parcialmente no inte-rior da mangueira; um elemento de vedação adaptado para ve-dar pelo menos parte do corpo tubular totalmente em torno dacircunferência entre o elemento de vedação e o elemento in-terno; e um meio de transferência de carga, separado, adap-tado para transferir cargas axiais aplicadas à mangueira emtorno do elemento de vedação a fim de reduzir ou eliminar acarga axial na mangueira entre o elemento de vedação e o e-lemento interno.

39. Mangueira, de acordo com a reivindicação 37,CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento interno é substan-cialmente cilíndrico, e o elemento de vedação tem a forma deum anel adaptado para receber o elemento interno no mesmo,de modo que o corpo tubular possa ser fixado entre a super-fície externa do elemento interno e a superfície interna doanel.

40. Mangueira, de acordo com a reivindicação 38 ou-39, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento de vedaçãocompreende um anel de vedação interno e um anel fendilhadoexterno o qual pode ser apertado a fim de forçar o anel devedação para engate com o corpo tubular e o elemento interno.

41. Mangueira, de acordo com a reivindicação 40,CARACTERIZADA pelo fato de que o anel fendilhado é de açoinoxidável e o anel de vedação é de politetrafluoroetileno.

42. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 38 a 41, CARACTERIZADA pelo fato de que o meiode transferência de carga compreende um elemento de engatede mangueira, um elemento de transmissão de carga e um ele-mento extremo fixado ao elemento interno, o arranjo sendotal que o elemento de vedação é disposto entre o elemento detransmissão de carga e o elemento extremo, e que o elementode engate de mangueira e o elemento extremo são conectadosatravés do elemento de transmissão de carga.

43. Mangueira, de acordo com a reivindicação 41,CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento de engate de man-gueira é adaptado para engatar a mangueira de tal modo quepelo menos parte das forças axiais no interior da mangueiraé transferida da mangueira para o elemento de engate de man-gueira.

44. Mangueira, de acordo com a reivindicação 42 ou-43, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento interno e oelemento de engate de mangueira incluem, individualmente,uma parte configurada para receber os elementos de agarra-mento interno e externo da mangueira.

45. Mangueira, de acordo com a reivindicação 41,- 42 ou 43, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento detransferência de carga compreende uma chapa de transferênciade carga tendo uma abertura adaptada para receber a manguei-ra através da mesma, a chapa tendo uma superfície engatávelcom o elemento de engate de mangueira, pelo que cargas podemser transferidas do elemento de engate de mangueira para achapa.

46. Mangueira, de acordo com a reivindicação 45,CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento de transferênciade carga inclui ainda uma haste de transferência de cargafixada entre a chapa e o elemento extremo para transferircargas da chapa para o elemento extremo.

47. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 38 a 4 6, CARACTERIZADA pelo fato de que- o ele-mento interno tem uma extremidade de mangueira a qual é a-daptada para se estender no interior de uma parte extrema damangueira, e uma extremidade de cauda distante da extremida-de da mangueira, e em que o elemento extremo é disposto emum lado do elemento de vedação, adjacente à extremidade decauda, e o elemento de engate de mangueira é disposto no ou-tro lado do elemento de vedação adjacente à extremidade demangueira.

48. Mangueira compreendendo um corpo tubular dematerial flexível disposto entre arames helicoidalmente en-rolados interno e externo, o corpo tubular compreendendo umacamada de vedação encaixada entre uma camada de reforço in-terna e uma externa, CARACTERIZADA pelo fato de que a camadade vedação compreende pelo menos uma película polimérica euma película polimérica revestida ou metalizada com um metalou um óxido de metal.

49. Mangueira, de acordo com a reivindicação 48,CARACTERIZADA pelo fato de que a camada de vedação incluiainda pelo menos uma camada que compreende, parcial ou to-talmente, um metal ou óxido de metal.

50. Mangueira, de acordo com a reivindicação 48 ou-49, CARACTERIZADA pelo fato de que a película externa é maisrígida do que a película interna.

51. Mangueira, de acordo com a reivindicação 48,49 ou 50, CARACTERIZADA pelo fato de que as películas poli-méricas compreendem um poliéster, uma poliamida, uma polio-lefina ou um fluoropolímero.

52. Mangueira, de acordo com a reivindicação 48,-49, 50 ou 51, CARACTERIZADA pelo fato de que uma das pelícu-las poliméricas compreende uma poliolefina e a outra das pe-lículas poliméricas compreende um fluoropolímero.

53. Mangueira, de acordo com a reivindicação 51 ou-52, CARACTERIZADA pelo fato de que a poliolefina compreendeum polietileno com densidade ultra elevada, altamente orientado.

54. Mangueira, de acordo com a reivindicação 51,-52 ou 53, CARACTERIZADA pelo fato de que o fluoropolímerocompreende um copolímero de hexafluoropropileno e tetrafluo-roetileno.

55. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 4 8 a 54, CARACTERIZADA pelo fato de que a camadade vedação compreende uma pluralidade de camadas de cada umadas películas poliméricas, as camadas sendo dispostas de mo-do que os primeiro e segundo polímeros alternam através daespessura da camada de vedação.

56. Mangueira compreendendo um corpo tubular dematerial flexível disposto entre arames interno e externo,helicoidalmente enrolados, CARACTERIZADA por uma matriz deresina curada disposta em torno do corpo tubular, o arameexterno estando pelo menos parcialmente embutido na matrizde resina a fim de limitar movimento relativo entre o arameexterno e o resto da mangueira.

57. Mangueira, de acordo com a reivindicação 56,CARACTERIZADA pelo fato de que a resina não curada formandoa matriz de resina é um material que pode ser aplicado aoelemento tubular em forma líquida.

58. Mangueira, de acordo com a reivindicação 56 ou- 57, CARACTERIZADA pelo fato de que a matriz de resina é umpoliuretano.

59. Mangueira, de acordo com a reivindicação 56,- 57 ou 58, CARACTERIZADA por compreender ainda uma camada deisolamento compreendendo um tecido formado de fibras de ba-salto.

60. Mangueira, de acordo com a reivindicação 59,CARACTERIZADA por compreender ainda uma camada de compressãoem torno do tecido de basalto, que serve para comprimir otecido de basalto.

61. Mangueira, de acordo com a reivindicação 60,CARACTERIZADA pelo fato de que a camada de compressão com-preende um polietileno com peso molecular ultra elevado.

62. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 56 a 61, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpotubular compreende pelo menos uma camada de reforço e pelomenos uma camada de vedação.

63. Mangueira, de acordo com a reivindicação 62,CARACTERIZADA pelo fato de que o corpo tubular compreendeduas das referidas camadas de reforço com a camada de veda-ção encaixada entre as mesmas.

64. Mangueira, de acordo com a reivindicação 62 ou-63, CARACTERIZADA pelo fato de que a ou cada camada de re-forço compreende um polietileno com peso molecular ultra e-levado.

65. Mangueira, de acordo com a reivindicação 62,- 63 ou 64, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada de vedaçãocompreende um fluoropolimero ou um polietileno com peso mo-lecular ultra elevado.

66. Mangueira compreendendo um corpo tubular dematerial flexível disposto entre elementos de agarramentointerno e externo, CARACTERIZADA por uma camada de materialplástico em torno do elemento tubular, e compreendendo aindauma camada de isolamento compreendendo um tecido formado defibras de basalto.

67. Mangueira, de acordo com a reivindicação 66,CARACTERIZADA pelo fato de que ainda compreende uma camadade compressão ao redor do tecido de basalto que serve paracomprimir o referido tecido.

68. Mangueira, de acordo com a reivindicação 66 ou- 67, CARACTERIZADA pelo fato de que o material plástico con-tém bolhas de gás dentro dele.

69. Mangueira, de acordo com a reivindicação 66, 67 ou 68, CARACTERIZADA pelo fato de que o material plásticoé poliuretano.

70. Mangueira, de acordo com a reivindicação 66, 67, 68 ou 69, CARACTERIZADA pelo fato de que o materialplástico é aplicado no corpo tubular por pulverização do ma-terial plástico, em forma liquida, sobre a superfície docorpo tubular, a seguir deixando-o curar.

71. Mangueira, de acordo com a reivindicação 68,- 69 ou 70, CARACTERIZADA pelo fato de que as bolhas de gáspodem ser incorporadas por injeção do gás no material plás-tico, antes da pulverização, enquanto está ainda em uma for-ma líquida.

72. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 66 a 71, CARACTERIZADA por compreender ainda umacamada adicional de material plástico, que não contém nenhu-ma quantidade substancial de bolhas de gás, disposta sobre omaterial plástico contendo gás.

73. Mangueira, de acordo com a reivindicação 72,CARACTERIZADA pelo fato de que a camada adicional de materi-al plástico é um poliuretano.

74. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 66 a 73, CARACTERIZADA pelo fato de que a man-gueira tem uma gravidade específica geral menor do que 0,8.

75. Mangueira compreendendo um corpo tubular dematerial flexível disposto entre um arame interno e um ex-terno helicoidalmente enrolados, o corpo tubular servindopara transportar fluido através da mangueira e para impedirvazamento de fluido através do corpo, CARACTERIZADA pelo fa-to de que a mangueira compreende ainda uma conexão de extre-midade que compreende um elemento interno adaptado para serdisposto pelo menos parcialmente no interior da mangueira;um elemento de vedação adaptado para vedar pelo menos partedo corpo tubular totalmente em torno da circunferência entreo elemento de vedação e o elemento interno; e um meio detransferência de carga separado adaptado para transferircargas axiais aplicadas na mangueira em torno do elemento devedação a fim de reduzir ou eliminar a carga axial na man-gueira entre o elemento de vedação e o elemento interno, eonde o elemento de vedação é adaptado para vedar-se ao corpotubular independentemente da aplicação das cargas axiais en-tre a mangueira e o elemento interno.

76. Mangueira, de acordo com a reivindicação 75,CARACTERIZADA pelo fato de que o meio de transferência decarga compreende um elemento de engate, o elemento de engatede mangueira sendo adaptado para fixar uma parte da manguei-ra a qual é dobrada sobre uma parte externa do elemento deengate de mangueira.

77. Mangueira, de acordo com a reivindicação 76,CARACTERIZADA por compreender ainda um meio de reforço axialna forma de um trançado em torno do corpo tubular, e em queo trançado é a parte da mangueira que é dobrada sobre a par-te externa do elemento tubular.

78. Mangueira, de acordo com a reivindicação 75,-76 ou 77, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpo tubular es-tende-se entre o elemento interno e o elemento de vedação.

79. Mangueira, de acordo com a reivindicação 75,-76, 77 ou 78, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpo tubularcompreende pelo menos uma camada de reforço e pelo menos umacamada de vedação.

80. Método de fabricar uma mangueira,CARACTERIZADO por compreender:a) enrolar um arame em torno de um mandriltubular para formar uma bobina interna;b) enrolar um material em folha em torno domandril tubular e da bobina interna para fornecer um corpotubular formado do material em folha;c) puxar um revestimento de reforço axialtubular sobre uma extremidade livre do mandril, de modo queo mandril estenda-se no interior do revestimento de reforçoaxial, a seguir puxando o revestimento de reforço axial aolongo do mandril de modo que pelo menos parcialmente cubra ocorpo tubular, em que o revestimento de reforço axial é a-daptado para reduzir a deformação do corpo tubular quando ocorpo tubular é submetido à tensão axial, e é adaptado paraexercer uma força radialmente interna pelo menos em parte docorpo tubular quando o revestimento de reforço axial é sub-metido à tensão axial;d) enrolar um arame em torno do revestimen-to de reforço axial para formar uma bobina externa;e) fixar as extremidades da mangueira pro-duzida na etapa (d); ef) retirar a mangueira do mandril.

81. Método, de acordo com a reivindicação 80,CARACTERIZADO pelo fato de que as bobinas e o material emfolha são aplicados sob tensão.

82. Método, de acordo com a reivindicação 80 ou 81, CARACTERIZADO pelo fato de que o material em folha naetapa (b) compreende duas camadas de reforço e uma camada devedação encaixada entre as mesmas.

83. Método, de acordo com a reivindicação 82,CARACTERIZADO pelo fato de que uma camada de reforço inter-na, em forma de folha, é envolta helicoidalmente em torno dabobina interna e do mandril; a seguir a camada de vedação,em forma de folha, é envolta helicoidalmente em torno da ca-mada de reforço interna; então uma camada de reforço exter-na, em forma de folha, é envolta em torno da camada de vedação.

84. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 80 -a 83, CARACTERIZADO pelo fato de que as bobinasinterna e externa são aplicadas em uma configuração helicoi-dal tendo substancialmente o mesmo passo, e a posição dasespiras da bobina externa é posicionada deslocada de uma me-tade de comprimento de passo em relação à posição da espirasda bobina interna.

85. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 80 a 84, CARACTERIZADO por compreender ainda as e-tapas de:g) aplicar uma resina liquida aerada curá-vel sobre o arame externo;h) permitir que a resina cure para formarum revestimento de plástico sólido contendo bolhas de gás nomesmo.

86. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 80 a 85, CARACTERIZADO por compreender entre as e-tapas (c) e (d) a etapa de enrolar uma camada de reforço emtorno do revestimento de reforço axial.

87. Método de fabricar uma mangueira compreendendo:a) enrolar um arame em torno de um mandriltubular para formar uma bobina interna;b) enrolar um material em folha em torno domandril tubular e da bobina interna para fornecer um corpotubular formado do material em folha;c) enrolar um arame em torno do corpo tubu-lar para formar uma bobina externa; ed) retirar a mangueira do mandril;CARACTERIZADO pelas seguintes etapas:e) dispor um elemento interno em uma extre-midade aberta da mangueira;f) fixar um meio de transferência de cargaem uma superfície externa da mangueira; eg) fixar um elemento de vedação em uma su-perfície externa do corpo tubular.

88. Método, de acordo com a reivindicação 87,CARACTERIZADO por compreender ainda a seguinte etapa entre aetapa (b) e (c) :(h) puxar um elemento de reforço axial tubu-lar sobre uma extremidade livre do mandril, de modo que omandril se estenda no interior do elemento de reforço axial,a seguir puxar o elemento de reforço axial ao longo do man-dril de modo que ele, pelo menos parcialmente, cubra o corpotubular.

89. Método, de acordo com a reivindicação 88, emque o meio de reforço axial é fixado pelo meio de transfe-rência de carga, CARACTERIZADO por compreender ainda a se-guinte etapa após a etapa (f):(i) dobrar o elemento de reforço axial tubu-lar sobre uma parte do meio de reforço axial.

90. Mangueira compreendendo um corpo tubular dematerial flexível disposto entre elementos de agarramentohelicoidais interno e externo, o corpo tubular servindo paratransportar fluido através da mangueira e para impedir vaza-mento de fluido através do corpo, o corpo tubular compreen-dendo pelo menos uma camada de reforço e pelo menos uma ca-mada de vedação, a referida mangueira sendo CARACTERIZADApelo fato de que compreende ainda uma conexão de extremidadeajustada a uma extremidade da mangueira para vedar a extre-midade de mangueira, em que a conexão de extremidade compre-ende: um elemento interno adaptado para ser disposto pelomenos parcialmente dentro da mangueira, e um anel de vedaçãoadaptado para vedar pelo menos parte do corpo tubular entreo anel de vedação e o elemento interno; em que o elemento devedação compreende um anel de vedação e um elemento de com-pressão para compressão do anel de vedação em engate de ve-dação com a parte do corpo tubular, e o elemento de compres-são é apertável contra o elemento de vedação de modo a sele-tivamente aumentar ou diminuir a força de compressão do ele-mento de compressão contra o elemento de vedação, o elementode compressão sendo feito de um material que contrai menosdo que o anel de vedação quando submetido a resfriamento.

91. Mangueira compreendendo um corpo tubular dematerial flexível disposto entre elementos de agarramentohelicoidais interno e externo, o corpo tubular compreendendouma camada de vedação disposta entre camadas de reforço in-terna e externa, e ainda compreendendo um meio de reforçoaxial adaptado para reduzir a deformação do corpo tubularquando o corpo tubular é submetido a tensão axial, e o meiode reforço axial sendo ainda adaptado para exercer uma forçainterna radialmente em pelo menos parte do corpo tubularquando o meio de reforço axial é submetido a tensão axial, areferida mangueira sendo CARACTERIZADA pelo fato de que pelomenos uma das camadas de reforço interna e externa, a camadade vedação e o meio de reforço axial são feitos de um polie-tileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE).

92. Mangueira, de acordo com a reivindicação 91,CARACTERIZADA pelo fato de que o UHMWPE tem peso molecularmédio acima de 400.000.

93. Mangueira, de acordo com a reivindicação 91,CARACTERIZADA pelo fato de que o UHMWPE tem peso molecularmédio acima de 800.000.

94. Mangueira, de acordo com a reivindicação 91,CARACTERIZADA pelo fato de que o UHMWPE tem peso molecularmédio acima de 1.000.000.

95. Mangueira, de acordo com a reivindicação 92,-93 ou 94, CARACTERIZADA pelo fato de que o UHMWPE tem pesomolecular médio não superior a 15.000.000.

96. Mangueira, de acordo com a reivindicação 91,CARACTERIZADA pelo fato de que o UHMWPE tem peso molecularmédio entre aproximadamente 1.000.000 e 6.000.000.

97. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 91 a 96, CARACTERIZADA pelo fato de que o UHMWPEfoi esticado pelo menos de 2 a 5 vezes em uma direção e pelomenos de 10 a 15 vezes em outra direção.

98. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 91 a 97, CARACTERIZADA pelo fato de que o UHMWPEtem uma orientação paralela maior que 90%.

99. Mangueira, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 91 a 98, CARACTERIZADA pelo fato de que o UHMWPEtem uma cristalinidade maior que 70%.

100. Mangueira, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 91 a 99, CARACTERIZADA pelo fato de que cadaum dentre as camadas de reforço interna e externa, camada devedação e meio de reforço axial são feitos de um UHMWPE.