BR102015002861B1

BR102015002861B1 - equipment and method of bending and bending tubes by internal action

Info

Publication number: BR102015002861B1
Application number: BR102015002861-0A
Authority: BR
Inventors: João Carlos De Freitas; Sebastian Araujo; Eduardo Hwang; Simon Ricardo Sanandres; Lucas Souto Carneiro
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A - Petrobras; Sertub Indústria E Comercio Ltda
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2021-05-25
Also published as: BR102015002861A2

Abstract

EQUIPAMENTO E MÉTODO DE DOBRA E FLEXÃO DE TUBOS POR AÇÃO INTERNA. Refere-se a presente invenção a um equipamento e a um método de dobra e flexão de tubos por ação interna cujo princípio de funcionamento consiste na aplicação de duas forças simultâneas longitudinais, sendo uma em cada extremidade do equipamento, e o uso de sistemas de cunha e contracunha para converter as forças longitudinais em radiais, gerando desta forma, um momento fletor, que curva o tubo. O referido equipamento compreende um corpo principal, com formato substancial de um bloco retangular, um sistema de aplicação de forças, que atua simultaneamente nas extremidades do corpo principal e usa um sistema de cunha e contracunha para mudar a direção da força, um sistema de contenção de deformações e um sistema de translação e retração do equipamento. A dobra do tubo é realizada ao se posicionar o equipamento no trecho de tubo a ser curvado; acionar o sistema de contenção de deformações, acionar o sistema de aplicação de força, retrair os elementos atuadores do sistema de aplicação de forças de modo que os mesmos retornem à posição original; retrair o sistema de contenção de deformações e mover o equipamento até o trecho (...).EQUIPMENT AND METHOD OF BENDING AND BENDING PIPES BY INTERNAL ACTION. The present invention refers to an equipment and a method of bending and bending tubes by internal action whose operating principle consists of the application of two simultaneous longitudinal forces, one at each end of the equipment, and the use of wedge systems and counter-wedge to convert longitudinal forces into radial ones, thus generating a bending moment, which bends the tube. Said equipment comprises a main body, substantially shaped like a rectangular block, a force application system, which acts simultaneously on the ends of the main body and uses a wedge and counter-wedge system to change the direction of force, a containment system of deformations and a system of translation and retraction of the equipment. The bending of the tube is performed by positioning the equipment in the section of tube to be bent; activate the deformation containment system, activate the force application system, retract the actuating elements of the force application system so that they return to their original position; retract the deformation containment system and move the equipment to the section (...).

Description

APPLICATION FIELD

[001] A presente invenção encontra seu campo de aplicação dentre os equipamentos e métodos para dobrar, fletir ou curvar um tubo. Mais especificamente, a presente invenção se refere a um equipamento e a um método para dobrar, fletir ou curvar um tubo a partir de seu interior.[001] The present invention finds its field of application among the equipment and methods for bending, bending or bending a tube. More specifically, the present invention relates to an equipment and a method for bending, bending or bending a tube from its interior.

FUNDAMENTALS OF THE INVENTION

[002] Dutos e tubulações são condutos destinados geralmente ao transporte de fluidos. Uma tubulação pode ser definida como um conjunto de tubos de tamanhos padronizados dispostos em série e unidos por suas extremidades. Diversas indústrias como a de processamento, indústrias químicas, refinarias de petróleo, indústrias petroquímicas, indústrias alimentícias e farmacêuticas, fazem amplo uso de tubulações em seus mais variados processos, o que pode representar até 25% do custo total de uma instalação industrial. Na exploração e produção de petróleo, tanto em terra quanto no mar, dutos e tubulações são empregados em diversos processos, como o de perfuração, completação, injeção de fluido em reservatório, recuperação e elevação de hidrocarbonetos, transporte e outros.[002] Ducts and pipes are conduits generally intended for the transport of fluids. A pipe can be defined as a set of standard-sized pipes arranged in series and joined by their ends. Several industries such as processing, chemical industries, oil refineries, petrochemical industries, food and pharmaceutical industries, make extensive use of pipelines in their most varied processes, which can represent up to 25% of the total cost of an industrial installation. In oil exploration and production, both on land and at sea, pipelines and pipes are used in various processes, such as drilling, completion, injection of fluid into a reservoir, recovery and elevation of hydrocarbons, transport and others.

[003] O transporte de fluido por meio de dutos e tubulações, principalmente na indústria do petróleo, exige que tais tubulações passem por caminhos sinuosos, onde há uma descontinuidade na trajetória linear da tubulação, o que torna necessário o emprego de tubos curvados ou dobrados com os mais variados raios de curvatura. A indústria de processamento também faz uso em larga escala de tubos curvados ou dobrados em suas plantas de produção, o que dá a dimensão da importância da atividade de curvar tubos.[003] The transport of fluid through pipelines and pipes, mainly in the oil industry, requires that such pipes pass through winding paths, where there is a discontinuity in the linear trajectory of the pipe, which makes it necessary to use curved or bent pipes with the most varied radii of curvature. The processing industry also makes large-scale use of bent or bent tubes in their production plants, which gives a dimension of the importance of the activity of bending tubes.

[004] Atualmente, os métodos mais comuns para produzir curvatura em tubos usam equipamentos que desempenham tal atividade a partir do exterior do tubo, onde basicamente uma das extremidades do tubo é apoiada e a outra sofre uma força no sentido radial, o que promove a curvatura. Adicionalmente, também são empregados métodos de curvatura e flexão do tubo por aquecimento e por indução. Entretanto, tais métodos não podem ser realizados por equipamentos portáveis, tampouco se aplicariam a tubos espessos. Além disto, o aquecimento em si pode alterar as características metalúrgicas (refinamento de grãos) e de desempenho do material do tubo (resistência mecânica e tenacidade a trincas).[004] Currently, the most common methods to produce bending in tubes use equipment that perform such activity from the outside of the tube, where basically one of the tube ends is supported and the other is subjected to a radial force, which promotes curvature. Additionally, heating and induction tube bending and bending methods are also employed. However, such methods cannot be performed by portable equipment, nor would they apply to thick tubes. Furthermore, the heating itself can change the metallurgical characteristics (grain refinement) and the performance of the tube material (mechanical strength and crack toughness).

[005] O documento de patente GB1377015(A) de titularidade da empresa Aremco - Vulcan descreve e reivindica um equipamento para curvar tubos que compreende um primeiro membro com uma periferia arqueada, no qual existe um sulco, e um segundo membro. O dito primeiro membro e o segundo membro são montados de modo pivotável entre si, de maneira que possam dobrar um tubo inserido entre eles. Os mesmos também são dotados de uma cadeia flexível de blocos adjacentes e de elementos rolantes no segundo membro, onde a cadeia de blocos pode ser enrolada no primeiro membro por meio do movimento pivotante dos membros.[005] Patent document GB1377015(A) owned by the company Aremco - Vulcan describes and claims an equipment for bending tubes that comprises a first member with an arcuate periphery, in which there is a groove, and a second member. Said first member and second member are pivotally mounted to each other so that they can bend a tube inserted between them. They are also provided with a flexible chain of adjacent blocks and rolling elements on the second member, where the chain of blocks can be wound on the first member by means of pivotal movement of the members.

[006] Pela breve descrição do equipamento acima percebe-se que o mesmo promove uma curvatura em tubos a partir de seu exterior, o que pode provocar fragilidades na estrutura do tubo bem como causa danos a seu revestimento externo. Esta configuração também seria pouco precisa, principalmente na tarefa de curvar tubos com paredes espessas.[006] From the brief description of the equipment above, it can be seen that it promotes a bending in tubes from its outside, which can cause weaknesses in the tube structure as well as damage its external coating. This configuration would also be inaccurate, especially in the task of bending thick-walled pipes.

[007] O pedido de patente US20110271734A1 descreve e reivindica um equipamento para curvar tubos, dotado de um suporte rígido, que é guiado por uma cunha pivotante. Um acoplamento aplica uma força à cunha a partir de um atuador em uma direção paralela ao eixo longitudinal do suporte rígido. O suporte rígido pivota em um primeiro fulcro e a cunha desliza em um leito pivotado em um segundo fulcro. O atuador direciona a cunha entre o suporte rígido e o leito para rotacionar o suporte rígido a partir do primeiro fulcro e desta forma dobrar o tubo, que está assentado no suporte rígido.[007] Patent application US20110271734A1 describes and claims an equipment for bending tubes, provided with a rigid support, which is guided by a pivoting wedge. A coupling applies a wedge force from an actuator in a direction parallel to the longitudinal axis of the rigid support. The rigid support pivots on a first fulcrum and the wedge slides on a bed pivoted on a second fulcrum. The actuator directs the wedge between the rigid support and the bed to rotate the rigid support from the first fulcrum and in this way bend the tube, which is seated on the rigid support.

[008] De acordo com a breve descrição do documento acima, verifica-se que o inventor faz uso do efeito cunha para a conversão da força longitudinal em força transversal, o que se traduz em vantagens do ponto de vista mecânico para a curvatura de tubos, uma vez que permite que o dito suporte rígido seja rotacionado mantendo uma força constante.[008] According to the brief description of the document above, it appears that the inventor makes use of the wedge effect for the conversion of longitudinal force into transverse force, which translates into advantages from a mechanical point of view for the bending of tubes , as it allows said rigid support to be rotated while maintaining a constant force.

[009] Embora este equipamento tenha a capacidade de produzir uma curvatura mais uniforme, verifica-se que esta ainda é promovida a partir do exterior do tubo, o que pode acarretar danos ao revestimento e outros inconvenientes como a ovalização e produção de pequenas mossas, uma vez que parte da região dobrada não se encontra apoiada.[009] Although this equipment has the ability to produce a more uniform curvature, it is found that this is still promoted from the outside of the tube, which can cause damage to the coating and other inconveniences such as ovalization and production of small dents, since part of the folded region is not supported.

[0010] O documento de patente PI0805581-5 A2, de titularidade de Eugênio Volpini descreve e reivindica uma curvadora interna de tubos que efetua esforços que possibilitam dobrar tubos de grande diâmetro através de flexão. O referido equipamento é composto de duas dobradiças em “L” articuladas por meio de um pino que também as une a um anel central. No interior do anel está alojado um cilindro hidráulico que proporciona o basculamento das dobradiças.[0010] Patent document PI0805581-5 A2, owned by Eugênio Volpini describes and claims an internal tube bending machine that performs efforts that make it possible to bend large diameter tubes through bending. This equipment is composed of two "L" hinges articulated by means of a pin that also joins them to a central ring. Inside the ring is housed a hydraulic cylinder that allows the hinges to be tilted.

[0011] Embora este documento de patente promova a curvatura do tubo por uma ação interna, verifica-se que o cilindro hidráulico deve ser posicionado no interior do tubo de modo radial, o que torna limitada a variedade de diâmetros de tubos que a ferramenta pode dobrar. Este equipamento estaria apto apenas a dobrar tubos onde o cilindro hidráulico possa entrar transversalmente. Ademais, o uso do referido equipamento sujeita o tubo a defeitos como ovalizações e pequenas mossas, uma vez que a superfície interna do tubo não fica totalmente apoiada.[0011] Although this patent document promotes the bending of the tube by an internal action, it is verified that the hydraulic cylinder must be positioned inside the tube radially, which limits the variety of tube diameters that the tool can double. This equipment would only be able to bend tubes where the hydraulic cylinder can enter transversely. Furthermore, the use of this equipment subjects the tube to defects such as ovalizations and small dents, since the inner surface of the tube is not fully supported.

[0012] Diante das lacunas existentes no estado da técnica, conforme acima exposto, é descrito e reivindicado um equipamento e um método de flexão de tubos por ação interna que apresenta vantagens diversas, principalmente no que tange à integridade estrutural do tubo durante o processo de dobra.[0012] In view of the gaps in the state of the art, as explained above, an equipment and a method of bending tubes by internal action is described and claimed that has several advantages, especially with regard to the structural integrity of the tube during the process of fold.

SUMMARY OF THE INVENTION

[0013] Refere-se a presente invenção a um equipamento e a um método de dobra e flexão de tubos por ação interna cujo princípio de funcionamento consiste na aplicação de duas forças simultâneas longitudinais, sendo uma em cada extremidade do equipamento, e o uso de sistemas de cunha e contracunha para converter as forças longitudinais em radiais, gerando desta forma, um momento fletor, que curva o tubo. O referido equipamento compreende os seguintes elementos: a. Um corpo principal, com formato substancial de um bloco retangular, dotado de dois recessos, cada qual posicionado próximo a cada uma de suas extremidades, e orifícios vazados que se estendem a partir de cada extremidade até os recessos; b. um sistema de aplicação de forças, que atua simultaneamente nas extremidades do corpo principal, dotado de elementos atuadores externos longitudinais, elementos de transferência de carga, que transformam a força longitudinal em força transversal, um patín inferior, que estabelece contato com o tubo a ser fletido na região côncava, e um patín superior que estabelece contato com o tubo a ser fletido na região diametralmente oposta; c. um sistema de contenção de deformações, que compreende uma pluralidade de costelas, instaladas lateralmente ao corpo principal, em ambos os lados, com liberdade de movimento radial de modo a se estender e se retrair, uma pluralidade de atuadores, sendo pelo menos um para cada costela, que promovem o movimento radial destas, e uma pluralidade de atuadores do patín inferior, que promove o seu movimento radial. d. um sistema de translação e retração, que promove o deslocamento longitudinal de todo o equipamento ao longo do tubo a ser fletido.[0013] The present invention refers to an equipment and a method of bending and bending tubes by internal action whose operating principle consists of the application of two simultaneous longitudinal forces, one at each end of the equipment, and the use of wedge and counter-wedge systems to convert longitudinal forces into radial forces, thus generating a bending moment, which bends the tube. Said equipment comprises the following elements: a. A main body, substantially shaped like a rectangular block, provided with two recesses, each positioned close to each of its ends, and hollow holes extending from each end to the recesses; B. a force application system, which acts simultaneously at the ends of the main body, equipped with external longitudinal actuator elements, load transfer elements, which transform the longitudinal force into transverse force, a lower skids, which makes contact with the tube to be flexed in the concave region, and an upper patín that makes contact with the tube to be flexed in the diametrically opposite region; ç. a deformation containment system, comprising a plurality of ribs, installed laterally to the main body, on both sides, with freedom of radial movement so as to extend and retract, a plurality of actuators, at least one for each rib, which promote their radial movement, and a plurality of lower skate actuators, which promote their radial movement. d. a translation and retraction system, which promotes the longitudinal displacement of the entire equipment along the tube to be flexed.

[0014] O método de dobra e flexão, objeto desta invenção, se constitui pelas etapas de posicionar o equipamento no trecho de tubo a ser curvado por meio do sistema de translação e retração; acionar o sistema de contenção de deformações por meio da expansão dos cilindros de apoio das costelas laterais e do patín inferior; acionar o sistema de aplicação de força por meio dos elementos atuadores em ambas as extremidades simultaneamente; retrair os elementos atuadores do sistema de aplicação de forças de modo que os mesmos retornem à posição original; retrair os cilindros de apoio do sistema de contenção de deformações de modo que os mesmos retornem à posição original e mover o equipamento até o trecho seguinte que se deseja dobrar.[0014] The bending and bending method, object of this invention, consists of the steps of positioning the equipment in the section of tube to be bent by means of the translation and retraction system; activate the deformation containment system by expanding the support cylinders for the lateral ribs and the lower skids; activate the force application system through the actuating elements at both ends simultaneously; retract the actuating elements of the force application system so that they return to their original position; retract the support cylinders of the deformation containment system so that they return to their original position and move the equipment to the next section to be folded.

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0015] As características do equipamento e método de dobra e flexão de tubos por ação interna, objeto da presente invenção, serão mais bem percebidas a partir da descrição detalhada que se fará a seguir, a mero título de exemplo, associado aos desenhos abaixo referenciados, o qual são parte integrante do presente relatório.[0015] The characteristics of the equipment and method of bending and bending tubes by internal action, object of the present invention, will be better understood from the detailed description that will be made below, by way of example, associated with the drawings referenced below , which are an integral part of this report.

[0016] A FIGURA 1 apresenta um corte em vista em perspectiva do equipamento de dobra e flexão a partir de uma de suas extremidades até sua região central.[0016] FIGURE 1 shows a cut in perspective view of the bending and bending equipment from one of its ends to its central region.

[0017] A FIGURA 2 apresenta uma perspectiva ampliada do sistema cunha e contracunha, responsável por mudar a direção da força aplicada sobre as extremidades do equipamento.[0017] FIGURE 2 shows an enlarged perspective of the wedge and counter-wedge system, responsible for changing the direction of the force applied on the ends of the equipment.

[0018] A FIGURA 3 apresenta um corte longitudinal do equipamento de dobra e flexão onde não estão presentes as costelas laterais.[0018] FIGURE 3 shows a longitudinal section of the bending and bending equipment where the lateral ribs are not present.

[0019] A FIGURA 4 apresenta uma vista da seção transversal do equipamento de dobra e flexão com o sistema de contenção de deformações em uma posição retraída.[0019] FIGURE 4 shows a cross-sectional view of the bending and bending equipment with the strain containment system in a retracted position.

[0020] A FIGURA 5 apresenta uma vista da seção transversal do equipamento de dobra e flexão com o sistema de contenção de deformações em uma posição expandida.[0020] FIGURE 5 shows a cross-sectional view of the bending and bending equipment with the strain containment system in an expanded position.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0021] A presente invenção se refere a um equipamento e a um método de dobra e flexão de tubos por ação interna, em que o referido equipamento é posicionado no interior do tubo a ser fletido. O princípio de funcionamento consiste na aplicação de duas forças simultâneas longitudinais, sendo uma em cada extremidade do equipamento, e o uso de sistemas de cunha e contracunha para converter as forças longitudinais em radiais.[0021] The present invention relates to an equipment and a method of bending and bending tubes by internal action, in which said equipment is positioned inside the tube to be flexed. The operating principle consists of the application of two simultaneous longitudinal forces, one at each end of the equipment, and the use of wedge and counter-wedge systems to convert the longitudinal forces into radial ones.

[0022] O propósito do equipamento e método objetos desta invenção é produzir uma curvatura em tubos geralmente empregados em gasodutos e oleodutos sem causar danos ao revestimento externo que tais tubos possam vir a ter.[0022] The purpose of the equipment and method object of this invention is to produce a bend in tubes generally used in gas and oil pipelines without causing damage to the external coating that such tubes may have.

[0023] Conforme pode ser visto na figura 1, o equipamento de dobra e flexão de tubos por ação interna, objeto da presente invenção compreende os seguintes elementos: a. Um corpo principal (1), com formato substancialmente de um bloco retangular, dotado de dois recessos (11), cada qual posicionado próximo a cada uma de suas extremidades, e orifícios (12) vazados que se estendem a partir de cada extremidade até os recessos (11); b. Um sistema de aplicação de forças, que atua simultaneamente nas extremidades do corpo principal, dotado de elementos atuadores externos (2), que aplicam a força longitudinalmente, elementos de transferência de carga (3, 4 e 5 - figura 2), que transformam a força longitudinal em força transversal, posicionados nos recessos (11) do corpo principal (1), um patín inferior (7), que estabelece contato com o tubo a ser fletido na região côncava, e um patín superior (8) que estabelece contato com o tubo a ser fletido na região diametralmente oposta; c. Um sistema de contenção de deformações, que compreende uma pluralidade de costelas (9), instaladas lateralmente ao corpo principal (1), em ambos os lados, com liberdade de movimento radial de modo a se estender e se retrair, uma pluralidade de atuadores(91), sendo pelo menos um para cada costela (9), que promovem o movimento radial destas, e uma pluralidade de atuadores (72) do patín inferior (7), que promove o seu movimento radial. d. Um sistema de translação e retração (não mostrado nas figuras), que promove o deslocamento longitudinal de todo o equipamento ao longo do tubo a ser fletido.[0023] As can be seen in Figure 1, the bending and bending equipment of tubes by internal action, object of the present invention comprises the following elements: a. A main body (1), shaped substantially as a rectangular block, provided with two recesses (11), each positioned close to each of its ends, and hollow holes (12) extending from each end to the recesses (11); B. A force application system, which acts simultaneously at the ends of the main body, equipped with external actuator elements (2), which apply the force longitudinally, load transfer elements (3, 4 and 5 - figure 2), which transform the longitudinal force in transverse force, positioned in the recesses (11) of the main body (1), a lower skate (7), which makes contact with the tube to be flexed in the concave region, and an upper skate (8) that makes contact with the tube to be flexed in the diametrically opposite region; ç. A deformation containment system, comprising a plurality of ribs (9), installed laterally to the main body (1), on both sides, with freedom of radial movement in order to extend and retract, a plurality of actuators ( 91), at least one for each rib (9), which promote their radial movement, and a plurality of actuators (72) of the lower skate (7), which promote their radial movement. d. A translation and retraction system (not shown in the figures), which promotes the longitudinal displacement of the entire equipment along the tube to be flexed.

[0024] A figura 3, uma vista lateral do referido equipamento, ilustra seu princípio de funcionamento. As forças aplicadas nas extremidades são transformadas em forças no sentido radial do tubo por um sistema de cunha e contra-cunha. Estas forças produzem um momento fletor que provoca uma curvatura no patín inferior (7), que é transferida ao corpo principal (1) e ao patín superior (8). Esta curvatura, por sua vez, é também transmitida ao tubo no qual o equipamento, objeto desta invenção, se encontra inserido.[0024] Figure 3, a side view of said equipment, illustrates its operating principle. The forces applied at the ends are transformed into forces in the radial direction of the tube by a wedge and counter-wedge system. These forces produce a bending moment that causes a bend in the lower skids (7), which is transferred to the main body (1) and to the upper skids (8). This curvature, in turn, is also transmitted to the tube in which the equipment, object of this invention, is inserted.

[0025] Vale ressaltar, que o corpo principal (1), o patín inferior (7) e o patín superior (8) devem ser confeccionados em metal com maior resistência mecânica que o metal do tubo a ser dobrado, de modo que a força aplicada seja suficiente para promover uma deformação plástica no tubo, e uma deformação elástica e reversível no equipamento.[0025] It is noteworthy that the main body (1), the lower skids (7) and the upper skids (8) must be made of metal with greater mechanical resistance than the metal of the tube to be bent, so that the force applied is sufficient to promote a plastic deformation in the tube, and an elastic and reversible deformation in the equipment.

[0026] O corpo principal (1) compreende uma pluralidade de furos cegos (13) em sua região lateral bem como em sua região inferior de modo a acomodar os atuadores (91) das costelas (9) bem como os atuadores (72) do patín inferior (7). O corpo principal (1) pode adicionalmente compreender uma canaleta em sua região superior de modo a acomodar linhas provedoras de energia, como linhas hidráulicas ou cabos elétricos.[0026] The main body (1) comprises a plurality of blind holes (13) in its lateral region as well as in its lower region in order to accommodate the actuators (91) of the ribs (9) as well as the actuators (72) of the lower skate (7). The main body (1) may additionally comprise a channel in its upper region in order to accommodate power supply lines, such as hydraulic lines or electrical cables.

[0027] Os atuadores externos (2) são preferencialmente cilindros hidráulicos, instalados longitudinalmente no corpo principal (1) por meio dos orifícios (12) vazados e com acesso ao recesso (11). São também acionados preferencialmente por linhas hidráulicas provenientes do exterior do tubo a ser fletido.[0027] The external actuators (2) are preferably hydraulic cylinders, installed longitudinally in the main body (1) through the holes (12) hollow and with access to the recess (11). They are also preferably activated by hydraulic lines coming from the outside of the tube to be flexed.

[0028] Como pode ser visualizado na figura 2, os elementos de transferência de carga compreendem uma cunha (3), ligada ao atuador externo (2), uma contracunha (4), que mantém contato com a cunha (3) por sua superfície angular, e uma biela (5), ligada por uma de suas extremidades ao corpo principal (1) e pela outra extremidade à contracunha (4). A cunha (3) transfere a força exercida pelo atuador externo à contracunha (4), que a converte força radial sobre o patín inferior (7). A biela (5) impede o deslocamento longitudinal da contracunha, mantendo sua liberdade de movimento apenas no sentido radial.[0028] As can be seen in Figure 2, the load transfer elements comprise a wedge (3), connected to the external actuator (2), a counter wedge (4), which maintains contact with the wedge (3) by its surface angle, and a connecting rod (5), connected by one of its ends to the main body (1) and by the other end to the counter wedge (4). The wedge (3) transfers the force exerted by the external actuator to the counter wedge (4), which converts it to radial force on the lower skate (7). The connecting rod (5) prevents the longitudinal displacement of the counter-wedge, keeping its freedom of movement only in the radial direction.

[0029] Os elementos de transferência de carga são posicionados em cada recesso (11) do corpo principal (1), sendo que cada contracunha (4) esta apoiada sobre uma extremidade do patín inferior (7). O esforço realizado pelas contracunhas (4) no patín inferior (7), em conjunto com o esforço aplicado pelo patín superior (8) (vide diagrama de corpo livre na figura 3) é que gera o momento fletor responsável pela curvatura do tubo.[0029] The load transfer elements are positioned in each recess (11) of the main body (1), and each counter wedge (4) is supported on one end of the lower skids (7). The effort made by the wedges (4) on the lower skids (7), together with the effort applied by the upper skids (8) (see free body diagram in figure 3), is what generates the bending moment responsible for the bending of the tube.

[0030] Adicionalmente, como mostrado na figura 2, o contato entre a contracunha (4) e o patín inferior (7) pode ocorrer por meio de uma peça intermediária (41) com um raio de curvatura suave. Tal fato faz com que a força aplicada se mantenha perpendicular à superfície do patín inferior (7) mesmo que este seja levemente curvado.[0030] Additionally, as shown in figure 2, the contact between the counter-wedge (4) and the lower skate (7) can occur by means of an intermediate piece (41) with a smooth radius of curvature. This fact causes the applied force to remain perpendicular to the surface of the lower skate (7), even if it is slightly curved.

[0031] Conforme pode ser visto nas figuras 1, 4 e 5, tanto o patín inferior (7) quanto o patín superior (8) têm a configuração de placas metálicas com o formato de meias canas, com uma superfície convexa e uma superfície plana, com comprimento coincidente com o comprimento do corpo principal (1).[0031] As can be seen in figures 1, 4 and 5, both the lower skate (7) and the upper skate (8) have the configuration of metal plates in the shape of half rods, with a convex surface and a flat surface , with a length coincident with the length of the main body (1).

[0032] O patín superior (8) pode também compreende uma canaleta em sua superfície plana de modo a acomodar linhas provedoras de energia, como linhas hidráulicas ou cabos elétricos. O patin inferior (7) pode ainda ser dotado de uma pluralidade de sulcos (71), o que facilita sua flexão.[0032] The upper skids (8) may also comprise a channel on its flat surface in order to accommodate power supply lines, such as hydraulic lines or electrical cables. The lower skate (7) can also be provided with a plurality of grooves (71), which facilitates its flexion.

[0033] Nas figuras 4 e 5, se pode ver que as costelas (9) são dotadas de um formato de meia lua, com uma superfície plana e uma superfície convexa, sendo que a superfície convexa é provida com um raio de curvatura correspondente ao raio da superfície interna do tubo a ser fletido. Abaixo das costelas (9) são inseridas placas de apoio (92), o que provê suporte às mesmas de modo a permitir apenas o movimento no sentido radial.[0033] In figures 4 and 5, it can be seen that the ribs (9) are provided with a half moon shape, with a flat surface and a convex surface, and the convex surface is provided with a radius of curvature corresponding to the radius of the inner surface of the tube to be bent. Below the ribs (9) support plates (92) are inserted, which provides support to them so as to allow only movement in the radial direction.

[0034] Tanto os atuadores (91) das costelas (9) como os atuadores (72) do patín inferior (7) são preferencialmente cilindros hidráulicos posicionados nos furos cegos (13) do corpo principal (1). Todos eles são dotados de comunicação com o meio externo, de modo a permitir a passagem de fluido hidráulico que alimenta os atuadores (72) e (91).[0034] Both the actuators (91) of the ribs (9) and the actuators (72) of the lower skate (7) are preferably hydraulic cylinders positioned in the blind holes (13) of the main body (1). All of them are equipped with communication with the external environment, in order to allow the passage of hydraulic fluid that feeds the actuators (72) and (91).

[0035] O sistema de translação e retração pode compreender um conjunto de rodas retráteis (não mostradas nas figuras), sendo o equipamento tracionado externamente por meio de cabos ou outro meio possível.[0035] The translation and retraction system can comprise a set of retractable wheels (not shown in the figures), with the equipment being externally pulled by means of cables or other possible means.

[0036] O método de dobra e flexão de tubos por ação interna, que faz uso do equipamento definido acima, compreende as seguintes etapas: a. posicionar o equipamento no trecho de tubo a ser curvado por meio do sistema de translação e retração; b. acionar o sistema de contenção de deformações por meio da expansão dos atuadores (91) das costelas laterais e dos atuadores (72) patín inferior, de modo que tanto o patín inferior (7) quanto as costelas (9) toquem a superfície interna do tubo (figura 5); c. acionar o sistema de aplicação de força por meio dos elementos atuadores (2) externos em ambas as extremidades simultaneamente, até que a curvatura desejada no patín inferior (7), no corpo principal (1) e no tubo sejam alcançadas; d. retrair os elementos atuadores (2) do sistema de aplicação de forças de modo que os mesmos retornem à posição original; e. retrair os cilindros de apoio (91) e (72) do sistema de contenção de deformações de modo que os mesmos retornem à posição original; f. mover o equipamento até o trecho seguinte que se deseja dobrar.[0036] The method of bending and bending tubes by internal action, which makes use of the equipment defined above, comprises the following steps: a. position the equipment in the pipe section to be bent by means of the translation and retraction system; B. activate the deformation containment system by expanding the actuators (91) of the side ribs and the actuators (72) lower skate, so that both the lower skate (7) and the ribs (9) touch the inner surface of the tube (figure 5); ç. activate the force application system by means of the external actuator elements (2) at both ends simultaneously, until the desired curvature in the lower skids (7), in the main body (1) and in the tube are reached; d. retract the actuating elements (2) of the force application system so that they return to their original position; and. retract the support cylinders (91) and (72) of the deformation containment system so that they return to their original position; f. move the equipment to the next stretch you want to fold.

[0037] Diversas são as vantagens associadas a esta concretização dentre as quais se pode citar o fato de que uma vez que a ação é interna, a operação não causa danos ao revestimento externo do tubo em questão. Outra vantagem associada a esta invenção é o fato de que os atuadores externos (2), embora sejam robustos, quando posicionados longitudinalmente permitem que o equipamento seja usado em tubos de diâmetros menores.[0037] Several are the advantages associated with this embodiment, among which we can mention the fact that since the action is internal, the operation does not cause damage to the external coating of the tube in question. Another advantage associated with this invention is the fact that the external actuators (2), although robust, when positioned longitudinally allow the equipment to be used in tubes with smaller diameters.

[0038] Outra vantagem desta invenção frente aos equipamentos e métodos do estado da técnica está associada à capacidade de dobrar o tubo com mínima ou nenhuma deformação interna ou ovalização, uma vez que durante toda a operação, o perímetro da superfície externa fica completamente apoiado.[0038] Another advantage of this invention over the equipment and methods of the state of the art is associated with the ability to bend the tube with minimal or no internal deformation or ovalization, since during the entire operation, the perimeter of the external surface is completely supported.

[0039] A descrição que se fez até aqui do equipamento e método de dobra e flexão de tubos por ação interna, objeto da presente invenção, deve ser considerada apenas como uma das possíveis concretizações, e quaisquer características particulares devem ser entendidas como algo que foi descrito para facilitar a compreensão. Desta forma, não podem ser consideradas limitantes da invenção, a qual está limitada apenas ao escopo das reivindicações que seguem.[0039] The description made so far of the equipment and method of bending and bending tubes by internal action, object of the present invention, should be considered only as one of the possible embodiments, and any particular characteristics should be understood as something that was described for ease of understanding. Therefore, they cannot be considered limiting of the invention, which is limited only to the scope of the claims that follow.

Claims

1. Equipment for bending and bending tubes by internal action, characterized in that it comprises: a. A main body (1), shaped substantially as a rectangular block, provided with two recesses (11), each positioned close to each of its ends, and hollow holes (12) extending from each end to the recesses(11); B. A force application system, which acts simultaneously at the ends of the main body, equipped with external actuator elements (2), which apply the force longitudinally, load transfer elements (3, 4, 5), which transform the longitudinal force into transverse force, positioned in the recesses (11) of the main body, a lower skate (7), which makes contact with the tube to be flexed in the concave region, and an upper skate (8) that makes contact with the tube to be flexed in the diametrically opposite region; ç. A deformation containment system, comprising a plurality of ribs (9), installed laterally to the main body (1), on both sides, with freedom of radial movement in order to extend and retract, a plurality of actuators ( 91), at least one for each rib (9), which promote their radial movement, and a plurality of actuators (72) of the lower skate (7), which promote their radial movement. d. A translation and retraction system, which promotes the longitudinal displacement of the entire equipment along the tube to be flexed.

2. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1, characterized in that the main body (1) comprises a plurality of blind holes (13) in its lateral region as well as in its lower region in order to accommodate the rib actuators (91) as well as the lower skate actuators (72).

3. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1 or 2, characterized in that the main body (1) comprises a channel in its upper region in order to accommodate power supply lines, such as hydraulic lines or Electric cables.

4. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1, characterized in that the external actuators (2) are hydraulic cylinders, installed in the main body (1) through holes (12) hollowed out and with access to the recess (11) of the main body (1)

5. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 4, characterized in that the external actuators (2) are actuated by hydraulic lines coming from the outside of the tube to be flexed.

6. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1, characterized in that the load transfer elements comprise a wedge (3), connected to the external actuator (2), a counter wedge (4), which together with the wedge (3) transforms the longitudinal load into a transverse load, and a connecting rod (5), connected by one of its ends to the main body (1) and by the other end to the counter wedge (4), in order to prevent the longitudinal movement of the counter-wedge (4).

7. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 6, characterized in that the load transfer elements are positioned in each recess (11) of the main body (1).

8. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 6, characterized in that each wedge (4) is supported on one end of the lower slide (7).

9. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 8, characterized in that the contact between the counter-wedge (4) and the lower skids (7)_occurs by means of an intermediate piece (41) with a radius of smooth curvature.

10. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1, characterized in that both the lower skids (7) and the upper skids (8) comprise metal plates in the shape of half reeds, with a convex surface and a flat surface, with a length coincident with the length of the main body (1).

11. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claims 1 and 10, characterized in that the upper skate (8) comprises a channel on its flat surface in order to accommodate power supply lines, such as hydraulic lines or Electric cables.

12. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1, characterized in that the ribs (9) comprise a half moon shape, with a flat surface and a convex surface, the convex surface being provided with a radius of curvature corresponding to the radius of the inner surface of the tube to be flexed.

13. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1, characterized in that the deformation containment system further comprises a support plate (92) that provides support to the ribs (9) so as to allow only the movement in the radial direction.

14. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claims 1 and 2, characterized in that both the rib actuators (91) and the lower skate actuators (72) are hydraulic cylinders positioned in the blind holes (13 ) of the main body (1).

15. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1, characterized in that the translation and retraction system comprises a set of retractable wheels, the equipment being split externally.

16. Equipment for bending and bending tubes by internal action, according to claim 1, characterized in that the main body (1), the lower skids (7) and the upper skids (8) are made of metal with greater mechanical resistance than the metal of the tube to be bent.

17. Method of bending and bending tubes by internal action, which makes use of the equipment defined in claim 1, characterized in that it comprises the following steps: a. position the equipment in the pipe section to be bent by means of the translation and retraction system; B. activate the deformation containment system by expanding the actuators (91) of the side ribs and the actuators (72) of the lower skate, so that both the lower skate (7) and the ribs (9) touch the inner surface of the pipe; ç. actuate the force application system by means of the actuating elements (2) at both ends simultaneously, until the desired curvature in the lower skids (7), in the upper skids (8), in the main body (1) and in the tube are achieved; d. retract the actuating elements (2) of the force application system so that they return to their original position; and. retract the actuators (72) and (91) of the deformation containment system so that they return to their original position; f. move the equipment to the next stretch you want to fold.