BR102021000190A2 - COUPLING, AND, PROCESS TO PRODUCE A COUPLING - Google Patents
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Abstract
acoplamento, e, processo para produzir um acoplamento. um acoplamento (3) para tubulação de oleoduto tipo tubo em tubo formado de um conjunto de seções (1, 2) cada um incorporando um tubo interno (2a, 2b) e um tubo externo (4a, 4b) soldado de topo no tubo interno (2a, 2b), duas seções sucessivas (1, 2) sendo unidas entre si pela soldagem de respectivos tubos internos (2a, 2b) delimitando um segmento (5) de tubo interno, em que ele é formado por uma luva (7) arranjada perpendicularmente ao segmento (5) e um material de enchimento (8) constituído por uma argamassa de cura rápida à base de cimento aluminoso e areia, o dito material de enchimento (8) sendo arranjado no espaço livre delimitado pela luva (7), pelo dito segmento (5) e pelos tubos externos (4a, 4b) de duas seções sucessivas (1, 2).coupling, and, process for producing a coupling. a pipe-to-tube type pipeline pipe coupling (3) formed of a set of sections (1, 2) each incorporating an inner tube (2a, 2b) and an outer tube (4a, 4b) butt welded to the inner tube (2a, 2b), two successive sections (1, 2) being joined together by welding respective inner tubes (2a, 2b) delimiting a segment (5) of inner tube, in which it is formed by a sleeve (7) arranged perpendicularly to the segment (5) and a filling material (8) consisting of a fast curing mortar based on aluminous cement and sand, said filling material (8) being arranged in the free space delimited by the glove (7), by said segment (5) and by the outer tubes (4a, 4b) of two successive sections (1, 2).
Description
[001] O escopo técnico da presente invenção é aquele de acoplamentos para as junções de oleodutos tipo tubo em tubo. Estes oleodutos são formados de seções montadas juntas por soldagem sobre uma embarcação fora da costa.[001] The technical scope of the present invention is that of couplings for pipe-to-tube type pipeline joints. These pipelines are formed from sections assembled together by welding on an offshore vessel.
[002] No setor petrolífero, uma tubulação tipo tubo em tubo tem sido usada por várias décadas para assegurar o isolamento térmico dos oleodutos formados pela montagem sucessiva por soldagem de seções de tubulação tipo tubo em tubo de entre 6 metros e 50 metros em comprimento. Cada seção consiste em um tubo interno e um tubo externo concêntricos e isolamento térmico na zona anular formada por estes dois tubos.[002] In the petroleum industry, tube-in-tube type piping has been used for several decades to ensure the thermal insulation of pipelines formed by successive assembling by welding tube-in-tube piping sections between 6 meters and 50 meters in length. Each section consists of an inner tube and an outer tube concentric and thermal insulation in the annular zone formed by these two tubes.
[003] Em cada extremidade, o tubo externo é deformado em um formato de cone para fechar a zona anular hermeticamente por soldagem do tubo externo ao tubo interno. O tubo interno é ligeiramente mais longo que o tubo externo.[003] At each end, the outer tube is deformed into a cone shape to seal the annular zone hermetically by welding the outer tube to the inner tube. The inner tube is slightly longer than the outer tube.
[004] Estas seções são montadas uma depois da outra por soldagem sobre uma balsa para lançamento de tubos fora da costa para formar oleodutos de grande comprimento, normalmente de entre 0,5 km e 50 km. A solda feita sobre a balsa é uma solda de topo entre os dois tubos internos de duas seções sucessivas. Depois desta soldagem, a junção entre as duas seções é formada apenas pelo tubo interno de revestimento único nu.[004] These sections are assembled one after the other by welding on a raft to launch pipes off the coast to form long pipelines, usually between 0.5 km and 50 km. The weld made on the raft is a butt weld between the two inner tubes of two successive sections. After this welding, the joint between the two sections is formed only by the bare single-lined inner tube.
[005] Para enrijecer esta ligação, uma luva termicamente isolada é deslizada e centrada sobre a junta de tubo de revestimento único compreendendo a solda e cobre o tubo externo sobre cada lado por um comprimento de 1 a 3 vezes o diâmetro da tubulação tipo tubo em tubo para assegurar suficiente eficiência de transferência de momento de flexão. Esta luva é um tubo de revestimento duplo com isolamento térmico na zona anular. O comprimento da luva é normalmente 1,8 a 3 m e seu diâmetro interno é maior que o diâmetro externo do tubo exterior para possibilitar sua instalação.[005] To stiffen this connection, a thermally insulated sleeve is slipped and centered over the single jacket tube joint comprising the weld and covers the outer tube on each side for a length of 1 to 3 times the diameter of the tube-type pipe in tube to ensure sufficient bending moment transfer efficiency. This sleeve is a double-lined tube with thermal insulation in the annular area. The length of the sleeve is typically 1.8 to 3 m and its inner diameter is larger than the outer diameter of the outer tube to allow for installation.
[006] Para assegurar que a luva é mantida em posição sobre a tubulação, um material de enchimento endurecível é despejado ou injetado de uma maneira conhecida para preencher o volume da junção entre os tubos interno e externo da tubulação principal e o tubo interno da luva (volume típico entre 20 a 50 litros). A operação de enchimento para o material endurecível é realizada na balsa para lançamento de tubos.[006] To ensure that the sleeve is held in position over the pipeline, a hardenable filler material is poured or injected in a known manner to fill the volume of the junction between the inner and outer tubes of the main pipeline and the inner tube of the sleeve (typical volume between 20 to 50 litres). The filling operation for the hardenable material is carried out on the tube-launching raft.
[007] Este material endurecível é normalmente uma resina de poliuretano. O desempenho térmico na junção entre duas seções é assegurado pela luva isolada. A luva acoplada com o material endurecível preenchendo o volume intersticial também provê uma função mecânica que é aquela de reforçar a seção de tubulação de revestimento único. Sem esta luva as junções entre duas seções sucessivas da tubulação tipo tubo em tubo seriam pontos fracos no oleoduto a partir de uma perspectiva mecânica e não seriam capazes de resistir às tensões mecânicas a que elas são submetidas durante o lançamento e outros modos de operação do oleoduto uma vez no lugar no leito marinho.[007] This hardenable material is usually a polyurethane resin. Thermal performance at the junction between two sections is ensured by the insulated sleeve. The sleeve coupled with the hardenable material filling the interstitial volume also provides a mechanical function which is that of reinforcing the single-lined piping section. Without this sleeve the joints between two successive sections of tube-in-tube pipe would be weak points in the pipeline from a mechanical perspective and would not be able to withstand the mechanical stresses they are subjected to during launching and other modes of pipeline operation once in place on the seabed.
[008] A eficiência mecânica da junção é classicamente avaliada pelo Fator de Transmissão de Tensão (STF). Este é a razão entre as tensões de flexão (tensões axiais) do tubo interno no meio da junção e o tubo interno no meio da seção tubo em tubo do oleoduto. Quanto mais baixo o STF, mais eficiente a junção.[008] The mechanical efficiency of the junction is classically evaluated by the Voltage Transmission Factor (STF). This is the ratio between the bending stresses (axial stresses) of the inner tube at the middle of the joint and the inner tube at the middle of the tube-to-tube section of the pipeline. The lower the STF, the more efficient the join.
[009] As vantagens técnicas da junção descrita acima possibilitam que instaladores de oleoduto obtenham consideráveis economias de custo pois o lançamento deste oleoduto requer apenas uma solda por seção de tubulação tipo tubo em tubo.[009] The technical advantages of the joint described above allow pipeline installers to obtain considerable cost savings as the laying of this pipeline requires only one weld per section of tube-in-tube type.
[0010] Durante operações de lançamento fora da costa, a duração de cada operação é crítica, pois o custo diário da balsa para lançamento de tubos é extremamente alto, normalmente entre 200.000,00 EUROS e 1.000.000,00 EUROS por dia. Cada ganho de tempo nas operações sucessivas é uma economia que torna a solução mais competitiva. O fato de se poder propor uma solução de junção que requer apenas uma solda, economiza tempo e reduz pela metade o risco técnico de soldagem para os operadores de balsas para lançamento fora da costa. Uma vez que os dois tubos internos tenham sido soldados juntos e a sonda inspecionada e protegida, a instalação completa da luva por meio de semicascos pode ser realizada rapidamente, normalmente em menos que 10 minutos.[0010] During off-shore launching operations, the duration of each operation is critical as the daily cost of the pipe launching raft is extremely high, typically between EUR 200,000.00 and EUR 1,000,000 per day. Each time saved in successive operations is a saving that makes the solution more competitive. The fact that a joining solution that requires only one weld can be proposed, saves time and cuts the technical risk of welding in half for operators of off-shore launch rafts. Once the two inner tubes have been welded together and the probe inspected and protected, complete sleeve installation via semi-shells can be accomplished quickly, typically in less than 10 minutes.
[0011] Uma limitação atual deste método de união é a resistência a altas temperaturas. Na verdade, os materiais endurecíveis usados hoje em dia, do tipo de resina de poliuretano, não podem resistir a temperaturas de acima de 100°C em um ambiente marinho (água pressurizada) ou mesmo 80°C dependendo da duração planejada da carga (normalmente 10 a 20 anos). Testes de envelhecimento realizados em autoclaves mostram que as propriedades mecânicas de uma resina de poliuretano deterioram a temperaturas de acima de 100°C, ou mesmo 80°C.[0011] A current limitation of this method of joining is the resistance to high temperatures. In fact, the hardenable materials used today, of the polyurethane resin type, cannot withstand temperatures in excess of 100°C in a marine environment (pressurized water) or even 80°C depending on the planned duration of the charge (typically 10 to 20 years). Aging tests carried out in autoclaves show that the mechanical properties of a polyurethane resin deteriorate at temperatures above 100°C, or even 80°C.
[0012] Um outro material usado é di-policiclopentadieno (DPCD) que é resistente a temperaturas de até 180°C. Porém, este DPCD mostra significante contração térmica e química de vários pontos porcentuais por volume durante o endurecimento. Esta contração significa que este material não permite boa transmissão de forças mecânicas entre as duas seções sucessivas e a luva.[0012] Another material used is di-polycyclopentadiene (DPCD) which is temperature resistant up to 180°C. However, this DPCD shows significant thermal and chemical shrinkage of several percentage points by volume during hardening. This contraction means that this material does not allow good transmission of mechanical forces between the two successive sections and the sleeve.
[0013] Além do mais, esta contração se torna pior pela má adesão de DPCD às paredes da luva, ao tubo interno e ao tubo externo do oleoduto.[0013] Furthermore, this contraction is made worse by poor adhesion of DPCD to the glove walls, the inner tube and the outer tube of the pipeline.
[0014] O jogo criado por esta contração é maior na parte central do acoplamento da junção, uma vez que é ali onde há a maior espessura de material endurecível, entre em torno de 20 e 50 mm. Nesta parte, a contração pode atingir 1 a 4 mm.[0014] The play created by this contraction is greater in the central part of the coupling of the joint, since that is where there is the greatest thickness of hardenable material, between around 20 and 50 mm. In this part, the contraction can reach 1 to 4 mm.
[0015] Isto naturalmente significa que as tensões mecânicas a que o tubo interno do oleoduto é submetido não serão transmitidas eficientemente à luva, que nos piores casos, pode se mover verticalmente sob seu próprio peso ou geralmente deslizar ao longo do oleoduto.[0015] This of course means that the mechanical stresses to which the inner pipe of the pipeline is subjected will not be efficiently transmitted to the sleeve, which in the worst cases may move vertically under its own weight or generally slide along the pipeline.
[0016] Isto resulta em uma redução na vida útil do oleoduto com respeito a fadiga mecânica, uma vez que este tipo de tubulação é submetido a tensões mecânicas tanto durante o lançamento fora da costa quanto através de todo o funcionamento operacional da tubulação.[0016] This results in a reduction in the service life of the pipeline with respect to mechanical fatigue, since this type of pipeline is subjected to mechanical stresses both during off-shore launch and throughout the entire operational functioning of the pipeline.
[0017] A meta da invenção é propor um acoplamento para a junção de seções de oleoduto que não sofra destes inconvenientes.[0017] The aim of the invention is to propose a coupling for joining sections of pipeline that does not suffer from these drawbacks.
[0018] A invenção assim se refere a um acoplamento para tubulação de oleoduto tipo tubo em tubo formada de um conjunto de seções cada um incorporando um tubo interno e um tubo externo soldado de topo ao tubo interno, duas seções sucessivas sendo unidas entre si pela soldagem de respectivos tubos internos delimitando um segmento de tubo interno, em que ele é formado por uma luva arranjada perpendicularmente à solda e um material de enchimento constituído por uma argamassa de cura rápida à base de cimento aluminoso e areia, o dito material de enchimento sendo arranjado no espaço livre delimitado pela luva, pelo dito segmento e pelos tubos externos de duas seções sucessivas.[0018] The invention thus relates to a pipe-to-tube type pipeline pipe coupling formed of a set of sections each incorporating an inner tube and an outer tube welded from the top to the inner tube, two successive sections being joined together by welding of respective inner tubes delimiting a segment of inner tube, in which it is formed by a sleeve arranged perpendicularly to the weld and a filling material consisting of a fast curing mortar based on aluminous cement and sand, said filling material being arranged in the free space delimited by the sleeve, the said segment and the outer tubes of two successive sections.
[0019] De acordo com uma característica do acoplamento de acordo com a invenção, o material de enchimento tem a seguinte composição em massa:
- - 30 a 49% de cimento aluminoso
- - 40 a 58% de areia de diorito,
- - 0,6 a 1% de superplastificante,
- - 0,5 a 1% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 30 to 49% aluminous cement
- - 40 to 58% diorite sand,
- - 0.6 to 1% of superplasticizer,
- - 0.5 to 1% of cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0020] Vantajosamente, o material de enchimento tem a seguinte composição em massa:
- - 33% de cimento aluminoso
- - 55% de areia de diorito,
- - 0,7% de superplastificante,
- - 0,6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 33% aluminous cement
- - 55% diorite sand,
- - 0.7% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0021] Vantajosamente mais uma vez, o material de enchimento tem a seguinte composição em massa:
- - 39% de cimento aluminoso
- - 50% de areia de diorito,
- - 0,7% de superplastificante,
- - 0.6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 39% aluminous cement
- - 50% diorite sand,
- - 0.7% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0022] Vantajosamente mais uma vez, o material de enchimento tem a seguinte composição em massa:
- - 44% de cimento aluminoso
- - 45% de areia de diorito,
- - 0,8% de superplastificante,
- - 0,6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 44% aluminous cement
- - 45% diorite sand,
- - 0.8% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0023] Vantajosamente mais uma vez, o material de enchimento tem a seguinte composição em massa:
- - 47% de cimento aluminoso
- - 41% de areia de diorito,
- - 1% de superplastificante,
- - 0,9% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 47% aluminous cement
- - 41% diorite sand,
- - 1% superplasticizer,
- - 0.9% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0024] A invenção também se refere a um processo para produzir um acoplamento em que duas seções de oleoduto tipo tubo em tubo são reunidas, e então os tubos internos são soldados juntos, em que uma luva é posicionada perpendicularmente à solda dos tubos internos e o material de enchimento é injetado.[0024] The invention also relates to a process for producing a coupling in which two tube-to-tube pipeline sections are joined, and then the inner tubes are welded together, in which a sleeve is positioned perpendicular to the weld of the inner tubes and the filling material is injected.
[0025] Uma vantagem da presente invenção reside na resistência ao envelhecimento do material de enchimento a temperaturas de até 180°C e seu tempo de cura de menos que 10 min.[0025] An advantage of the present invention resides in the aging resistance of the filler material at temperatures up to 180°C and its curing time of less than 10 min.
[0026] Uma outra vantagem desta argamassa é que ela não se contrai durante a cura.[0026] Another advantage of this mortar is that it does not shrink during curing.
[0027] Mais uma outra vantagem deste material reside no fato de que o módulo de elasticidade em compressão da argamassa permanece relativamente constante na faixa de temperatura desta aplicação. O módulo de elasticidade é alto, por exemplo, entre 20.000 MPa e 35.000 MPa.[0027] Yet another advantage of this material lies in the fact that the modulus of elasticity in compression of the mortar remains relatively constant in the temperature range of this application. The modulus of elasticity is high, for example between 20,000 MPa and 35,000 MPa.
[0028] Mais uma outra vantagem deste material de enchimento reside no fato de que a argamassa é um material com um coeficiente de expansão térmica similar àquele do aço.[0028] Yet another advantage of this filler material lies in the fact that mortar is a material with a coefficient of thermal expansion similar to that of steel.
[0029] Outras características, vantagens e particularidades da invenção se tornarão evidentes a partir da descrição adicional dada aqui abaixo com referência aos desenhos, em que:
[Fig 1] mostra uma vista em corte de duas seções de oleoduto montadas juntas,
[Fig 2] é uma vista em corte longitudinal do acoplamento de junção de acordo com a invenção de uma junção de um oleoduto tipo tubo em tubo,
[Fig 3] é uma vista em corte transversal do acoplamento de junção de acordo com a invenção,
[Fig 4] é um outro corte transversal do acoplamento de junção de acordo com a invenção.[0029] Other features, advantages and particularities of the invention will become evident from the additional description given here below with reference to the drawings, in which:
[Fig 1] shows a cross-sectional view of two pipeline sections assembled together,
[Fig 2] is a longitudinal sectional view of the joint coupling according to the invention of a joint of a pipe-to-tube type pipeline,
[Fig 3] is a cross-sectional view of the joint coupling according to the invention,
[Fig 4] is another cross-section of the joining coupling according to the invention.
[0030] A invenção será agora descrita em maior detalhe. Como indicado previamente um oleoduto tipo tubo em tubo é formado de várias seções unidas entre si de modo a produzir comprimentos de umas centenas a uns poucos milhares de metros. O problema é acoplar juntas estas diferentes seções e consolidar a junção entre seções sucessivas.[0030] The invention will now be described in greater detail. As previously indicated a tube-in-tube pipeline is formed of several sections joined together to produce lengths of a few hundred to a few thousand meters. The problem is to couple these different sections together and consolidate the join between successive sections.
[0031] A figura 1 mostra duas seções 1 e 2 de tubulação de oleoduto tipo tubo em tubo equipadas com um acoplamento 3. Desnecessário dizer que o oleoduto é constituído por um grande número de seções, de acordo com os desejos do cliente. Cada seção 1 ou 2 compreende um tubo interno 2a, 2b e um tubo externo 4a, 4b entre os quais a zona anular assim delimitada é preenchida com isolamento térmico, não mostrado.[0031] Figure 1 shows two sections 1 and 2 of tube-in-tube pipelines equipped with a coupling 3. Needless to say, the pipeline is made up of a large number of sections, as per the customer's wishes. Each section 1 or 2 comprises an inner tube 2a, 2b and an outer tube 4a, 4b between which the annular zone thus delimited is filled with thermal insulation, not shown.
[0032] A figura 2 mostra uma vista em corte longitudinal do acoplamento 3 onde os tubos internos 2a, 2b e os tubos externos 4a, 4b podem ser vistos. Cada tubo externo é classicamente soldado de topo sobre os tubos internos depois que suas extremidades tenham sido flangeadas como pode ser visto na figura. Os tubos internos 2a e 2b foram soldados juntos delimitando um segmento 5 com um único tubo interno.[0032] Figure 2 shows a longitudinal sectional view of the coupling 3 where the inner tubes 2a, 2b and the outer tubes 4a, 4b can be seen. Each outer tube is classically butt welded onto the inner tubes after their ends have been flanged as seen in the figure. Inner tubes 2a and 2b were welded together delimiting a segment 5 with a single inner tube.
[0033] Como explicado anteriormente, este segmento é reforçado por meio de um acoplamento 6 de acordo com a invenção que é constituído por uma luva 7 posicionada perpendicularmente ao segmento 5 e um material de enchimento 8. A luva 7 tem a forma de um tubo com revestimento duplo. O material de enchimento 8 é arranjado no espaço livre delimitado pela luva 7, pelo dito segmento 5 e pelos tubos externos 4a e 4b das duas seções sucessivas 1 e 2.[0033] As explained above, this segment is reinforced by means of a coupling 6 according to the invention which is constituted by a sleeve 7 positioned perpendicularly to the segment 5 and a filling
[0034] Este material de enchimento 8 é constituído por uma argamassa à base de cimento aluminoso e areia de cura rápida cuja composição será explicada abaixo.[0034] This filling
[0035] Na figura 3, que é o corte axial ao longo de AA na figura 2, o tubo interno 2a é mostrado, com o material de enchimento 8 e a luva 7 formada por seu tubo interno 9 e tubo externo 10 separados por um isolamento térmico 11. O material de enchimento 8 pode ser visto como ocupando completamente o espaço livre disponível entre o segmento 5 e a luva 7.[0035] In figure 3, which is the axial section along AA in figure 2, the inner tube 2a is shown, with the filling
[0036] A figura 4, que é uma vista em corte axial seção ao longo de BB na figura 2, mostra o tubo interno 2b, o tubo externo 4b, o material de enchimento 8 e o tubo interno 9 da luva 7.[0036] Figure 4, which is an axial sectional view along BB in Figure 2, shows the inner tube 2b, the outer tube 4b, the filling
[0037] De acordo com a invenção, o material de enchimento 8 é constituído por um cimento de base aluminosa com a seguinte composição em massa:
- - 30 a 49% de cimento aluminoso
- - 40 a 58% de areia de diorito,
- - 0,6 a 1% de superplastificante,
- - 0,5 a 1% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 30 to 49% aluminous cement
- - 40 to 58% diorite sand,
- - 0.6 to 1% of superplasticizer,
- - 0.5 to 1% of cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0038] Um versado na técnica pode, dependendo das exigências técnicas, determinar a composição a ser adotada escolhendo a porcentagem apropriada.[0038] A person skilled in the art may, depending on technical requirements, determine the composition to be adopted by choosing the appropriate percentage.
[0039] Assim, as seguintes composições podem ser usadas:[0039] Thus, the following compositions can be used:
[0040]
- - 33% de cimento aluminoso
- - 55% de areia de diorito,
- - 0,7% de superplastificante,
- - 0,6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 33% aluminous cement
- - 55% diorite sand,
- - 0.7% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0041]
- - 39% de cimento aluminoso
- - 50% de areia de diorito,
- - 0,7% de superplastificante,
- - 0,6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 39% aluminous cement
- - 50% diorite sand,
- - 0.7% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0042]
- - 44% de cimento aluminoso
- - 45% de areia de diorito,
- - 0,8% de superplastificante,
- - 0,6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 44% aluminous cement
- - 45% diorite sand,
- - 0.8% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0043]
- - 47% de cimento aluminoso
- - 41% de areia de diorito,
- - 1% de superplastificante,
- - 0,9% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 47% aluminous cement
- - 41% diorite sand,
- - 1% superplasticizer,
- - 0.9% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
[0044] As composições de argamassa acima podem ser produzidas da seguinte maneira.[0044] The above mortar compositions can be produced in the following manner.
[0045] Primeiramente, é feita uma mistura íntima de cimento aluminoso e areia de diorito, o superplastificante é então adicionado seguido pela água. A mistura íntima assim obtida pode ser conservada mole desde que o acelerador de cura não seja adicionado. Quando o acoplamento deve ser feito, o acelerador é adicionado à argamassa e misturado nela e a mistura resultante deve ser usada muito rapidamente.[0045] First, an intimate mixture of aluminous cement and diorite sand is made, the superplasticizer is then added followed by water. The intimate mixture thus obtained can be kept soft as long as the curing accelerator is not added. When coupling is to be done, the accelerator is added to the mortar and mixed into it and the resulting mixture must be used very quickly.
[0046] Para fazer o acoplamento 3, os tubos internos 2a e 2b são soldados juntos, então a luva é colocada perpendicularmente ao segmento 5 cobrindo os tubos externos, respectivamente 4a e 4b, então a argamassa é rapidamente despejada ou injetada no espaço livre delimitado pela luva 7, pelo segmento 5 e pelos tubos externos 4a e 4b.[0046] To make the coupling 3, the inner tubes 2a and 2b are welded together, then the sleeve is placed perpendicular to the segment 5 covering the outer tubes, respectively 4a and 4b, then the mortar is quickly poured or injected into the delimited free space by sleeve 7, by segment 5 and by outer tubes 4a and 4b.
[0047] Para um material de enchimento destinado a temperaturas de até 180°C, as propriedades desta argamassa são excelentes, a saber:
- • Tempo de cura: <10 min; quanto mais curto este tempo mais economicamente competitiva a solução. Com um tempo de pré-mistura longo, o tempo de cura pode ficar entre 3 e 5 minutos, depois que o acelerador tenha sido adicionado.
- • Curing time: <10 min; the shorter this time, the more economically competitive the solution. With a long premix time, the cure time can be between 3 and 5 minutes after the accelerator has been added.
[0048]
• Resistência à compressão:
- ⚪ >10 MPa quando fresca,
- ⚪ > 60MPa quando madura;
• Nenhuma contração por cura
• Resistência ao envelhecimento em um ambiente marinho sob uma pressão de 100 bars, ou mesmo até 220.105 Pa, a uma temperatura de 140°C ou mesmo até 180°C.[0048]
• Compressive strength:
- ⚪ >10 MPa when fresh,
- ⚪ > 60MPa when ripe;
• No contractions per cure
• Resistance to aging in a marine environment under a pressure of 100 bar, or even up to 220,105 Pa, at a temperature of 140°C or even up to 180°C.
[0049]
- • Módulo de elasticidade em compressão: entre 20.000 MPa e 35.000 MPa;
- • Módulo de elasticidade em flexão: entre 6.000 e 15.000 MPa;
- • Resistência a tensão mecânica cíclica: nenhuma deterioração da argamassa entre 2 tubos quando os tubos são ciclicamente tensionados por um grande número de ciclos, por flexão por exemplo.
- • Modulus of elasticity in compression: between 20,000 MPa and 35,000 MPa;
- • Modulus of elasticity in bending: between 6,000 and 15,000 MPa;
- • Cyclic mechanical stress resistance: no deterioration of the mortar between 2 tubes when the tubes are cyclically tensioned for a large number of cycles, by bending for example.
[0050] Diâmetros típicos de tubulação tipo tubo em tubo são 170 mm e 220 mm, respectivamente para o tubo interno 2a ou 2b e o tubo externo 4a ou 4b para o menor, e podem alcançar 400 mm e 500 mm, respectivamente para o tubo interno 2a e 2b e o tubo externo 4a e 4b, para os maiores tamanhos instalados. Os diâmetros dos tubos da luva de revestimento duplo 7 são maiores que o diâmetro do tubo externo 4a e 4b da tubulação para possibilitar que a luva seja ser posicionada sobre a solda.[0050] Typical tube-in-tube type piping diameters are 170 mm and 220 mm, respectively for the inner tube 2a or 2b and the outer tube 4a or 4b for the smallest, and can reach 400 mm and 500 mm, respectively for the tube inner 2a and 2b and outer tube 4a and 4b for the largest installed sizes. The tube diameters of the double jacketed sleeve 7 are larger than the outer tube diameter 4a and 4b of the tubing to enable the sleeve to be positioned over the weld.
[0051] Uma folga típica entre o tubo externo da tubulação e o tubo interno da luva fica entre 5 mm e 15 mm nas partes finas e a folga típica entre o tubo interno da tubulação e o tubo interno da luva fica entre 25 mm e 80 mm na parte central. É este espaço que é preenchido com argamassa de acordo com a invenção[0051] A typical clearance between the outer pipe tube and the inner tube of the sleeve is between 5 mm and 15 mm in the thin parts and the typical clearance between the inner pipe of the pipe and the inner tube of the sleeve is between 25 mm and 80 mm in the central part. It is this space that is filled with mortar according to the invention
[0052] A vantagem desta argamassa é sua resistência ao envelhecimento a temperaturas de até 180°C e seu tempo de cura de menos que 10 min o que a torna apta a ser usada como um material de enchimento para o acoplamento 7 de oleodutos fora da costa durante o lançamento de tais oleodutos por balsas fora da costa e para temperaturas de operação de até 180°C.[0052] The advantage of this mortar is its resistance to aging at temperatures of up to 180°C and its curing time of less than 10 min which makes it suitable for use as a filling material for coupling 7 of pipelines outside the during the launch of such pipelines by off-shore ferries and for operating temperatures of up to 180°C.
[0053] Uma outra vantagem desta argamassa é que ela pode ser usada para modos de instalação de lançamento S ou lançamento J pois ela requer uma única operação de despejar ou injetar para preencher o espaço entre a luva e o oleoduto na junção e uma vez que a luva esteja em posição sobre a solda unindo as duas seções de oleoduto.[0053] Another advantage of this mortar is that it can be used for S launch or J launch installation modes as it requires a single pour or inject operation to fill the gap between the sleeve and pipeline at the junction and once the sleeve is in position over the weld joining the two sections of pipeline.
[0054] Uma outra vantagem desta argamassa é que ela não contrai quando cura entre 2 tubos concêntricos e com jogo na faixa de 5 mm a 15 mm nas aletas ou 25 mm a 80 mm na parte central da junção.[0054] Another advantage of this mortar is that it does not shrink when curing between 2 concentric tubes and with play in the range of 5 mm to 15 mm in the fins or 25 mm to 80 mm in the central part of the joint.
[0055] Uma outra vantagem desta configuração de junção é a melhorada eficiência mecânica da junção destas duas seções de tubo em tubo com a luva. Na verdade, as propriedades mecânicas de uma tal argamassa são maiores que aquelas de outros materiais endurecíveis tais como resina de poliuretano ou di-policiclopentadieno (DPCD). O módulo de elasticidade em compressão desta argamassa fica na faixa de 28.000 MPa ao passo que ele fica na faixa de 2.000 MPa para uma resina de poliuretano ou DPCD em temperatura ambiente. O alto módulo de elasticidade da argamassa possibilita melhores transmissões das tensões mecânicas entre o oleoduto e a luva na junção.[0055] Another advantage of this joint configuration is the improved mechanical efficiency of joining these two sections of tube to tube with the sleeve. In fact, the mechanical properties of such a mortar are greater than those of other hardenable materials such as polyurethane resin or di-polycyclopentadiene (DPCD). The compression modulus of this mortar is in the range of 28,000 MPa whereas it is in the range of 2,000 MPa for a polyurethane resin or DPCD at room temperature. The high modulus of elasticity of the mortar allows for better transmission of mechanical stresses between the pipeline and the sleeve at the junction.
[0056] Com dimensões idênticas, a junção usando esta argamassa como um material de enchimento 8 terá melhor rigidez em flexão que a mesma junção usando uma resina ou DPCD a título de um material de enchimento. Nesta configuração, esta transmissão melhorada das tensões mecânicas entre o oleoduto e a luva possibilita uma redução das tensões mecânicas na seção de parede única do oleoduto deste modo melhorando sua resistência à flexão e sua vida em fadiga.[0056] With identical dimensions, the joint using this mortar as a
[0057] Uma outra vantagem desta configuração é que o módulo de elasticidade em compressão da argamassa permanece relativamente constante sobre a faixa de temperatura desta aplicação ao passo que este módulo se reduz quando a temperatura aumenta em uma resina de poliuretano ou DPCD. A eficiência mecânica da junção é assim relativamente constante sobre a faixa de temperatura de operação desta aplicação.[0057] Another advantage of this configuration is that the modulus of elasticity in compression of the mortar remains relatively constant over the temperature range of this application, whereas this modulus is reduced when the temperature increases in a polyurethane resin or DPCD. The mechanical efficiency of the junction is thus relatively constant over the operating temperature range of this application.
[0058] Uma outra vantagem desta configuração é que, graças ao superior módulo de elasticidade em compressão desta argamassa com respeito à resina de PU, por exemplo, a geometria da luva de revestimento duplo (diâmetro e espessura de tubos, comprimento) pode ser otimizada. Na verdade, a rigidez em flexão do acoplamento depende principalmente do comprimento da luva 7, da rigidez em flexão da luva 7 e do módulo de elasticidade em compressão do material de enchimento 8. Dado que a argamassa tem um módulo de elasticidade em compressão mais que 10 vezes maior que aquele de uma resina de PU ou um DPCD, a luva 7 pode ser selecionada mais curta e/ou com uma rigidez em flexão mais baixa (= espessuras de tubo mais finas) enquanto assegura a mesma rigidez em flexão da junção.[0058] Another advantage of this configuration is that, thanks to the superior modulus of elasticity in compression of this mortar with respect to PU resin, for example, the geometry of the double-coated sleeve (diameter and thickness of tubes, length) can be optimized . In fact, the flexural stiffness of the coupling depends mainly on the length of the sleeve 7, the flexural stiffness of the sleeve 7 and the modulus of elasticity in compression of the
[0059] Como a luva termicamente isolada de revestimento duplo 7 também desempenha um papel na redução das perdas térmicas a partir da seção de revestimento único do oleoduto, um balanço terá de ser verificado para que a geometria luva assegure tanto uma rigidez em flexão quanto um desempenho térmico da junção em linha com as especificações do oleoduto.[0059] As the thermally insulated double-lined sleeve 7 also plays a role in reducing thermal losses from the single-lined section of the pipeline, a balance will need to be checked so that the sleeve geometry ensures both a bending stiffness and a joint thermal performance in line with pipeline specifications.
[0060] Uma outra vantagem deste material de enchimento 8 é que esta argamassa é um material com um coeficiente de dilatação térmica na faixa de 12,10-6 m/(m.K). Este coeficiente de dilatação térmica é similar ao coeficiente de dilatação térmica dos aços usados para os oleodutos e a luva de revestimento duplo. Isto possibilita que as tensões térmicas operando entre os tubos de aço e o material de enchimento da junção sejam limitadas. Na verdade, em operação, o tubo interno do oleoduto estará a uma temperatura de 100°C ou mesmo até 180°C, a temperatura média da junção aumentará e tensões térmicas podem aparecer devido às diferenças de dilatação térmica entre os aços do oleoduto e o material de enchimento. Este não será o caso para esta configuração usando esta argamassa.[0060] Another advantage of this
[0061] Uma outra vantagem desta configuração é que o tubo interno da luva pode ser deformado por uns poucos milímetros (de 2 a 10 mm por exemplo) para dentro em um ou vários locais ao longo de seu comprimento para melhorar a resistência ao deslizamento da luva por impedimento geométrico.[0061] Another advantage of this configuration is that the inner tube of the sleeve can be deformed by a few millimeters (from 2 to 10 mm for example) inwards at one or several places along its length to improve the sliding resistance of the glove by geometric impediment.
Claims (7)
- - 30 a 49% de cimento aluminoso
- - 40 a 58% de areia de diorito,
- - 0,6 a 1% de superplastificante,
- - 0,5 a 1% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 30 to 49% aluminous cement
- - 40 to 58% diorite sand,
- - 0.6 to 1% of superplasticizer,
- - 0.5 to 1% of cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
- - 33% de cimento aluminoso
- - 55% de areia de diorito,
- - 0,7% de superplastificante,
- - 0,6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 33% aluminous cement
- - 55% diorite sand,
- - 0.7% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
- - 39% de cimento aluminoso
- - 50% de areia de diorito,
- - 0,7% de superplastificante,
- - 0,6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 39% aluminous cement
- - 50% diorite sand,
- - 0.7% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
- - 44% de cimento aluminoso
- - 45% de areia de diorito,
- - 0,8% de superplastificante,
- - 0,6% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 44% aluminous cement
- - 45% diorite sand,
- - 0.8% superplasticizer,
- - 0.6% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
- - 47% de cimento aluminoso
- - 41% de areia de diorito,
- - 1% de superplastificante,
- - 0,9% de acelerador de cura, e
- - ajuste a 100% usando água.
- - 47% aluminous cement
- - 41% diorite sand,
- - 1% superplasticizer,
- - 0.9% cure accelerator, and
- - adjust to 100% using water.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
B03H | Publication of an application: rectification [chapter 3.8 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE A RPI 2642 DE 24/08/2021, QUANTO AO ITEM (30). |