BR112012000974A2 - Conjunto de tubios coaxias compreendendo peças de junção com cavidades internas estanques e métodos de execução - Google Patents

Abstract

conjunto de tubos coaxiais compreendendo peças de junção com cavidades internas estanques e método de execução. a presente invenção refere-se a um conjunto (1) de, pelo menos, dois tubos coaxiais compreendendo, pelo menos, dois elementos (n-1, n) unitários de conjunto de tubos coaxiais, um dos quais compreende em, pelo menos, uma extremidade, uma primeira peça (1a) de junção montada em uma segunda peça (1b) de junção na extremidade de um outro referido elemento unitário de conjunto de tubos coaxiais, sendo cada uma das duas referidas primeira e segunda peças (1a, 1b) de junção uma peça de junção rotacionalmente simétrica, caracterizado por as extremidades de dois segundos ramos (52a, 52b) internos não soldados das referidas primeira e segunda peças (1a, 1b) de junção estarem em contato metal/metal, uma com a outra, submetidas a uma tensão de deformação elástica ao nível da sua superfície de contato resultante da contração da soldadura (19) das extremidades dos dois segundos ramos (51) externos das referidas duas peças (1a, 1b) de junção, de modo a que as referidas segundas cavidades (6) internas fiquem estanques relativamente ao interior (25) do tubo (22) interna.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO

W DE TUBOS COAXIAIS COMPREENDENDO PEÇAS DE jUNÇÃO COM CAVIDADES INTERNAS ESTANQUES E MÉTODO DE EXECUÇÃO". A presente invenção refere-se ao domínio dos tubos de parede 5 dupla incorporando um complexo de isolamento, nomeadamente, tubos submarinos transportando fluidos quentes ou frios. A presente invenção refere-se, em particular, aos tubos subma- rinos com isolamento reforçado, instaladas em campos petrolíferos a gran- des profundidades, bem como aos tubos suspensos entre o fundo do mar e 10 um navio de superfície ancorado no referido campo petrolífero.

. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a uma pe- ça cilíndrica de junção destinada à junção de dois elementos de um conjunto

K de dois tubos coaxiais, compreendendo um tubo externo contendo um tubo interno delimitando um espaço anelar, de um modo preferido, um material de 15 isolamento. A presente invenção também se refere a um método de monta- gem de dois elementos, sendo, cada um, constituído por um conjunto de dois tubos coaxiais compreendendo, nas suas extremidades, uma peça de junção de acordo com a invenção. 20 Na maior parte dos domínios industriais, procuram-se sistemas de isolamento com bom desempenho para manter os fluidos transportados em canalizações a uma temperatura constante, de modo a que as transfe- rências entre equipamentos possam ser possÍveis ao longo de grandes dis- tâncias, atingindo, por exemplo, várias centenas de metros ou mesmo vários 25 quilômetros. Estas distâncias são comuns em indústrias, tais como refinarias de petróleo, instalações de gás natural Iiquefeito (-165 °C) e campos petrolí- feros submarinos que se estendem por várias dezenas de quilómetros. Estes campos petrolíferos são implantados em profundidades de água cada vez maiores que podem ultrapassar em muito os 3000 m. 30 Muitos sistemas foram desenvolvidos com o objetivo de alcançar um elevado nível de desempenho térmico e versões específicas foram de- senvolvidas para responder de forma mais adequada às grandes profundi-

dades, ou seja, para resistir à pressão do fundo do mar.

As tecnologias mais ~ eficientes que foram desenvolvidas para atingir esse objetivo são as tecno- logias denominadas "Pipe ln Pipe" ou PlP, ou seja, "tubo em um tubo", nas quais um tubo interno transporta o fluido e um tubo externo coaxial com a 5 anterior está em contato com o meio ambiente, ou seja, a água.

O espaço anelar entre as dois tubos pode ser preenchido com um material isolante ou, ainda, o gás no seu interior ser eliminado.

Neste tipo de tubo, o espaço anelar cheio ou não com um mate- rial isolante, encontra-se, geralmente, a uma pressão absoluta inferior à 10 pressão atmosférica, mesmo sem qualquer gás, e pode-se, em uma primeira

~ aproximação, considerar que, radialmente, o tubo interno é resistente à pressão de ruptura devido ao fluido interno, enquanto o invólucro externo a resiste à implosão criada pela pressão hidrostática no fundo (p.g-h) que é de cerca de 1 MPa por camada de 100 m de água, ou seja, 30 MPa para uma 15 profundidade de 300Om.

O efeito axial devido à pressão, denominado efeito de fundo, é exercido sobre a seção circular dos tubos e paralelamente ao eixo dos referidos tubos e é distribuído, em uma primeira aproximação, pelos dois tubos (dado que se encontram ligadas nas extremidades), proporcio- nalmente às respectivas seções de material, geralmente, em aço- 20 No âmbito das instalações a grande profundidade, os tubos submarinos e os conjuntos de tubos coaxiais submarinos são montados em terra como elementos de comprimento unitário, de cerca de 20 a 100 m, de- pendendo da capacidade de sustentação do sistema de instalação.

Em se- guida, são transportados, desse modo, para o mar a bordo de um navio de 25 instalação.

Durante a instalação, as extensões unitárias dos diversos ele- mentos de conjuntos de tubos coaxiais são ligadas entre si a bordo do navio e à medida que vão sendo lançados no mar.

É, por conseguinte, importante que essa ligação possa ser integrada no método de montagem e união do tubo e de instalação da mesma no fundo do mar, atrasando o método o me- 30 nos possÍvel e fazendo com que este possa ser, por conseguinte, executado fácil e rapidamente.

Ao colocar uma pjp convencional a grande profundidade, com-

parada ou tal como descrito nesta patente, a referida PiP é submetida a uma « flexão, especialmente na parte inferior perto do fundo do mar.

A flexão é má- xima no ponto de contato com o solo porque o raio de curvatura diminui des- de a superfície até ao ponto de contato com o solo, onde é, então, mlnimo, 5 apresentando, então, a pjp assente, substancialmente, na horizontal, no fundo do mar, um raio de curvatura infinito.

A flexão gerada durante a insta- lação cria tensões consideráveis em cado tubo da PiP e na área de ligação entre duas extensões de PiP sucessivas.

Para isso, utilizam-se peças de junção ou peças de conexão em 10 aço forjado, montadas nas extremidades dos referidos elementos de conjun- tos de tubos coaxiais a unir.

A peça de junção, na extremidade a jusante de um primeiro elemento de conjunto de tubos coaxiais ainda não unidos, é li- . gada à peça de junção na extremidade livre a montante de um segundo e- lemento de conjunto de tubos coaxiais já unidos a jusante. 15 As patentes GB-2161565 e GB-2191842, que descrevem uma PiP e o seu método de montagem, bem como duas formas de realização de peças de junção ou de conexão forjadas, são conhecidas.

Uma das lacunas das peças de junção forjadas propostas na técnica anterior tem a ver com o fato de, na área de ligação das referidas 20 peças, o diâmetro das peças ser reduzido e corresponder, substancialmente, ao do tubo interno.

O resultado é uma variação muito importante da inércia da seção transversal da Pip entre a seção principal da referida PiP e a refe- rida área de conexão entre duas referidas extensões unitárias de pjp, o que leva a criar um ponto fraco em cada uma dessas conexões por soldadura 25 entre duas peças forjadas, ficando, então, a área da referida soldadura parti- cularmente sensível à fadiga, tanto durante a instalação como durante a vida útil do tubo.

Para evitar esta zona de fraqueza e manter uma inércia de se- ção transversal substancialmente constante, pode-se aumentar a espessura 30 da parede da peça forjada em toda a área entre a parte sólida da referida peça forjada e a área biselada onde será efetuada a soldadura.

Mas é ne- cessário, então, de um modo geral, praticamente duplicar a referida espes-

sura. E, no caso de tubos com um diâmetro considerável e que têm que ser m coIocadas em grandes profundidades, a soldadura torna-se, então, proble- mática devido ao fato de o aço ser muito grosso, podendo a referida espes- sura atingir 40 a 50 mm, o que requer processos de soldadura muito delica- 5 dos e, em alguns casos, praticamente irrealizáveis sem defeitos devido aos efeitos dinâmicos, no mar, sobre a massa de aço fundido. Além disso, na medida em que as referidas soldaduras são efetuadas a bordo dos navios de instalação e, tendo estes um custo horário extremamente elevado, o custo de instalação torna-se proibitivo e os riscos de defeitos são consideráveis 10 devido à complexidade das referidas operações de soldadura no local. No documento EP-1771679, em nome da requerente, propôs-se - realizar uma conexão de extensão unitária de conjunto de tubos coaxiais de

W tipo PiP melhorada para facilitar a implementação dos meios de conexão e operações de conexão, nomeadamente, optimizando os equipamentos de 15 instalação de equipamentos e cujas áreas de conexão entre duas extensões unitárias são reforçadas, de modo a que as tensões geradas durante a insta- lação sejam minimizadas e o comportamento em termos de fadiga, no caso de ligações fundo-superfície, seja radicalmente melhorado. Para isso, no documento EP-1771679, proporciona-se uma peça 20 de junção de revolução destinada à junção de dois elementos de um conjun- to de, pelo menos, dois tubos coaxiais, compreendendo um tubo externo contendo um tubo interno delimitando um espaço anelar contendo, de um modo preferido, um material de isolamento caracterizado por a referida peça de junção ser delimitada do seguinte modo: 25 · em uma direção radial relativamente a um eixo XX' longitudinal de revolução da referida peça, ela é delimitada por uma parede interna cilín- drica com, substancialmente, o mesmo diâmetro que o da seção principal do referido tubo interno e por uma parede externa cilíndrica com um diâmetro substancialmente igual ao diâmetro externo da seção principal do referido 30 tubo externo, e · na direção XX' axial longitudinal, · do lado da referida peça de junção destinada a ser montada por soldadura nas extremidades dos referidos tubos externo e interno de um µ referido elemento de um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais, as referidas paredes externa e interna da referida peça de junção formam, em seção longitudinal, primeiros ramos, externo e interno, respectivamente, 5 com, substancialmente, a mesma espessura que os referidos tubos externo e interno nas quais se destinam a ser montados, delimitando os referidos primeiros ramos externo e interno uma primeira cavidade anelar, e · do Iado oposto da referida peça de junção destinada a ser montada em uma outra referida peça de junção, a própria unida por soldadu- lO ra à extremidade de um outro elemento de conjunto de dois tubos coaxiais, as referidas paredes externa e interna formam, em seção longitudinal, se- gundos ramos, respectivamente, externo e interno, delimitando uma segun- . da cavidade anelar, · estando os fundos das referidas primeira e segunda cavidades 15 espaçados, na referida direção XX' longitudinal, de modo a definir uma área sólida da referida peça de junção na qual as referidas paredes externa e in- terna formam as faces externa e interna de uma mesma parede cilíndrica.

Uma peça de junção deste tipo é constituída por uma única peça metálica forjada, ou seja, constituída por uma só peça, de um modo preferi- 20 do, em aço ou, de um modo ainda mais preferido, em liga de aço.

No documento EP 1771679, também se proporciona um conjun- to de, pelo menos, dois tubos coaxiais constituídos por uma seção principal de um tubo externo e de um tubo interno, delimitando um espaço anelar, compreendendo, de um modo preferido, um material de isolamento, com- 25 preendendo: - em, pelo menos, uma das suas extremidades, uma peça de junção, tal como definido acima, montada por soldadura ao nível das extre- midades dos referidos primeiros ramos externo e interno e, respectivamente, das extremidades com a mesma espessura dos referidos tubos externo e, 30 respectivamente, tubo interno, - estando o comprimento que excede a extremidade dos referi- dos primeiros ramos interno e externo, um em relação ao outro, de cada re-

ferida peça de junção apto a adaptar-se ao comprimento que excede a ex- tremidade dos referidos tubos externo e interno, uma em relação ao outro, na extremidade dos referidos elementos de referidos conjuntos de tubos co- axiais, e 5 - estando a referida primeira cavidade anelar, de um modo prefe- rido, preenchida com material de isolamento.

Um método de montagem de dois elementos em que cada ele- mento é constituído por um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais, tal como definido acima, compreende as etapas nas quais: 1) se monta um referido primeiro elemento de conjunto de tubos coaxiais, tal como definido acima, compreendendo uma primeira peça de junção, tal como definido acima, na extremidade a jusante e um segundo elemento do referido conjunto de tubos coaxiais, tal como definido acima, compreendendo uma segunda referida peça de junção de acordo com a in- venção, na extremidade a montante, tendo os dois referidos ramos externos das duas referidas primeira e segunda peças de junção, de um modo prefe- rido, a mesma espessura, e 2) se aproximam entre si e se soldam as extremidades livres dos únicos referidos segundos ramos externos das referidas primeira e segunda peças de junção dos dois referidos elementos de um conjunto de, pelo me- nos, dois tubos coaxiais, de acordo com a invenção, a montar.

A formação das referidas primeira e segunda cavidades anelares permite, por um lado, estabelecer uma continuidade ao nível do diâmetro interno do tubo interno e, por outro lado, proporcionar uma relativa continui- dade e identidade de inércia da seção transversal da área principal da PiP e da área de conexão, sendo a espessura do ramo externo da peça de junção forjada substancialmente igual ou ligeiramente maior que a espessura prin- cipal do tubo externo.

A distância entre as extremidades dos referidos primeiros ramos externo e interno relativamente ao fundo da primeira cavidade e da extremi- dade do referido segundo ramo externo relativamente ao fundo da referida segunda cavidade, permite executar as soldaduras nas melhores condições,

porque a massa de aço em ambos os lados da área de soldadura é substan- . cialmente igual e a área de fusão não é, então, perturbada por um «efeito radiador» provocado pela área sólida e maciça entre os fundos das referidas primeira e segunda cavidades, consistindo a referida perturbação num arre- 5 fecimento desequilibrado entre o lado esquerdo e direito da referida área de soldadura.

Por fim, a continuidade do diâmetro da parede externa ao nível da referida peça de junção relativamente ao das seções principais dos tubos externos permite criar um aumento significativo na inércia da seção trans- lO versal ao nível da área de conexão de duas peças de junção adjacentes e, por conseguinte, reforçar a conexão na zona em que as tensões são, de fa- to, máximas.

Com efeito, a inércia da seção transversal de um tubo relativa- mente ao seu centro varia como a potência 4 do raio, o que leva a uma es- pessura necessária considerável no caso da técnica anterior, tal como des- 15 crito nos documentos GB-2161565 e GB-2191942. No entanto, se a seção transversal considerada corresponder à do tubo externo da PiP, a espessura necessária é fortemente reduzida ou mesmo, em alguns casos, dividida por dois, o que simplifica, consideravelmente, as operações de montagem por soldadura realizadas a bordo de navios de instalação, em condições difíceis. 20 Por outro lado, o fato de duas peças de junção adjacentes serem soIdadas, apenas ao nível da extremidade dos referidos segundos ramos externos, permite que todos os fenômenos de transferência de carga e de tensões estejam localizados externamente e não impliquem as referidas pa- redes internas, o que permite um melhor controlo dos riscos de fissuração ou 25 fenômenos de fadiga e evita que o dispositivo não fique completamente arru- inado ao nlvel da parede interna.

Além disso, o fato de as duas extremidades dos referidos se- gundos ramos internos de duas peças de junção adjacentes unidas não se- rem soldadas entre si, permite movimentos Ínfimos das referidas paredes 30 internas em frente uma da outra devido a eventuais flexões ou variações de pressão ou temperatura e permite que as referidas paredes internas se pos- sam deformar plasticamente e permitir um abatimento dos referidos segun-

dos ramos internos, sem o risco de transferência de cargas de compressão . de contato, o que permite evitar perturbar a distribuição das tensões na área de montagem e que o essencial das tensões se faça sentir ao nível das pa- redes externas das referidas peças. 5 A formação da referida parede interna cilíndrica que assegura uma continuidade quase completa com o tubo interno, permite evitar fenô- menos de turbulência do tipo vórtice na circulação do fluido no interior do dispositivo, após a montagem, ao nível da conexão de duas referidas peças de junção de duas partes de PlP adjacentes. 10 Todas estas características contribuem para melhorar radical- mente o comportamento em termos de flexão, bem como de fadiga, de um dispositivo que envolve dois elementos de conjunto coaxial equipado com as - referidas peças de junção e ligados um ao outro a bordo de navios de insta- lação. 15 Além disso, o fabrico e montagem das referidas peças de junção são relativamente fáceis e fiáveis no que se refere à ligação de duas peças de junção adjacentes e à ligação de uma peça de junção com a extremidade de um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais.

Em uma forma de realização vantajosa do documento EP- 20 1771679, o referido segundo ramo interno compreende, na sua face frontal, na sua extremidade livre na direção longitudinal, um elemento de centragem macho ou fêmea, apto a cooperar com um elemento, respectivamente fêmea ou macho, da extremidade livre de um referido outro segundo ramo interno de uma outra referida peça de junção ao qual se destina a ser montado, de 25 modo a: - assegurar um efeito de centragem das duas referidas peças de junção durante a sua aproximação, tendo em vista a sua montagem, e - ajustar o espaçamento e, sendo e igual a uma distância de 1-5 mm, de um modo preferido, 2-4 mm, das faces frontais de extremidade dos 30 referidos segundos ramos externos de referidas peças de junção a montar durante a sua aproximação tendo em vista a sua montagem para que, de um modo preferido, a montagem possa ser feita por soldadura e que a referida soldadura possa ser realizada ao Iongo de toda a espessura das referidas faces frontais das extremidades dos referidos segundos ramos externos des- tinados a ser montados.

Em uma outra forma de realização vantajosa, no documento EP- 1771679, a espessura do referido segundo ramo interno de uma das duas peças de junção montadas extremidade a extremidade é decrescente entre o fundo da referida segunda cavidade anelar e a referida face frontal do refe- rido segundo ramo interno, inscrevendo-se, assim, a superfície externa do referido segundo ramo interno em uma envoltória tronco-cônica e apresen- lO tando o referido segundo ramo interno uma rigidez reduzida em comparação com o referido segundo ramo interno da outra peça de junção na qual está montada.

Esta parede interna adelgaçada ao nível de um referidos segun- dos ramos internos permite-lhe funcionar como um possÍvel batente, permi- tindo, mais facilmente, a sua deformação plástica e a sua possÍvel compres- são durante os movimentos de flexão ou de variações de pressão ou tempe- ratura, sendo o essencial das tensões quase inteiramente transmitido ao ní- vel do referido segundo ramo externo.

Como resultado, no documento EP-1771679, a referida segunda cavidade não fica estanque depois da ligação de duas peças de junção, rela- tivamente ao interior da referida parede interna e do referido tubo interno, porque, quando se inicia a circulação de um fluido no interior, este migra pa- ra esta segunda cavidade, sendo a estanquicidade do tubo PiP assegurada pela soldadura externa ao nível da extremidade dos referidos segundos ra- mos, ficando o fluido aprisionado durante todo o tempo de vida da instalação ao nível desta segunda cavidade.

Para obter um efeito ótimo de centragem, no documento EP- 1771679, descreve-se uma forma de realização na figura 2E, em que as su- perfícies dos dois referidos segundos ramos internos cooperando entre si, em contato, durante a montagem de duas peças de junção, se inscrevem em uma mesma envoltória tronco-cônica, tendo os dois referidos ramos internos cooperando, em contato, uma mesma inércia e, por conseguinte, uma mes-

ma rigidez, coincidindo a sua superfície de contato, durante a montagem e . após a soldadura dos dois segundos ramos externos, com a sua superfície de sobreposição segundo o eixo XX' longitudinal, que é, pelo menos, superi- or a metade do comprimento dos referidos segundos ramos internos. 5 Devido a esta superfície de contato relativamente grande de dois referidos segundos ramos internos, coincidente com a sua área de sobrepo- sição, a tensão de deformação elástica inicial ao nível da referida superfície de contato metal/metal é insuficiente e/ou não homogénea em toda a super- fície, criando, assim, mais uma vez, vias de fuga e uma ausência de estan- lO quicidade das referidas segundas cavidades.

Verificou-se, de acordo com a presente invenção, que esta grande superfície de contato e ausênçia de deformação elástica ao nível da extremidade dos referidos segundos ramos internos cooperando, em conta- to, prejudica a contração da soIdadura quando esta arrefece ao nível das 15 extremidades dos referidos segundos ramos externos e, em qualquer caso, leva a tensões de tracção ao nível das referidas soldaduras entre os referi- dos segundos ramos externos das duas peças de junção, sendo que essas tensões são susceptíveis de afectar negativamente o comportamento em termos de fadiga da soldadura e a sua fiabilidade mecânica ao Iongo do 20 tempo.

Por outro lado, verificou-se, de acordo com a presente invenção, que a contenção de produtos corrosivos indesejáveis, tais como água salo- bra e, mais particularmente, água proveniente de poços, possuidores de vá- rias bactérias, podem, no decurso da exploração da instalação, produzir 25 compostos agressivos para as instalações ao nível das referidas cavidades anelares e, especialmente, ao nível das referidas soldaduras das extremida- des dos referidos segundos ramos externos das duas peças de junção mon- tadas, o que pode levar a incidentes de corrosões indesejáveis localizados. o objetivo da presente invenção é proporcionar peças de junção 30 melhoradas e uma montagem de peças de junção melhorada que permitam superar as desvantagens acima mencionadas.

Para isso, a presente invenção proporciona um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais constituído, na seção principal, por um tubo ex- . terno e um tubo interno, delimitando um espaço anelar, compreendendo, de um modo preferido, um material de isofamento, constituído pela montagem de elementos unitários de, pelo menos, dois tubos coaxiais, compreendendo, 5 pelo menos, dois elementos unitários de conjunto de tubos coaxiais, um dos quais compreende em, pelo menos, uma extremidade, uma primeira peça de junção montada em uma segunda peça de junção na extremidade de um outro referido elemento unitário de conjunto de tubos coaxiais, sendo cada uma das duas referidas primeira e segunda peças de junção uma peça de 10 junção de revolução delimitada como se segue: - em uma direção radial em relação a um eixo XX' longitudinal de - revolução da referida peça, ela é delimitada por uma parede interna cilíndri- ca com, substancialmente, o mesmo diâmetro que o da seção do referido tubo interno e por uma parede externa cilíndrica com um diâmetro substan- 15 cialmente igual ao diâmetro externo da seção principal do referido tubo ex- terno, e - na referida direção XX' axial longitudinal, [j no lado da referida peça de junção onde esta está montada por soldadura na extremidade dos referidos tubos externo e interno de um 20 referido elemento unitário de um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxi- ais, as referidas paredes externa e interna da referida peça de junção for- mam, em seção longitudinal, primeiros ramos, de um modo preferido, primei- ros ramos externo e, respectivamente, interno com, substancialmente, a mesma espessura que aos referidos tubos externo e interno nas quais estão 25 montados, delimitando os referidos primeiros ramos externo e interno uma primeira cavidade anelar, e d no lado da referida peça de junção onde esta está montada em uma outra referida peça de junção, ela própria montada por soldadura na extremidade do referido outro elemento unitário de conjunto de dois tubos 30 coaxiais, as referidas paredes externa e interna formam, em seção longitudi- nal, segundos ramos, respectivamente, externo e interno, delimitando uma segunda cavidade interna anelar,

· estando as duas referidas primeira e segunda peças de junção k soldadas entre si apenas ao nível da extremidade dos seus referidos segun- dos ramos externos, · estando, de um modo preferido, os fundos das referidas primei- 5 ra e segunda cavidades espaçados, na referida direção XX' longitudinal, de modo a delimitar uma área sólida maciça da referida peça de junção na qual as referidas paredes externa e interna formam as faces externa e interna de uma mesma parede cilíndrica, e - as extremidades dos referidos segundos ramos internos não 10 soldados das referidas primeira e segunda peças de junção estão em conta- to metal/metal uma com a outra, submetidas a uma tensão de deformação elástica ao nível da sua superfície de contato de revolução, de um modo pre- ferido, cônica, entre uma primeira superfície de revolução externa na face externa do segundo ramo interno da primeira peça de junção e uma segunda 15 superfície de revolução interna na face interna do segundo ramo interno da segunda peça de junção, formando o referido segundo ramo interno da pri- meira peça de junção um segundo ramo interno macho localizado no interior do segundo ramo interno fêmea da segunda peça de junção, caracterizado por a referida segunda superfície de revolução in- 20 terna ter uma forma diferente, mas com o mesmo eixo (XX') de revolução que a referida primeira superfície de revolução externa, de modo a que as referidas primeira superfície de revolução externa e segunda superfície de revolução interna apresentem, quando estão dispostas coaxialmente e enga- tadas, em contato, uma na outra, uma linha (do) de contato inicial circular 25 transformando-se na referida superfície de contato após a referida tensão de deformação elástica resultante da contração da soldadura das extremidades dos referidos segundos ramos externos das referidas duas peças de junção, de modo a que as referidas segundas cavidades internas fiquem estanques relativamente ao interior do tubo interno. 30 Compreende-se que a expressão «linha de contato inicial circu- lar» significa que o contato entre as duas superfícies em corte XX' longitudi- nal axial é pontual e forma uma linha circular em corte transversal no plano

YZ durante a aproximação dos dois tubos antes da soIdadura. A contração

W da soldadura, em seguida, transforma esta Iinha em superfície de contato de revolução por deformação elástica conduzindo, então, à estanquicidade me- tal/metal pretendida. 5 Entende-se aqui por, «interno/a» um ramo ou uma superfície mais próximos do interior do tubo interno da PiP e «externo/a» uma superfí- cie ou ramo mais próximos do exterior do tubo externo da PiP. Assim, a refe- rida primeira superfície de revolução externa está virada para a referida se- gunda cavidade anelar e a referida segunda superfície de revolução interna 10 está virada para o interior do referido tubo interno. a Assim, a presente invenção proporciona uma forma original de estabelecer uma estanquicidade nas referidas segundas cavidades internas, o que é possÍvel devido à criação de um contato submetido a uma tensão de deformação elástica das superfícies dos referidos dois ramos internos frente 15 a frente, permitindo essa tensão de deformação elástica que a contração da soldadura da extremidade dos referidos segundos ramos externos seja efe- tuada correctamente. Os meios de detecção de uma tensão de deformação elástica são conhecidos dos especialistas na técnica, tal como o método por raios X 20 que permite medir as distâncias interatómicas ao nível da superfície do ma- terial e, assim, caracterizar, com muita precisão, o estado e o nível de ten- são, seja de tracção, repouso ou compressão. Estes meios são disponibili- zados pela Empresa Stresstech (Finlândia). Deve compreender-se que: 25 - um dos referidos segundos ramos internos é submetido a uma tensão de deformação elástica sob tracção, enquanto o outro estará sob tensão de deformação elástica de compressão ao nível da referida área de contato, - a deformação elástica ao nível da referida superfície de contato 30 não deve ser excessiva, de modo a manter uma distância entre as extremi- dades dos referidos segundos ramos externos antes da realização da solda- dura, de modo a que a união destas extremidades de segundos ramos ex-

ternos possa ser efetuada ao Iongo de toda a espessura da sua face termi- . nal frontal em uma relação frente a frente, e - o aperto de duas peças de junção uma contra a outra é efetua- do através da contração da soldadura nas extremidades dos referidos se- 5 gundos ramos externos após arrefecimento.

Devido à coaxialidade das referidas primeira e segunda superfí- cies de revolução e à sua linha de contato inicial, circular e pontual se trans- formar após uma tensão de deformação elástica em superfície de contato de revolução, de um modo preferido, cônica, na aproximação das duas peças 10 de junção, um efeito de auto-centragem das duas peças de junção e uma perfeita coaxialidade entre os ramos montados e n n-1, bem como um ajuste perfeito e repetitivo do espaço «e» entre as faces frontais de extremidade dos ramos externos das duas peças de junção forjadas, permitem a execu- ção em perfeitas condições da soldadura entre as referidas faces frontais 15 dos ramos externos das duas peças de junção.

Em uma forma de realização preferida: - o referido segundo ramo interno da referida primeira peça de junção forma um segundo ramo interno macho no interior do segundo ramo interno fêmea da segunda peça de junção e a rigidez do referido segundo 20 ramo interno macho é inferior à rigidez do segundo ramo interno fêmea e - as referidas primeira superfície de revolução externa e segunda superfície de revolução interna estão em contato metal/metal resultante de uma deformação elástica sobre uma referida superfície de contato, cuja di- mensão, em projeção na direção XX' longitudinal axial, é menor que a di- 25 mensão D em projeção na direção XX' Iongitudinal axial da área de sobrepo- sição entre os referidos segundo ramo interno macho e referido segundo ramo interno fêmea.

Por «superfície de revolução» entende-se qualquer forma de su- perfície de revolução apresentando, em corte longitudinal axial segundo a 30 direção XX' longitudinal axial do tubo, uma forma parabólica, hiperbólica ou elíptica, de um modo preferido, circular, podendo as referidas superfícies de revolução ser elipsóides, particularmente esferas, particularmente parabolói-

des ou hiperbolóides e superfícies com uma envoltória tronco-cônica.

Devido à dimensão relativamente reduzida da referida superfície de contato, ocorre ao nível desta, uma tensão de deformação elástica sufici- ente para, concomitantemente, criar uma estanquicidade metal-metal da re- 5 ferida segunda cavidade interna resultante da contração da soIdadura das extremidades dos referidos segundos ramos externos das duas peças de junção durante o arrefecimento da referida soldadura.

E, devido ao fato de o referido segundo ramo interno macho a- presentar uma rigidez inferior, compreende-se que a referida tensão de de- lO formação elástica ocorre, principaimente, ao nível deste segundo ramo inter-

. no macho e, mais precisamente, ao nível da referida primeira superfície de revolução externa.

A implementação de um segundo ramo interno macho de rigidez reduzida disposto do lado de dentro do tubo interno em relação ao referido 15 segundo ramo interno fêmea permite que a pressão do fluido no interior do referido tubo interno da PiP se exerça contra o referido segundo ramo inter- no menos rígido, ficando, assim, apoiado e sendo suportado pelo referido segundo ramo interno fêmea mais rígido, o que, por um lado, evita a defor- mação do referido segundo ramo macho para dentro da referida segunda 20 cavidade anelar e, por conseguinte, evita a perda de estanquicidade da refe- rida segunda cavidade interna que daí resultaria.

É necessário que o referido segundo ramo interno mais rígido esteja no lado da segunda cavidade inter- na para, por um lado, facilitar a deformação elástica do referido segundo ra- mo interno disposto no lado do tubo interno (denominado «segundo ramo 25 interno macho» permitindo a contração da soldadura sem perda de estan- quicidade na segunda cavidade interna.

Deve compreender-se que se os dois ramos internos forem fa- bricados com o mesmo material, a redução de rigidez é obtida por uma re- dução da sua espessura. 30 Mais particularmente, o comprimento da geratriz d da referida superfície de contato de revolução entre as referidas primeira superfície de revolução externa e segunda superfície de revolução interna é de 0,5 a 5 mm, de um modo preferido, 2-4 mm. . Para obter uma referida área de contato de dimensões reduzi- das, implementam-se formas de realização nas quais as diferentes formas das referidas primeira superfície de revolução externa e referida segunda 5 superfície de revolução interna são tais que levam, quando são dispostas coaxialmente e engatadas em contato uma contra a outra, a uma linha d0 de contato pontual circular antes da tensão de deformação elástica resultante da contração da soldadura entre as extremidades dos referidos segundos ramos externos das duas peças de junção durante o seu arrefecimento. 10 Mais particularmente, a referida segunda superfície de revolução

. interna não se inscreve em uma mesmaenvoltória tronco-cônica que a refe- rida primeira superfície de revolução externa.

Neste documento, «mesma envoltória tronco-cônica» significa uma envoltória tronco-cônica com um ân- gulo de vértice igual. 15 Em uma primeira variante de realização, a referida primeira su- perfície de revolução externa é uma superfície tronco-cônica, cujo semiângu- lo a1 de vértice é menor que o semiângulo a2 de vértice da referida segunda superfície de revolução interna tronco-cônica, sendo a1 e a2 inferiores a 45°, de um modo preferido, tendo 30 a 35°. 20 De um modo preferido, para obter um segundo ramo interno de rigidez reduzida, a espessura do referido segundo ramo interno macho da referida primeira peça de junção vai decrescendo desde o fundo da referida segunda cavidade anelar até à sua extremidade longitudinal.

Em uma variante de realização vantajosa, a extremidade longi- 25 tudinal do referido segundo ramo interno macho da referida primeira peça de junção compreende, na sua extremidade longitudinal, do lado da sua face interna, uma terminação chanfrada inclinada com um ângulo [3 em relação à direção longitudinal axial, sendo o ângulo B de inclinação da referida extre- midade chanfrada superior ao semiângulo a1 de vértice da referida primeira 30 superfície de revolução externa tronco-cônica.

Esta forma de realização permite ajustar a rigidez do referido segundo ramo interno macho de rigidez reduzida de modo a que a rigidez da sua extremidade seja ajustada, neste caso, ligeiramente aumentada em comparação com uma extremidade não chanfrada (isto é, uma extremidade que termina com uma inclinação a1 em relação à referida direção longitudinal axial.

Esta inflexibilidade de compromisso entre uma rigidez excessiva, em 5 que a tensão de deformação elástica é insuficiente, não permitindo a contra- ção da soldadura, e uma flexibilidade excessiva que não permitisse ajustar o espaçamento inicial das extremidades dos referidos segundos ramos exter- nos antes da sua soldadura.

Em uma outra variante de realização, a referida primeira superfí- 1O cie de revolução externa apresenta uma forma tronco-cônica que continua até à extremidade mais fina do referido segundo ramo interno por uma su- - perfície tórica com o mesmo eixo XX' de revolução, com uma convexidade virada para a referida segunda superfície de revolução interna de forma tronco-cônica. 15 Compreende-se que os semi-ângulos CIj e a2 de vértice das refe- ridas primeiras superfícies tronco-cônicas e segundas superfícies tronco- cônicas devem ser tais que as referidas primeira superfície de revolução in- terna e segunda superfície de revolução externa não entram em contato en- tre si e, por conseguinte, não interferem uma na outra, fora da referida su- 20 perfície tórica na extremidade da referida primeira superfície de revolução externa.

Este será sempre o caso se o referido ângulo a1 de vértice da refe- rida primeira superfície de revolução externa for menor ou igual ao ângulo a2 de vértice da referida segunda superfície de revolução interna tronco-cônica.

Mas isso também poderia ser o caso se o ângulo a1 da referida primeira su- 25 perfície de revolução externa na sua parte tronco-cônica fosse maior que o semiângulo a2 de vértice da referida segunda superfície de revolução interna tronco-cônica.

Ainda de um modo preferido, a extremidade do segundo ramo interno da primeira peça de junção está recuada na referida direção XX' lon- 30 gitudinal axial em relação à extremidade do segundo ramo externo da pri- meira peça de junção e a extremidade do segundo ramo externo da segunda peça de junção está recuada na direção XX' longitudinal axial em relação à extremidade do segundo ramo interno da segunda peça de junção, cuja rigi- . dez é superior à do segundo ramo interno da primeira peça de junção.

Esta forma de realização permite proteger a extremidade de rigi- dez reduzida do segundo ramo interno da primeira peça la de junção na 5 montagem das duas peças de junção.

A presente invenção também proporciona um método para a montagem de um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais de acordo com a invenção, caracterizado por: 1) se montar, de um modo preferido, em uma torre de instalação 10 em «j», um primeiro conjunto n-1 de tubos coaxiais, de um modo preferido, inclinado, em suspensão na extremidade inferior de uma referida torre de instalação em «j», compreendendo uma referida primeira peça de junção na sua extremidade a montante, com um segundo referido elemento unitário de conjunto n de tubos coaxiais, de um modo preferido, inclinado, na extremi- 15 dade inferior de uma referida torre de instalação em «j», compreendendo uma referida segunda peça de junção diferente da referida primeira peça de junção na sua extremidade a jusante, de modo a que o primeiro contato da referida segunda peça de junção com a referida primeira peça de junção se- ja efetuado ao nível de uma linha d0 de contato circular entre a referida pri- 20 meira superfície de revolução externa e a referida segunda superfície de re- volução interna, tendo os dois referidos segundos ramos externos das duas referidas primeira e segunda peças de junção, de um modo preferido, a mesma espessura, estando as faces frontais de extremidade dos referidos segundos ramos externos das duas referidas primeira e segunda peças de 25 junção espaçadas por uma distância e de, pelo menos, 1 mm, de um modo preferido, de 2 a 5 mm, e 2) se efetuar a soldadura, entre si, das faces frontais e das ares- tas chanfradas das extremidades livres de apenas os referidos segundos ramos externos das referidas primeira e segunda peças de junção dos dois 30 referidos elementos n-l, n unitários de tubos.

Assim, após a contração da soldadura, obtém-se uma estanqui- cidade metal/metal resultante de uma tensão de deformação elástica ao ní-

vel da área de contato entre as duas referidas primeira superfície de revolu- ção externa do referido segundo ramo interno macho e, respectivamente, segunda superfície de revolução interna do referido segundo ramo interno fêmea. 5 De acordo com as características preferidas e vantajosas da presente invenção: - a extremidade livre do referido segundo ramo externo apresen- ta uma forma, de um modo preferido, uma aresta chanfrada, tornando-o a- dequado a ser soldado à extremidade livre de um outro referido segundo ramo externo de uma outra peça de junção à qual está destinado a ser mon- tado, estando a referida outra peça de junção, ela própria, montada na ex- tremidade de um segundo referido elemento de conjunto de dois tubos coa- xiais, e - os dois referidos segundos ramos externos das duas referidas peças de junção destinados a ser montados por soldadura têm a mesma espessura, que é uma espessura superior à espessura do tubo externo da pjp e, de um modo preferido, superior à espessura do referido segundo ra- mo interno da referida peça de junção, e - a extremidade do referido segundo ramo externo apresenta uma aresta chanfrada voltada para fora, apta a permitir uma soldadura pelo lado de fora; - as extremidades livres dos referidos primeiros ramos externo e interno apresentam uma forma, de um modo preferido, uma aresta chanfra- da, tornando-as adequadas a ser soldadas às extremidades livres, respecti- vamente, dos referidos tubos externo e interno, de um modo preferido, ade- quadas a serem soldadas, respectivamente, pelo exterior do referido tubo externo para os referidos primeiros ramos externos 'e pelo interior do referido tubo interno para os referidos primeiros ramos internos.

Em uma forma de realização particular, as referidas primeira e segunda cavidades anelares apresentam uma forma oblonga, em corte lon- gitudinal, apresentando os fundos uma forma curva, cujos raios de curvatura são, de um modo preferido, idênticos.

> Mais particularmente ainda: - os fundos das referidas primeira e segunda cavidades são es- paçados por uma distância de 0,5 a 5 vezes a espessura máxima da referida peça de junção forjada na referida área cheia, 5 - o comprimento dos referidos primeiros ramos interno e externo formam uma referida primeira cavidade com uma profundidade de 1 a 5 ve- zes a espessura dos tubos interno e, respectivamente, externo, e - o comprimento dos referidos segundos ramos externo e interno formam uma referida segunda cavidade com uma profundidade de 1 a 5 ve- lO zes a espessura do referido segundo ramo externo, e - a espessura dos referidos segundos ramos externos é superior . de 5 a 100°6, de um modo preferido, de 30 a 7Õ°/o, da espessura do tubo - externo.

De acordo com as características particulares de um método de 15 montagem de dois elementos de conjunto de dois tubos coaxiais de acordo com a invenção: - o comprimento em excesso para além da extremidade dos re- feridos segundos ramos interno e externo, entre si, de uma referida primeira peça de junção, está apto a adaptar-se ao comprimento em excesso da ex- 20 tremidade dos referidos segundos ramos interno e externo, entre si, de uma referida segunda peça de junção na qual a referida primeira peça de junção está montada, e - os referidos segundos ramos externo e interno de cada uma das duas referidas peças de junção são tais que as suas extremidades se 25 encontram, substancialmente, ao mesmo nível na referida direção XX' longi- tudinal axial.

Outras características e vantagens da presente invenção tornar- se-ão evidentes à luz da descrição pormenorizada que se segue, recorrendo às figuras seguintes, nas quais: 30 · A figura 1A é um corte longitudinal axial de um ramo n-l de PiP 1, compreendendo uma primeira peça la de junção soldada na sua extremi- dade,

· A figura 1B é um corte longitudinal axial da segunda extremi- . dade do mesmo ramo de PiP 1 de acordo com a figura 1A, compreendendo uma segunda peça lb de junção soldada na sua extremidade, · A figura 2 é um corte Iongitudinal axial da ligação de duas ex- 5 tensões de PiP, n e n-l, equipadas, cada uma, com uma peça la (n-l) de junção e, respectivamente, lb (n) nas suas extremidades, · As figuras 2A e 2B representam variantes de realização das ex- tremidades do segundo ramo 52a interno da primeira peça la de junção e do seu contato com o segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de junção, 10 · As figuras 3, 3A e 3B pormenorizam a evolução do ponto de li- gação da extremidade da primeira peça la de junção da figura 2A, respecti- vamente, no final da fase de aproximação de dois elementos n-l, n unitários de tubo, quando o ramo n superior está assente no ramo n-l inferior (Fig. 3A), e após a contração do metal de soldadura depois do arrefecimento da 15 soldadura (Fig. 3B), · As figuras 4, 4A e 4B pormenorizam a evolução do ponto de li- gação das extrem idades das peças de junção da figura 2B, respectivamente, no final da fase de aproximação de dois elementos de tubo e, em seguida, quando o ramo superior está assente no ramo inferior (Fig. 4A) após a con- 20 tração do metal de soldadura depois do arrefecimento da soIdadura (Fig. 4B), · A figura 5 mostra uma variante de realização preferida da ex- tremidade do segundo ramo 52a interno da primeira peça 1a de junção, es- tando a referida extremidade recuada na direção XX' em relação à extremi- 25 dade do segundo ramo 51 externo. · A figura 5A representa uma forma de realização comparativa da figura 3 em que a estanquicidade da cavidade 6 não é devidamente as- segurada durante a operação quando a pressão do fluido dentro 25 do tubo 22 interno em circulação sob pressão deformar a extremidade fina, não sus- 30 tentada, do segundo ramo 52a interno da primeira peça la de junção, defor- mando-a para o interior da cavidade 6. · A figura 6 é uma vista Iateral de um navio 13 de instalação de

% tubos submarinos equipado com uma torre 12 de instalação em forma de J, · A figura 6A ilustra a aproximação de um novo ramo n na dire- ção da parte de tubo n-1 já montada, suspensa em uma torre de instalação em forma de J, 5 · A figura 6B ilustra a soldadura do referido novo ramo n no tubo n-1 suspensa em uma torre de instalação em forma de J, na sua extremida- de inferior.

As peças la, lb de junção de revolução e substancialmente ci- líndricas, de acordo com a invenção, destinam-se à junção de dois elemen- lO tos n-l e n unitários de um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais, compreendendo um tubo 21 externa contendo um tubo 22 interno delimitando um espaço 23 anelar contendo um material 24 de isolamento, estando o es- paço anelar, de um modo preferido, sob pressão reduzida de gás, sendo os referidos elementos, em seguida, denominados extensão unitária de PiP. 15 As referidas peças 1a, lb de junção são delimitadas como se segue: · em uma direção radial em relação a um eixo XX' longitudinal de revolução da referida peça, esta é delimitada por uma parede 12 interna ci- líndrica substancialmente com o mesmo diâmetro que o da seção principal 20 do referido tubo 22 interno e uma parede h externa cilíndrica com um diâme- tro substancialmente igual ao diâmetro externo da seção principal do referido tubo 21 externo e · na direção XX' axial longitudinal

25 · no lado da referida peça de junção destinada a ser montada por soIdadura 9 na extremidadê dos referidos tubos externo e interno de um referido elemento de um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais, as referidas paredes externa L e interna 12 da referida peça de junção formam, em seção Iongitudinal, primeiros ramos, respectivamente, externo & e inter- 30 no 32, com, substancialmente, a mesma espessura que os referidos tubos externo 21 e interno 22 nas quais se destinam a ser montados, delimitando os referidos primeiros ramos externo & e interno 32 uma primeira cavidade 4 anelar, e · no lado oposto da referida peça de junção destinada a ser montada em uma outra referida peça de junção, ela própria montada por soldadura 9 na extremidade de um outro elemento de conjunto de dois tubos coaxiais, as referidas paredes externa L e interna 12 formam, em seção lon- gitudinal, segundos ramos, respectivamente, externo 51 e interno 52, delimi- tando uma segunda cavidade 6 anelar, · sendo os fundos 41, 61 das referidas primeira e segunda cavi- dades 4, 6 espaçados na referida direção XX' longitudinal, de modo a delimi- lO tar uma área 10 sólida maciça da referida peça de junção na qual as referi- das paredes externa L e interna 12 formam as faces externa e interna de uma mesma parede cilíndrica.

Cada referido elemento unitário do conjunto de tubos coaxiais 1, n-1 e n compreende duas referidas primeira peça la de junção e, respecti- vamente, segunda peça lb de junção diferentes, respectivamente, em cada extremidade.

Como mostrado na figura 2, a primeira cavidade 4 anelar está aberta no espaço 23 anelar e pode receber o material 24 de isolamento, de modo a continuar o isolamento do tubo para o mais longe possÍvel.

Nas figuras 2 e seguintes, a extremidade a montante de uma primeira extensão n-l unitária de PiP está equipada com uma primeira peça la de junção e a extremidade a jusante de uma segunda extensão n de pjp está equipada com um segunda peça lb de junção.

As extremidades do lado da sua face 7 frontal e referidos segundos ramos 51 externos de cada uma das referidas primeira e segunda peças la e lb de junção têm a mesma forma e são encaixados e soldados entre si.

Por outro lado, os referidos se- gundos ramos 52a e 52b internos das duas primeira e, respectivamente, se- gunda peças 1a e lb de junção têm formas diferentes e as suas extremida- des não são soldadas umas às outras.

O referido segundo ramo 52a interno da primeira peça la de jun- ção a montante da última extensão unitária do tubo PiP já montado apresen- ta uma espessura decrescente, continuamente, desde o fundo 61 da referida segunda cavidade 6 na direção da sua extremidade livre a montante. O se- . gundo ramo 52a interno da referida primeira peça la de junção apresenta, do lado da sua extremidade 7a livre, uma superfície 53a de revolução externa de forma cônica com um semiângulo a1 de vértice de cerca de 30° e uma 5 superfície 52c interna - ou seja, virada para o interior 25 do tubo 22 interno - de forma cilíndrica, tendo as referidas superfícies de revolução 53a e cilíndri- ca 52c o mesmo eixo XX' que o do tubo PiP. O segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de junção na extremidade a jusante de uma nova extensão unitária de tubo PiP ou de um 10 novo ramo n a montar na referida primeira peça la de junção, apresenta uma forma diferente, ou seja, apresenta uma espessura reduzida na sua extremidade livre, mas a sua espessura não diminui a partir do fundo 61 da - sua referida segunda cavidade 6, como é o caso para o segundo ramo 52a interno da primeira peça de junção- 15 Em geral, a espessura do referido segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de junção é maior e apresenta uma rigidez e inércia supe- riores às do referido segundo ramo 52a da primeira peça la de junção. Por outro lado, a extremidade do segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de junção apresenta uma segunda superfície 53b de revo- 20 lução interna com um semiângulo a2 de vértice superior a a1 e que fica en- costada à referida primeira superfície 53a de revolução externa do referido segundo ramo 52a interno da primeira peça la de junção. a primeira peça la de junção estende-se, por conseguinte, com o seu segundo ramo 52a interno pelo lado interno ao tubo relativamente ao segundo ramo 52b interno da se- 25 gunda peça lb de junção contra o qual está em contato metal/metal quando os seus referidos segundos ramos 51 externos são montados por soIdadura

19. Assim, a primeira peça la de junção e o seu segundo ramo 52a interno constituem uma primeira peça de junção macho e, respectivamente, um se- gundo ramo 52a interno macho, ao passo que a segunda peça lb de junção 30 e o seu segundo ramo 52b interno constituem uma peça de junção fêmea e, respectivamente, um segundo ramo interno fêmea. Nas figuras 1 e 2, as extremidades livres dos segundos ra-

mos 52a, 52b internos ultrapassam as extremidades livres dos primeiros ra- . mos 51 externos das duas peças de junção, de modo a que a sobreposição da primeira superfície 53a de revolução externa tronco-cônica da primeira peça la de junção se sobreponha à segunda superfície 53b de revolução 5 interna tronco-cônica do segundo ramo 52b interno da segunda peça 1b de junção, como explicado abaixo.

Em uma forma de realização preferida ilustrada na figura 5, o segundo ramo 52a interno da primeira peça la de junção apresenta uma es- pessura decrescente, gradualmente, desde o fundo 61 da cavidade 6 na di- lO reção da sua extremidade Iivre.

E a extremidade livre do segundo ramo 52a

. interno está recuada Al2 na direção XX' longitudinal em relação à face 7 fron- tal da extremidade livre do segundo ramo 51 interno da mesma primeira peça la de junção, de modo a que a extremidade 7a do segundo ramo 52a inter- no, relativamente mais frágil, fique protegida durante a fase de montagem r

15 pela segunda peça lb de junção.

Nesta forma de realização da figura 5, para permitir a sobreposição dos dois segundos ramos 52a e 52b internos das primeira e segunda peças la, lb de junção, a extremidade do segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de junção está avançada em relação à ex- tremidade do segundo ramo 51 externo da segunda peça de junção. 20 De acordo com a presente invenção, o segundo ramo 52b inter- no da primeira peça la de junção macho está disposto para dentro 25 do tubo em relação ao segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de jun- ção fêmea, de modo a que a pressão interna do fluido em circulação dentro 25 do tubo PiP condução não deforme o segundo ramo 52a interno, como 25 seria o caso em uma forma de realização comparativa mostrada na figura 5A.

Na figura 5A, o segundo ramo 52a interno, com menor espessura e me- nor rjgidez, está localizado no lado externo, isto é, virado para a cavidade 6 interna em relação ao segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de junção, funcionando esta última, então, como peça de junção macho em re- 30 lação a uma primeira peça la de junção fêmea.

Após a montagem e ligação de duas extensões unitárias de PiP equipadas com peças de junção forjadas de acordo com a invenção, a se-

. gunda cavidade 6 anelar de uma primeira peça la de junção na extremidade a montante de uma primeira extensão de PiP está aberta em uma segunda cavidade anelar de uma segunda peça 1b de junção na extremidade a jusan- te de uma segunda extensão de PiP formando, assim, uma câmara formada 5 por soldadura ao nível das extremidades dos segundos ramos 51 externos.

Esta câmara 6 é estanque, dado que a extremidade dos segun- dos ramos 52a e 52b internos das duas peças la e 1b de junção, embora não soldadas entre si, apresentam superfícies 53a e 53b frente a frente indu- zindo uma área 11 de contato, de contato metal/metal, submetida a uma 10 tensão de deformação elástica como explicado abaixo.

As extremidades livres dos referidos primeiros ramos externo & e interno 32 apresentam uma forma, em aresta 8 chanfrada, o que permite efetuar, de um modo conhecido, uma passagem de soIdadura denominada "penetração total", seguida por um enchimento completo da aresta chanfra- 15 da, como explicado em 9. Na figura 1A, as arestas 8 chanfradas estão vira- das para o exterior e são, por conseguinte, adequadas para ser soldadas pelo lado de fora dos referidos tubos externa 31 e interna 32. Na figura 1B, as arestas 8 chanfradas estão viradas para o exterior na extremidade do referi- do primeiro ramo externo e para dentro na extremidade do referido primeiro 20 ramo interno, tornando-os adequados a serem soldados, respectivamente, pelo lado de fora do referido conjunto para os referidos primeiros ramos ex- ternos e pelo lado de dentro do referido tubo interno para os referidos primei- ros ramos internos.

Para maior clareza de descrição nas figuras 1A, 1B e 2, os vá- 25 rios elementos constitutivos foram mostrados soidados na parte inferior dos desenhos e, no topo, posicionados frente a frente antes da execução das referidas soldaduras 9. Na figura 2, as extremidades livres do referido segundo ramo 51 externo apresentam uma forma em aresta 18 chanfrada voltada para o exte- 30 rior de uma primeira peça la de junção, tornando-o apto a ser soldado pelo lado de fora à extremidade livre de um outro referido segundo ramo externo de uma outra peça 1b de junção à qual se destina a ser montado, estando a referida outra peça de junção, ela própria, na extremidade de um segundo elemento de conjunto de dois tubos coaxiais.

Nas referidas primeira e segunda peças la e lb de junção forja- das, a extremidade do referido primeiro ramo 32 interno do lado da referida 5 peça de junção apta a ser montada directamente num referido elemento de um referido conjunto de tubos coaxiais, excede, na referida direção XX' lon- gitudinal axial a extremidade de um referido primeiro ramos & externo, de modo a que as referidas peças de junção possam ser montadas por solda- dura num referido conjunto de tubos coaxiais cuja extremidade do referido 10 tubo externo excede a do referido tubo interno.

Em uma versão preferida da invenção, as referidas primeira e . segunda peças 1a-1b de junção forjadas são realizadas como explicado na figura 2 e apresentam um diâmetro externo e uma espessura de parede substancialmente iguais, de um modo preferido, iguais, aos da seção princi- 15 pal de invólucro externo.

Procedendo dessa forma, o tubo apresenta em to- do o seu comprimento uma inércia substancialmente constante, o que evita as acumulações de tensões ao nível das conexões entre duas extensões unitárias de PiP e melhora consideravelmente o comportamento em termos de flexão e fadiga do tubo, permitindo-lhe, então, resistir, sobretudo no caso 20 de ligações fundo-superfície submetidas aos efeitos da ondulação e da cor- rente, durante toda a vida útil das instalações que atinge e excede 30 anos.

Para evitar os fenômenos de vórtice indesejáveis ao nível da li- gação de duas peças 1a-1b de junção forjadas de duas partes de PiP adja- centes, quando o petróleo bruto circula dentro do tubo interno, o diâmetro 25 interno da peça la de junção forjada é prolongado até à face de junção com o seu correspondente lb, mas a junção não é soldada, de modo a evitar os fenômenos de transferência de carga e de tensões entre o invólucro externo e o tubo interno, pelo que se correria o risco de levar a fissurações ou a fe- nômenos de fadiga que arruinariam completamente o tubo.

Os dois prolon- 30 gamentos da parte interna têm, por conseguinte, um simples papel de conti- nuidade do diâmetro interno do tubo interno e podem ser maquinados de múltiplos modos.

+

" Na figura 1A, representou-se, em corte longitudinal, uma primei- ra peça la de junção na extremidade a montante de um ramo de extremida- de de um tubo n-l já montado apresentando, ao nível da extremidade livre do seu segundo ramo 52a interno, uma primeira maquinagem cônica for- 5 mando uma primeira superfície 53a de revolução externa tronco-cônica com um vértice Sj e semiângulo a1 de vértice.

Na figura 1B, representou-se, em corte longitudinal, uma extre- midade de uma segunda peça lb de junção de um novo ramo n apresentan- do, ao nível da extremidade do seu ramo 52b interno, uma segunda maqui- lO nagem cônica formando uma segunda superfície 53b de revolução de forma

"R tronco-cônica de vértice S2 e semiângulo a2 de vértice, sendo o segundo ! ramo 52b interno mais espesso e, por conseguinte, mais rígido que o segun-

,, do ramo 52a interno.

Os ângulos a1 e a2 são tais que a1 " a2, sendo a diferença dos 15 ângulos de 0,5 a 5", de um modo preferido, de 1 a 2°, sendo a1, de um modo preferido, igual a 30°. Assim, quando da aproximação do ramo n ao ramo n- 1, segundo um eixo XX' longitudinal axial, a extremidade cônica fêmea da segunda superfície 53b de revolução interna cônica do ramo n colabora com a extremidade cônica macho a jusante da primeira superfície 53a de revolu- 20 ção externa cônica do ramo n-l, cobrindo-a pelo lado externo, ou seja, pelo lado da referida cavidade 6 interna.

Daí resulta uma coaxialidade perfeita das duas partes de tubos sem necessidade de ajustamento lateral.

As referi- das primeira superfície 53a de revolução externa da primeira peça la de jun- ção, por um Iado, e, por outro lado, segunda superfície 53b de revolução in- 25 terna do segundo ramo 52b da segunda peça lb de junção são maquinadas de modo a ajustar os ângulos a1 e a2 dos cones de vértice Sj e S2 de modo a que, quando da sobreposição, as faces 7 frontais de extremidade dos se- gundos ramos 51 externos das duas peças la e lb de junção, após a apro- ximação do ramo n ao ramo n-l dos contactos das duas superfícies 53a e 30 53b, as faces 7 frontais dos dois ramos 51 externos fiquem espaçadas uma da outra por uma distância e óptima de 1 a 4 mm para realizar a soldadura 19 de montagem.

O espaçamento das faces 7 paralelas frontais das duas arestas . 18 chanfradas na extremidade dos dois segundos ramos 51 externos das duas peças la, lb de junção deve ser extremamente preciso para que a sol- dadura 19 entre as extremidades dos dois segundos ramos 51 externos pos- 5 sa ser realizada, de modo conhecido, com uma penetração total e, assim, apresentar uma resistência óptima.

Na figura 3, representou-se, em corte, uma vista da ligação entre os dois cones macho Sj e fêmea S2 ao nível da extremidade das peças la e lb forjadas. 10 Na figura 3A, o troço n está em fase de aproximação do troço n- 1, sendo o contato da extremidade livre do segundo ramo 52a interno da primeira peça la de junção pontual d0 com a extremidade Iivre do segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de junção.

A distância de contato, em seção longitudinal ou em projeção sobre o eixo XX', é pontual, ou seja, que 15 na proximidade das extremidades 7a, 7b dos referidos segundos ramos 52a e 52b internos, o contato entre as superfícies 53a e 53b é, inicialmente, limi- tado à linha d0 residual de um cÍrculo.

Na figura 3B, o troço n está assente no troço n-1, estando o con- junto em uma posição inclinada em uma torre 12 de instalação em forma de 20 J instalada a bordo de um navio 13 de instalação, como ilustrado nas figuras 6 e 6A.

Assim, estando o conjunto inclinado, o troço n apoia o seu peso so- bre o troço n-1 e a área de contato entre os cones macho Sj e fêmea S2 aumenta Iigeiramente devido à tensão de deformação elástica das superfí- cies 53a e 53b e constitui, então, uma superfície 11 de contato substancial- 25 mente cônica com uma largura d reduzida.

Esta superfície 11 de contato de- ve-se a uma deformação elástica das paredes 53a e 53b respectivas dos re- feridos cone macho Sj e cone fêmea S2, e essencialmente, a uma deforma- ção elástica da parede menos rígida do cone macho Sj.

Depois da aproximação terminada, efetua-se, de modo conheci- 30 do, a soldadura circular externa, através de um dispositivo 14 orbital, como ilustrado na figura 6B, e, após arrefecimento da referida soldadura, a contra- ção devida ao arrefecimento da soIdadura desloca, Iigeiramente, por um va-

lor ÂJj, o troço n na direção do troço n-l, o que tem por efeito aumentar a - largura d da superfície 11 de contato entre o cone macho 53a e o cone fê- mea 53b até um valor d de 0,5 a 5 mm, de um modo preferido, de 2 a 4 mm. Esta superfície 11 de contato deve-se a uma deformação elástica das pare- 5 des respectivas dos referidos cone macho 53a e cone fêmea 53b, sendo a deformação elástica do cone macho 53a muito mais pronunciada, porque a sua seção em extremidade é muito menos maciça e resistente que a do co- ne fêmea S2 53b. A contração L\|1 da soldadura 19 das extremidades dos segun- lO dos ramos 51 externos das duas peças la e lb de junção depende das ca-

O racterísticas do tubo, mas é de, aproximadamente, milímetros, o que gera a formação de uma área 11 de contato cônica de, aproximadamente, d = 2 a 4 mm de acordo com o ângulo a, valor médio dos ângulos dos dois cones ma- cho e fêmea. 15 Pelo fato de as duas peças la e 1b forjadas serem maquinadas com precisão e de modo repetitivo, peça a peça, desta deformação elástica periférica resulta uma estanquicidade metal-metal entre as extremidades do troço n e do troço n-l, ao nível do tubo interno. E, pelo fato de as deformações permanecerem no domínio elás- 20 tico, daí resulta uma estanquicidade perfeita durante toda a vida útil do tubo, evitando-se, assim, em determinadas condições críticas de exploração, o enchimento do espaço 6 situado entre os ramos internos 52a, 52b e externos Sj das extremidades das primeiras e segundas peças la e lb de junção. Nas figuras 4 e 4A, representou-se uma variante 53a-1 da ma- 25 quinagem da extremidade da primeira superfície 53a de revolução externa do segundo ramo 52a interno da primeira peça la de junção. Com efeito, se a segunda superfície 53b de revolução interna do segundo ramo 52b interno da segunda peça lb de junção for maquinada em forma de cone 53b de vértice S2 e ângulo a2, a extremidade da primeira superfície 53a de revolução exter- 30 na da primeira peça la de junção é maquinada ao nível da futura área 11 de contato, não em cone, mas em forma de parte 53a-1 tórica com o mesmo eixo XX', de um modo preferido, com uma seção longitudinal elíptica, ainda de um modo preferido, com uma seção longitudinal circular.

Assim no fim da . fase de aproximação, como representado na figura 4A, o contato periférico limita-se, sempre, a um cÍrculo, mas quando o troço n está assente no troço n-1, a superfície 11 de contato entre as duas superfícies 53a e 53b continua, 5 substancialmente, um vestígio pontual d0 em forma de cÍrculo.

E, após sol- dadura e arrefecimento da soIdadura 19, devido à tensão de deformação elástica ao nível do contato entre as extremidades 53a-1 e a superfície 53b, a superfície 11 de contato torna-se sempre, substancialmente, uma parte de cone com um comprimento de geratriz d, como ilustrado na figura 4B, tor- lO nando, assim, perfeitamente estanque o volume da câmara formada pelas duas cavidades 6 compreendido entre os segundos ramos 52a, 52b internos e externos 51 de duas peças la e 1b forjadas complementares.

O compri- mento d é tal que o seu comprimento d1 em projeção sobre o eixo XX' per- manece sempre inferior ao comprimento D de projeção sobre o eixo XX' da 15 área de sobreposição entre as referidas primeira e segunda superfícies 53a e 53b de revolução dos dois ramos 52a e 52b internos das duas peças la e lb de junção montadas e inferior ao comprimento d2 de projeção sobre XX' da primeira superfície 53a de revolução interna tórica.

Esta terminação 53-1 tórica da primeira superfície 53a de revolu- 20 ção externa permite engrossar ligeiramente a terminação do segundo ramo 52a interno menos rígido e, por conseguinte, mais frágil e, assim, ajustar o espaçamento e entre as extremidades dos dois ramos Sj das duas peças de junção de modo a realizar a soldadura nas condições óptimas.

Em uma variante de realização representada na figura 3A, o es- 25 pessamento relativo da extremidade livre da primeira superfície 53a de revo- lução externa é obtido criando uma forma biselada na sua face 52d interna de modo a que esta face 52d interna fique inclinada com um ângulo j3 em relação ao eixo XX', superior ao semiângulo a1 de vértice do resto da super- fície 53a tronco-cônica. 30 Na figura 4A, o resto da primeira superfície 53a de revolução ex- terna, ou seja, a parte anterior da extremidade 53a-1 tórica (ou seja, a jusan- te da extremidade 53a-1 tórica) permanece cônica.

E, pelo fato de a primeira superfície 53a de revolução externa cônica estar, ainda, espaçada da segun- da superfície 53b de revolução interna cônica, não é obrigatório que a1 seja inferior ou igual a a2, neste caso, dado que é suficiente que as duas superfí- cies 53a e 53b de revolução cônicas não entrem em contato, por conseguin- 5 te, só interfiram entre elas ao nível da extremidade 53a-1 tórica.

Na presente invenção, descreveu-se um troço de tubo apresen- tando, em uma extremidade, uma forma 53b cônica fêmea e, na outra extre- midade, uma forma 53a complementar macho, quer cônica, quer tórica na área 11 de futuro contato entre dois troços adjacentes, mas o espírito da in- lO venção abrange qualquer forma de revolução, tanto para a extremidade ma- cho como para a extremidade fêmea, podendo as referidas formas ser esfe- . ras, parabolóides, hiperbolóides ou qualquer outra forma de revolução, de- vendo compreender-se que as áreas de contato, no que se refere às figuras 3A-3B, são, respectivamente, pontuais d0, no fim de fase de aproximação 15 (figura 3A) quando o troço n está assente no troço n-1 e, após contração devida à soldadura (figura 3B), apresenta, na área de contato, uma forma geométrica de revolução de eixo XX' e comprimento d de geratriz.

Todas estas formas são extremamente simples de maquinar desde que se utilizem tornos automáticos controlados digitalmente para o 20 acabamento das peças de extremidade forjadas, devendo estas peças ser realizadas com precisão e com um cuidado extremo.

O diâmetro externo da referida primeira parede t externa mede, em geral, de 150 mm a 750 mm e mesmo mais, medindo o diâmetro interno da referida parede 12 interna da referida peça de junção de 50 mm a 700 25 mm.

A título de exemplo, uma pjp constituída por um tubo interno com um diâmetro interior de 203,2 mm e uma espessura de 16,3 mm, e um tubo com um diâmetro interior de 293,05 mm e uma espessura de 15,4 mm apresenta uma inércia da seção transversal em relação ao seu centro de 30 245.984.742 mm'. E, de acordo com a invenção, uma peça forjada, sem manga a- dicional, apresentando uma parede ao nível da soldadura de ligação entre duas extensões unitárias de PiP com uma espessura de 22,83 mm, ou seja, . uma espessura dos referidos segundos ramos externos de 22,83 mm.

Assim, a espessura da peça de junção forjada de acordo com a invenção, ao nível do segundo ramo externo, permanece razoável e é subs- 5 tancialmente maior que a espessura do tubo externo, sem necessidade de aplicar uma manga adicional, não garantindo, este última, uma fiabilidade ao Iongo do tempo.

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES .

1. Conjunto (1) de, pelo menos, dois tubos coaxiais constituído, na seção principal, por um tubo (2j externo e um tubo (22) interno, delimi- tando um espaço (23) anelar, compreendendo, de um modo preferido, um 5 material (2-4) de isolamento, constituído pela montagem de elementos unitá- rios de, pelo menos, dois tubos coaxiais, compreendendo, pelo menos, dois elementos (n-l, n) unitários de conjunto de tubos coaxiais, um dos quais compreende em, pelo menos, uma extremidade, uma primeira peça (la) de junção montada em uma segunda peça (lb) de junção na extremidade de 10 um outro referido elemento unitário de conjunto de tubos coaxiais, sendo cada uma das duas referidas primeira e segunda peças (la, lb) de junção uma peça de junção de revolução delimitada do seguinte modo: - em uma direção radial em relação a um eixo XX' longitudinal de revolução da referida peça, ela é delimitada por uma parede (12) interna ci- 15 líndrica com, substancialmente, o mesmo diâmetro que o da seção principal do referido tubo (22) interno, e por uma parede (ij) externa cilíndrica com um diâmetro substancialmente igual ao diâmetro externo da seção principal do referido tubo (21) externa, e - na referida direção XX' axial Iongitudinal, 20 cj no lado da referida peça (la, lb) de junção onde esta está montada por soldadura (9) na extremidade dos referidos tubos externo e in- terno de um referido elemento unitário de um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais, as referidas paredes externa (li) e interna (12) da referida peça de junção formam, em seção longitudinal, primeiros ramos, de um mo- 25 do preferido, primeiros ramos externo (3i) e, respectivamente, interno 02) com, substancialmente, a mesma espessura que aos referidos tubos externo (2i) e interno (22) nas quais estão montados, delimitando os referidos primei- ros ramos externo (3i) e interno 02) uma primeira cavidade (4) anelar, e [j no lado da referida peça de (la, lb) junção onde esta está 30 montada em uma outra referida peça de junção, ela própria montada por soldadura (9) na extremidade do referido outro elemento unitário de conjunto de dois tubos coaxiais, as referidas paredes externa (li) e interna (12) for-

mam, em seção Iong itudinal, segundos ramos, respectivamente externo (5i) .. e interno (52a, 52b) delimitando uma segunda cavidade (6) interna anelar,

· estando as duas referidas primeira e segunda peças de junção soldadas entre si apenas ao nível da extremidade dos seus referidos 5 segundos ramos (5i) externos,

· estando, de um modo preferido, os fundos (4i, 61) das referidas primeira e segunda cavidades (4, 6) espaçados, na referida direção XX' longitudinal, de modo a delimitar uma área (10) sólida maciça da referida peça de junção na qual as referidas paredes externa (li) e interna 02) for- lO mam as faces externa e interna de uma mesma parede cilíndrica, e - as extremidades dos referidos dois segundos ramos (52a, 52b) - internos não soldados das referidas primeira e segunda peças (la, lb) de junção estão em contato metal/metal, uma com a outra, submetidas a uma tensão de deformação elástica ao nível da sua superfície (11) de contato de 15 revolução, de um modo preferido, cônica, entre uma primeira superfície de revolução (53a) externa na face externa do segundo ramo (52a) interno da primeira peça (la) de junção e uma segunda superfície (53b) de revolução interna na face interna do segundo ramo interno (52b) da segunda peça (lb) de junção, formando o referido segundo ramo (52a) interno da primeira peça 20 (la) de junção um segundo ramo interno macho localizado no interior do se- gundo ramo (52b) interno fêmea da segunda peça (lb) de junção, caracterizado por a referida segunda superfície (53b) de revolu- ção interna ter uma forma diferente, mas com o mesmo eixo (XX') de revolu- ção que a referida primeira superfície (53a) de revolução externa, de modo a 25 que as referidas primeira superfície (53a) de revolução externa e segunda superfície (53b) de revolução interna apresentem, quando estão dispostas coaxialmente e engatadas, em contato, uma na outra, uma linha (do) de con- tato inicial circular transformando-se na referida superfície (11) de contato após a referida tensão de deformação elástica resultante da contração da 30 soldadura (19) das extremidades dos referidos segundos ramos (5i) exter- nos das referidas duas peças (la, lb) de junção, de modo a que as referidas segundas cavidades (6) internas fiquem estanques relativamente ao interior

(25) do tubo (22) interno.

2. Conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: - o referido segundo ramo (52a) interno da referida primeira peça 5 (la) de junção formar um segundo ramo (52a) interno macho no interior do segundo ramo (52b) interno fêmea da segunda peça (lb) de junção e a rigi- dez do referido segundo ramo (52a) interno macho ser inferior à rigidez do segundo ramo (52b) interno fêmea e - as referidas primeira superfície (53a) de revolução externa e 10 segunda superfície (53b) de revolução interna estarem em contato me- tal/metal resultante de uma deformação elástica sobre uma referida superfí- - cie (11) de contato, cuja dimensão (di), em projeção na direção (XX') longi- tudinal axial, é menor que a dimensão (D) em projeção na direção (XX') lon- gitudinal axial da área de sobreposição entre os referidos segundo ramo 15 (52a) interno macho e referido segundo ramo (52b) interno fêmea.

3. Conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o comprimento da geratriz (d) da referida superfície (11) de contato de revolução entre as refe- ridas primeira superfície (53a) de revolução externa e segunda superfície 20 (53b) de revolução interna ser de 0,5 a 5 mm, de um modo preferido, 2-4 mm.

4. conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a referida segunda superfície (53b) de revolução interna não se inscrever em uma mesma envo1- 25 tória tronco-cônica que a referida primeira superfície (53a) de revolução ex- terna.

5. Conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a referida primeira superfície (53a) de revolução externa ser uma superfície tronco-cônica, cujo 30 semiângulo a1 de vértice é menor que o semiângulo a2 de vértice da referida segunda superfície (53b) de revolução interna tronco-cônica, sendo a1 e a2 inferiores a 45°, de um modo preferido, tendo 30 a 35°.

6. Conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a espessura do referido segundo ramo (52a) interno macho da referida primeira peça (la) de junção ir decrescendo desde o fundo (61) da referida segunda cavidade (6) anelar até à sua extre- 5 midade longitudinal.

7. Conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a extremidade (5) longitudinal do referi- do segundo ramo (52a) interno macho da referida primeira peça (la) de jun- ção compreender, na sua extremidade Iongitudinal, do lado da sua face (52c) interna, uma terminação (52d) chanfrada inclinada com um ângulo B em rela- ção à direção longitudinal axial, sendo o ângulo B de inclinação da referida extremidade (52d) chanfrada superior ao semiângulo a1 de vértice da referida primeira superfície (53a) de revolução externa tronco-cônica.

8. Conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a referida primeira superfície (53a) de revolução externa apresentar uma forma tronco-cônica que continua até à extremidade mais fina do referido segundo ramo (52a) interno por uma superfície (53a-1) tórica com o mesmo eixo XX' de revolu- ção, com uma convexidade virada para a referida segunda superfície (53b) de revolução interna de forma tronco-cônica.

9. Conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a extremidade do segundo ramo (52a) interno da primeira peça (la) de junção estar recuada (Al2) na referida direção (XX') longitudinal axial em relação à extremidade do segundo ramo (5i) externo da primeira peça (la) de junção e a extremidade do segundo ramo (5j externo da segunda peça (lb) de junção estar recua- da na direção (XX') longitudinal axial em relação à extremidade do segundo ramo (52b) interno da segunda peça (lb) de junção, cuja rigidez é superior à do segundo ramo (52a) interno da primeira peça (la) de junção.

10. Método para montar um conjunto de, pelo menos, dois tubos coaxiais como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracteri- zado por:

1) se montar, de um modo preferido, em uma torre de instalação em «j», um primeiro conjunto (n-l) de tubos coaxiais, de um modo preferido, inclinado, em suspensão na extremidade inferior de uma referida torre de instalação em «j», compreendendo uma referida primeira peça (la) de jun- 5 ção na sua extremidade a montante, com um segundo referido elemento unitário de conjunto (n) de tubos coaxiais, de um modo preferido, inclinado, na extremidade inferior de uma referida torre de instalação em «j», compre- endendo uma referida segunda peça (lb) de junção diferente da referida primeira peça de junção na sua extremidade a jusante, de modo a que o 10 primeiro contato da referida segunda peça (lb) de junção com a referida primeira peça de junção seja efetuado ao nível de uma linha (do) de contato - circular entre a referida primeira superfície (53a) de revolução externa e a referida segunda superfície (53b) de revolução interna, tendo os dois referi- dos segundos ramos (5j externos das duas referidas primeira e segunda 15 peças (la, lb) de junção, de um modo preferido, a mesma espessura, es- tando as faces (7) frontais de extremidade dos referidos segundos ramos (5i) externos das duas referidas primeira e segunda peças de junção espa- çadas por uma distância (e) de, pelo menos, 1 mm, de um modo preferido, de2a5mm,e 20 2) se efetuar a soldadura (19), entre si, das faces (7) frontais e das arestas (18) chanfradas das extremidades livres de apenas os referidos segundos ramos (5i) externos das referidas primeira e segunda peças (la, lb) de junção dos dois referidos elementos (n-l, n) unitários de tubos.