BR112013002857A2 - manga de junção tubular em material plástico para tubo compreendendo um revestimento interno - Google Patents

Abstract

  MANGA DE JUNÇÃO TUBULAR EM MATERIAL PLÁSTICO PARA TUBO COMPREENDENDO UM REVESTIMENTO INTERNO. A presente invenção refere-se a um tubo (1) compreendendo, pelo menos, dois elementos de tubo de aço (11, 12) com revestimento interno (2) unidos ponta a ponta, em que as extremidades dos dois elementos de tubo são soldadas (5) uma à outra. Uma manga de junção tubular (3) é intercalada no interior do tubo, ao nível das extremidades ponta a ponta dos dois elementos de tubo, de modo que as partes terminais (3a, 3b) das extremidades da referida manga fique, pelo menos em parte, em contato estanque (4-1), respectivamente, com as partes terminais (2a, 2b) nas extremidades dos referidos revestimentos internos dos dois elementos de tubo. A referida zona de contato estanque (4-1) é uma zona de soldadura por fusão de materiais constituintes de uma parte, pelo menos, de cada referida parte terminal (3a, 3b) da manga e, respectivamente, cada referida parte terminal (2a, 2b) do referido revestimento em contato uma com a outra. A referida manga de junção tubular apresenta, em cada uma das referidas partes terminais (3a, 3b) da manga, ao nível da referida zona de contato estanque, um fio de aquecimento porefeito joule (6) disposto em espiral dupla na superfície externa de cada referida parte terminal nas extremidades da referida manga.

Description

Relatório Descritivo da Patente de lnvenção para "MANGA DE jUNÇÃO TUBULAR EM MATERIAL PLÁSTICO PARA TUBO COMPRE- ENDENDO UM REVESTIMENTO INTERNO". A presente invenção refere-se a um tubo fabricado por união de 5 elementos de tubo em aço, compreendendo um revestimento mterno em plástico que protege as paredes de aço do referido tubo contra a corrosão.

A presente invenção refere-se, mais particularmente, os tubos que transportam fluidos corrosivos, tais como tubos submarinos que trans-

'4 portam água do mar pressurizada destinada a ser injetada em poços de 10 campos petrolíferos e, mais particularmente ainda, a tubos de ligação fun- 4' do/superfície.

A presente invenção refere-se, mais particularmente, à conexão de dois elementos unitários de tubo unitário com revestimento interno e, mais particularmente ainda, a elementos de 24 m ou 48 m de comprimento 15 instalados em campos petrolíferos em águas profundas, de 2000 a 3000 m ou mesmo mais, a partir de um navio de instalação equipado com torres de instalação em j.

De modo conhecido, as extremidades dos referidos elementos de tubo são unidos ponta a ponta por meio de soldadura e o revestimento 20 interno no interior dos referidos elementos de tubo está interrompido a uma distância significativa, por exemplo, 100 a 200 mm, da extremidade dos refe- ridos elementos de tubo, de modo a que o aquecimento da parede de aço, durante a soIdadura das extremidades, rião danifique o referido revestimen- to.

O problema que se coIoca, então, é o de assegurar a proteção contra a 25 corrosão da zona não revestida, compreendida entre a extremidade do re- vestimento do elemento N de tubo e a extremidade do revestimento do ele- mento N+1 de tubo que se segue.

Conhece-se a patente WO 2006/042925 da requerente que des- creve uma união de tubos revestidas por um revestimento interno desse tipo. 30 O método de revestimento interno denominado "Swagelining" consiste em estirar um tubo circular de material flexível, denominado daqui em diante como "revestimento", de modo a reduzir o seu diâmetro para a poder inserir em um tubo por tração, sendo o diâmetro do referido revestimento, em re- pouso, superior ao diâmetro interno do referido tubo.

Outra forma de introdu- zir este revestimento é deformá-lo por flexão para se obter uma parte trans- versal em forma de "feijão" que se inscreve, então, num circulo com um di- 5 âmetro muito menor e que permite, por isso, a inserção por simples tracção através do tubo de aço.

No final da aplicação da tração, as extremidades salientes retomam, naturalmente, uma forma substancialmente circular e é ~ simples aplicar-lhe um tampão.

Ao pressurizar o revestimento com ar com- primido, este retoma a sua forma circular e o referido revestimento fica apli- lO cado firmemente na parede interna do tubo de aço. < A

Nesta patente WO 2006/042925, descreve-se um método de u- nião de dois elementos de tubo, em que uma manga tubular de junção em aço resistente à corrosão ou material compósito garante a continuidade da proteção das paredes de tubo nas extremidades não revestidas dos referi- 15 dos elementos de tubo.

Mais particularmente, descreve-se uma manga tubu- lar de junção constituída por uma virola em liga resistente à corrosão sob a forma de mánga tubular com uma superfície interna de revolução denteada nas extremidades e enfiada à força em cada uma das extremidades dos re- feridos elementos de tubo a unir de modo a criar uma continuidade e uma 20 estanquicidade aumentada do revestimento interno na junção dos dois ele- mentos de tubo.

O termo "revestimento°° ou "revestimento interno" utilizado a se- guir corresponde a um revestimento também conhecido na técnica com a denominação de "liner". 25 Esta estanquicidade do contato manga/revestimento é importan- te para evitar qualquer contato entre a água do mar e a zona da soldadura relativamente à referida manga tubular.

Esse contato direto pode, de fato, conduzir, no caso de infiltra- ção de água entre a manga e o tubo, quando o tubo é um tubo de injeção de 30 água, a fenómenos eletroquimicos de corrosão do tubo de aço e soIdadura na medida em que a referida ligação mecânica entre a manga e o revesti- mento não é necessariamente estanque.

Outros modos de união entre elementos de tubo ou entre seg- mentos foram descritos em inúmeras patentes mencionadas no documento WO 2006/042925. A principal desvantagem dos vários métodos de união entre segmentos reside no fato de a junção ser heterogênea entre um elemento de conexão metálico e um revestimento em material termoplástico e ser basea- da num princípio da compressão do material termoplástico do revestimento, podendo este último ser submetido, a Iongo prazo, a uma deformação que Ievaria a fugas se a vedação entre a extremidade do revestimento e a ex- lO tremidade da manga fosse afetada, o que é contrário ao objetivo pretendido.

Além disso, este fenômeno é amplificado no caso de tubos de ligação fundo- superfície de tipo catenária, porque estas últimas estão constantemente em movimento devido ao efeito da ondulação, vento e correntes que se exerce sobre o suporte flutuante ancorado em superfície, o que cria micromovimen- tos em cada um dos elementos de conexão, estando estes últimos, de um modo geral, afastados pelo comprimento de um segmento, ou seja, em ge- ral, por 24 ou 48 m.

No documento WO 2006/042925, um entalhamento das extremi- dades do revestimento cria uma compressão que coopera com um entalha- mento das extremidades da manga, para compensar essa deformação- Conhece-se uma manga de junção tubular e um tubo compreen- dendo, pelo menos, 2 elementos de tubo de aço com revestimento 'interno, em materiai termoplástico unidos ponta a ponta, estando as extremidades dos dois elementos de tubo soIdadas entre si, em que: - a referida manga de junção tubular fabricada em material ter- moplástico, de um modo preferido, idêntico ao do referido revestimento, é inserida no interior do tubo, nas extremidades ponta a ponta dos dois ele- mentos de tubo, de modo a que as partes terminais nas extremidades da referida manga fiquem, pelo menos em parte, em contato estanque, respec- tivamente, com partes terminais nas extremidades dos referidos revestimen- tos internos dos dois elementos de tubo, e, - a referida manga de junção tubular apresenta em cada uma das referidas partes terminais da manga, na referida zona de contato estan- que com as partes terminais dos referidos revestimentos, um referido fio de

- aquecimento porefeito joule, disposto em espiral sobre a superfície externa de cada referida parte terminal nas extremidades da referida manga, sendo 5 a referida zona de contato estanque uma zona de soldadura por fusão entre si dos materiais constituintes de cada referida parte terminal da manga e, respectivamente, de cada referida parte terminal do referido revestimento em contato uma com a outra e percorridas pelo referido fio de aquecimento.

Mas, este tipo de tubo e uma manga de junção tubular compre- lO endendo um fio de aquecimento espiralado monofilamento, tal como descrito nas figuras 3B e 4B da presente descrição, em que as duas extremidades do fio espiralado monofilamento desembocam de um lado e doutro da espiral na superfície interna da manga, nas duas extremidades da referida zona de ele- trofusão nas zonas estanques, pode resultar em problemas de perda de es- 15 tanquicidade que representam um risco de contato com a água da referida soldadura metálica assegurando a junção entre os dois elementos de tubo", " quando o referido tubo transporta água.

Daí resulta, também e sobretudo, que a referida manga corre o risco de se deformar e, em particular, retomar, se for caso disso, a sua forma inicial de diâmetro interno reduzido na sua 20 zona central relativamente à soldadura metálica das extremidades dos dois elementos de tubo ponta a ponta, como mostrado no Iado esquerdo da figura 1; dado que, devido à referida fuga, a zona 8 entre a superfície extema da manga e a superficie interna dos referidos elementos de tubo ficaria, então, submetida a uma pressão substancialmente idêntica à prevalecente no inte- 25 rior da referida manga e, devido à elasticidade inerente da referida manga, esta última retomaria, naturalmente, a sua forma inicial.

Este risco de perda de estanquicidade ocorre pelas razões explicadas abaixo.

Em primeiro lugar, não há garantia de estanquicidade através da espessura da parte terminal da manga ao Iongo do canal pré-perfurado utili- 30 zado por uma extremidade Iivre não espiralada do fio de aquecimento para atravessar a referida manga na sua espessura desde as primeira e segunda extremidades da espiral até à superflcie interna da manga.

Por outro lado, a zona de contato estanque obtida por eletrofusão ou zona de soIdadura por fusão não cobre toda a superfície de contato entre as referidas partes termi- nais da manga e, respectivamente, o referido revestimento interno, ou seja, a fusão não é realizada com um nível aceitável de fiabilidade nas primeira e última espiras da espiral, porque a contribuição calorlfica é controlada perfei- tamente entre duas espiras adjacentes, mas não aquém da primeira ou além da última.

Assim, no caso em que o referido fio de aquecimento cobre uma superfície externa de revolução, em particular cilíndrica ou troncocônica, a -interface entre as partes terminais da manga e, respectivamente, do referido revestimento não é estanque fora da zona eletro-fundida, ou seja, aquém da primeira espira ou além da última espira.

Deste modo, o canal da extremida- de do fio, na primeira extremidade da espiral mais próxima da extremidade mais próxima da manga, acede à parte não estanque desta interface qual se estende para além da referida primeira extremidade de espiral, que desem- boca apenas nas superflcies internas do tubo e da manga.

No entanto, o canal-da extremidade do fio na segunda extremidade da espira mais próxima da parte principal da manga, acede à parte desta interface não estanque que se estende para além da referida segunda extremidade de espiral desembo- cando apenas na superfície externa da manga e podendo proporcionar o acesso à referida soIdadura.

Por conseguinte, se uma das extremidades jj- vres não espiraladas do fio partir da segunda extremidade de espiral para se unir à superfície interna da manga, um fluido sob pressão,.em particular á- gua, transportado pelo tubo, em particular a pressões de serviço superiores a 5 MPa, como é o caso, pode constituir um grande risco de encaminhamen- to ao longo do referido fio através da espessura da manga até a esta segun- da extremidade e, depois, até à referida soldadura através da referida inter- face estendida entre a referida segunda extremidade de espiral e a superfi- cie externa da parte principal da manga.

Nos documentos WO 2010/041016 e EP 722824 foi proposta uma manga de junção tubular, compreendendo um fio de aquecimento espi- ralado na sua superfície extema, para o qual o problema da estanquicidade da soldadura metálica resultante de fugas no canal ou sulco de passagem do fio de aquecimento na massa da manga é resolvido.

No documento EP 722824, resolveu-se o problema de estanqui- cidade ao fazer desembocar a extremidade do fio no lado da zona de eletro- fusão mais próxima da soldadura sobre a superfície externa da manga em 5 uma reentrância central, estando esta destinada a ser fechada por um mate- rial isolante após eletrofusão e antes da realização da soldadura metálica, No documento EP 722824, é, por conseguinte, necessário realizar a solda- dura metálica após eletrofusão na manga e a referida eletrofusão não pode ser feita, exclusivamente, a partir de dentro da referida manga e, por conse- lO guinte, do referido tubo. y No documento WO 2010/041016, tal como mostrado na figura 1, implementa-se um fio de aquecimento disposto em duas partes helicoidais espaçadas uma da outra, estando as extremidades mais distantes uma da outra das duas partes helicoidais ligadas entre si e desembocando as duas 15 extremidades do fio de aquecimento na superfície interna da manga, no Iado '-' do espaço entre as duas partes helicoidais.

Desté modo, após eletrofusão, existe sempre uma zona de eletrofusão estanque entre a soldadura metálica e as duas extremidades livres do fio de aquecimento desembocando na su- perfície interna da manga.

Esta forma de realização requer a usinagem da 20 manga e uma instalação do fio de aquecimento relativamente mais sofistica- da e difícil de conseguir.

Um objetivo da presente invenção é proporcionar um método novo e melhorado de união de dois elementos de tubo de aço revestidos

' com um revestimento interno através de uma manga de junção tubular, que 25 seja, ao mesmo tempo, mecanicamente fiável em termos de estanquicidade e cuja realização seja simples e pouco dispendiosa, especialmente no caso de uma união, no local a partir de um navio no mar, de elementos de tubo de comprimento reduzido adequados para instalação a partir de um navio no mar. 30 Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar um mé- todo e dispositivo de revestimento e união de elementos de tubo que reque- rem um número mínimo de peças para a conexão das extremidades não revestidas dos elementos de tubo a unir e que não requerem a utilização de ferramentas especiais, tais como ferramentas de engaste, durante a união de dois elementos de tubo revestido, nem de elementos dispendiosos de aço resistente à corrosão. 5 Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar um dis- positivo e método aperfeiçoados de revestimento e união de elementos de tubo para a realização de tubos aptas a serem colocados a grande profundi- dade e, ainda mais particularmente, tubos aptas a serem utilizadas para a injeção de água e, em particular, injeção de água do mar.

Para isso, a presente invenção proporciona uma manga de jun- ção tubuiar de material termoplástico, adaptada para ser inserida dentro de um tubo compreendendo, pelo menos, 2 elementos de tubo de aço com re- vestimento intemo em material termoplástico ao nível da união ponta a ponta das extremidades dos dois elementos deum tubo soldados um ao outro, a- 15 presentando a referida manga, em cada extremidade, uma parte terminal de ----" parede tubular com uma espessura reduzida em relação à espessura da par- te principal adjacente da parede tubular da referida manga, apresentando a referida manga em, pelo menos, uma, de um modo preferido, cada uma, das referidas partes terminais da manga, na referida zona de contato estanque 20 com as partes terminais dos referidos revestimentos, um referido fio de a- quecimento porefeito joule, disposto em espiral na superfície externa de ca- da referida parte terminal da referida manga, caracterizada por o referido fio de aquecimento ser dobrado sobre si mesmo, de modo a formar uma espiral dupla formada por duas partes de fio dispostas Iado a lado, formando duas

25 espirais substancialmente equidistantes unidas em uma extremidade comum constituída por um laço em forma de grampo de cabelo, percorrendo cada espiral a referida superfície externa de cada referida parte terminal da man- ga, desde a sua primeira extremidade de espiral mais próxima da superfície interna da parede tubular da referida manga até uma segunda extremidade 30 de espiral consistindo na referida extremidade comum em laço, estando a referida segunda extremidade de espiral mais próxima da superfície externa da parte principal da manga adjacente à referida parte terminal da manga, r unindo as duas extremidades livres não espiraladas das duas partes do fio, nas referidas primeiras extremidades das duas espirais, a superfície interna da manga, de um modo preferido, compreendendo as duas referidas extre- midades Iivres das duas partes do fio, nas referidas primeiras extremidades da espiral dupla, dois terminais de alimentação elétrica do referido fio, po- dendo, assim, ser reunidas lado a lado, ao nível de um conector elétrico co- mum na superfície interna da manga.

A referida manga de junção tubular está adaptada para ser inse- rida no interior do tubo, nas extremidades ponta a ponta dos dois elementos de tubo, de modo a que as partes terminais nas extremidades da referida manga fiquem, pelo menos em parte, em contato estanque, respectivamen- te, com partes terminais nas extremidades dos referidos revestimentos inter- nos dos dois elementos de tubo.

E o referido fio de aquecimento porefeito jouie está adaptado para criar, por aquecimento, uma referida zona de con- tato estanque por fusão entre si dos materiais constituintes de uma parte, pelo menos, de cada referida parte terminal da manga "e, respectivamente, cada referida parte terminal do referido revestimento em contato entre si e percorridas pelo referido fio de aquecimento.

A presente invenção, por conseguinte, também proporciona um tubo compreendendo, pelo menos, 2 elementos de tubo de aço com reves- timento interno de material termoplástico unidos ponta a ponta, cujas extre- midades dos dois elementos de tubo são soldados um ao outro, em que uma referida manga de junção tubular, de acordo com a invenção, é intercalada no interior do tubo, nas extremidades ponta a ponta dos dois elementos de tubo, de modo a que as partes terminais nas extremidades da referida man- ga fiquem, pelo menos em parte, em contato estanque, respectivamente, com partes terminais nas extremidades dos referidos revestimentos internos dos dois elementos de tubo, e sendo a referida zona de contato estanque uma zona de soIdadura por fusão entre si de materiais constituintes de cada referida parte terminal da manga percorrida pelo referido fio de aquecimento e, respectivamente, cada referida parte terminal do referido revestimento em contato uma com a outra.

Entende-se aqui por "intemo" e "externo" significam, interno e, respectivamente, externo em relação ao tubo, à manga ou ao revestimento, como apropriado.

Deve compreender-se aqui que o termo "parte principal da man- ga" significa a parte central da manga situada entre as duas partes terminais nas duas extremidades longitudinais da manga.

Como explicado abaixo, as referidas partes terminais da manga do revestimento podem estar em contato uma com a outra nas superflcies de revolução externas das referidas partes terminais da manga em contato com superfícies de revolução internas dos referidos revestimentos ou em superflcies anelares planas das extremidades frontais de parte retilínea das referidas partes terminais da manga e do referido revestimento.

As referidas superfícies de revolução das referidas partes terminais da manga e do re- vestimento apresentam o mesmo eixo de revolução que o referido tubo.

A referida zona de contato estanque estende-se ao Iongo de to- da a periferia das superfícies de revolução externas das referidas partes terminais da manga e das referidas superfícies de revolução internas das referidas partes terminais do revestimento em contato uma com a outra, isto é, 360° em torno do seu eixo XX' de revolução.

No entanto, a referida zona de contato estanque pode estender-se ao longo de apenas uma parte dos comprimentos na direção axial das referidas superfícies de revolução das partes terminais de manga e revestimento em contato uma com a outra.

Deve compreender-se que as referidas superfícies de revolução das referidas partes terminais da manga e do revestimento apresentam o mesmo eixo de revolução que o referido tubo e a referida manga na posição devida no interior do referido tubo.

De modo conhecido, cada referido elemento de tubo compreen- de um revestimento interno em material plástico, de um modo preferido, ter- moplástico, terminando a uma determinada distância L da extremidade do referido elemento de tubo, de um modo preferido, estando uma parte, pelo menos, da superfície externa de cada parte terminal nas extremidades do revestimento interior presa por colagem contra a superfície interna corres-

pondente da parede em aço do tubo, utilizando uma cola, de um modo prefe- rido, do tipo epóxi ou poliuretano.

Ainda de modo conhecido, a manga estende-se em uma direção XX' longitudinal axial e do tubo ao longo de um comprimento que cobre, pelo 5 menos, os comprimentos de tubo dos referidos revestimentos, isto é, pelo menos, 2 vezes a referida distância L.

Este tubo revestido não apresenta qualquer descontinuidade de material na conexão dos dois elementos de tubo sucessivos, na sua superfí- cie interna.

Deve compreender-se que a referida zona de fusão é obtida por fornecimento de energia ao referido fio de aquecimento porefeito joule inter- calado na interface das referidas superfícies de contato das partes terminais da manga e do revestimento.

A referida zona de soldadura por fusão (deno- minada, daqui em d iante, abreviadamente, como "zona de fusão") é, por conseguinte, realizada, neste caso, segundo o método conhecido denomi- nado "eletrofusão", o que permite realizar uma superfície de contato estan- que particularmente fiável e resistente, por urrrlado, sendo, por outro Iado,

. particularmente fácil de realizar no âmbito da aplicação entre as referidas mangas e revestimento de tubo de acordo com a invenção.

Deve compreender-se que o fio de aquecimento de espiral dupla porefeito joule deve percorrer a superfície da referida manga sem se cruzar, de modo a evitar curto-circuitos elétricos.

Deve compreender-se que a superfície externa da parte principal da manga adjacente à referida parte terminal da manga está situada em frente a partes de paredes internas das extremidades dos referidos elemen- tos de tubo unidos e sem cobertura do referido revestimento.

De acordo com a presente invenção, utiliza-se um fio de aque- cimento enrolado em dupla espiral, tal como definido acima, estando as duas extremidades livres (não espiraladas) do fio situadas no mesmo lado da du- pIa espiral, para atingir a superflcie interna da manga mais próxima da refe- rida superfície interna.

Assim, no caso em que o fio é aplicado em uma su- perfície externa de revolução, como definido a seguir, é possÍvel aplicar um fio de aquecimento cujas duas extremidades livres estão situadas do mesmo lado da zona de eletrofusão, ou seja, do lado oposto em relação à referida soldadura metálica.

Assim, um fluido sob pressão não pode aceder à referi- da soldadura metálica atravessando a espessura da manga até à zona de fusão, mas só pode passar na interface entre a zona de contato estanque ou zona de fusão e o interior do tubo.

A forma de realização, de acordo com a presente invenção, com um fio de aquecimento enrolado em espiral dupla é vantajosa na medida em que permite assegurar uma vedação mais completa e mais fiável da superfí- cie de contato entre as referidas partes terminais da manga e do revestimen- lO to, de modo a evitar qualquer risco de contato da referida soldadura com a água, quando o referido tubo transporta água e, assim, evitar qualquer risco de inundação da zona situada entre a superfície externa da manga e a su- perfície interna dos referidos elementos de tubo, o que não deixaria de criar uma constrição do diâmetro interno da manga, isto é, da parte de passagem do fluido e, assim, perturbações no escoamento de fluido no interior da man- ga, sem contar com o risco de contato da referida soldadura com a água, quando o referido tubo transporta água.

Com efeito, dado que as duas extremidades livres do fio não es- piraladas partem da primeira extremidade da espiral dupla, do lado da parte da interface não estanque desembocando exclusivamente sobre a superfície Ínterna da manga, um fluido pressurizado não consegue atravessar a espes- sura da manga até à segunda extremidade e não consegue aceder à referi- da soldadura, mas só consegue passar na interface e nos canais das extre- midades do fio entre as referidas primeiras extremidades da espiral dupla e o interior do tubo.

A soiução de estanquicidade, de acordo com a presente inven- ção, é mais simples e menos dispendiosa de produzir do que a forma de rea- lização dos documentos WO 2010/041016 e EP 722824, mas, sobretudo, apresenta as seguintes vantagens adicionais.

Uma vantagem desta forma de realização de espirais duplas, cu- jas duas extremidades livres do fio desembocam no mesmo Iado da zona de fusão, é que as duas espirais, quando atravessadas pela corrente elétrica de alimentação, durante a realização de eletrofusão, induzem campos magnéti- cos de sentidos opostos com uma resultante nula, o que faz com que seja possível evitar perturbar a corrente de alimentação do fio de aquecimento durante a realização da eletrofusão e permite, por conseguinte, realizar uma 5 eletrofusão mais uniforme e mais regular em toda a zona.

Outra vantagem da forma de realização na qual as duas extre- midades da espiral desembocam no mesmo lado da referida zona de fusão, é que é possÍvel aplicar uma manga denominada, no presente documento, "manga com estrangulamento", isto é, uma manga apresentando inicialmen- te, pelo menos, em uma parte central, um diâmetro externo reduzido inferior aos diâmetros externos das suas partes principais adjacentes à referida par- te central, de modo a formar um espaço anular, no qual se pode colocar uma peça anelar de proteção térmica da manga durante a soldadura das extremi- dades dos elementos de tubo, como será explicado a seguir, apresentando as referidas partes principais da manga, de um modo preferido, um diâmetro externo ligeiramente inferior ao diâmetro interno das extremidades descober- tas do referido revestimento dos elementos de tubo unidos.

A referida manga pode ser pré-fabricada com um referido fio de aquecimento já aplicado à sua superfície, o que é mais fácil de realizar do que a aplicação in situ no interior dos referidos elementos de tubo de um fio de aquecimento aplicado à superfície dos referidos revestimentos internos do elemento de tubo in situ no interior do tubo antes da inserção da referida manga no interior do referido elemento de tubo.

Em uma outra forma de realização, o fio de aquecimento não é aplicado em forma de espiral, ou seja, não efetua uma pluralidade de espiras dispostas em sucessão na direção do seu eixo de revolução para percorrer a referida zona de fusão, mas o referido fio efetua, pelo menos, uma volta em torno do referido eixo de revolução da zona de fusão através de uma plurali- dade de idas e vindas entre as duas extremidades da referida zona de fusão na referida direção axial de revolução da referida zona de fusão, como re- presentado na figura 2B.

O fato de o referido fio de aquecimento apresentar, de um modo preferido, terminais nas suas extremidades desembocando na superfície intema da referida manga é vantajoso na medida em que permite realizar mais facilmente a alimentação elétrica do fio a partir do interior do tubo quando se monta o tubo, como explicado abaixo.

Deve compreender-se que as partes terminais nas extremidades da manga apresentam superfícies de formas idênticas ou complementares às superfícies das partes terminais nas extremidades dos referidos revesti- mentos com as quais estão em contato.

De acordo com uma primeira variante de realização, a parede da manga ao nível de, pelo menos, uma referida parte terminal da manga tem, substancialmente, a mesma espessura que a da parte principal ad jacente da manga em frente do tubo não revestida e substancialmente a mesma espes- sura que a de uma referida parte terminal do referido revestimento e que a da parte principal adjacente do referido revestimento, estando a referida zo- na de soldadura por fusão situada ao nível das extremidades frontais retilí- neas da manga e do referido revestimento encostadas uma à outra.

Deve compreender-se que as referidas extremidades frontais re- tilíneas formam superfícies anelares planas estendidas em uma direção per- pendicular à direção XX' longitudinal da manga e do tubo e são constituídas pelo segmento de parte transversal retillnea das referidas extremidades.

Nesta forma de realização, a espiral formada pelo fio de aqueci- mento é plana e progride em torno da referida superfície frontal ou segmento da extremidade da manga de tal modo que o diâmetro das suas espiras con- cêntricas, todas localizadas no mesmo plano, aumenta desde a sua referida primeira extremidade, que está mais próxima da superfície interna da man- ga, até à sua referida segunda extremidade mais próxima da superfície ex- terna adjacente da manga localizada em frente da parede interna do tubo.

No caso em que o fio de aquecimento se apresenta sob a forma de uma espiral dupla, as referidas primeiras extremidades das duas espirais estão dispostas no mesmo lado da referida zona de fusão, ou seja, desem- bocam na superficie interna da referida manga.

A primeira variante de realização com extremidades frontais reti-

líneas supracitada é particularmente vantajosa no caso em que a espessura dos referidos revestimentos e referidas mangas na parte principal é mais importante, particularmente superior a 10 mm.

Em uma segunda variante de realização mais particularmente 5 vanta josa para espessuras reduzidas, particularmente inferiores a 10 mm, o referido revestimento apresenta ern, pelo menos, uma extremidade, uma parte terminal de espessura reduzida em relação à espessura da parte prin- cipal do referido revestimento, definindo uma forma côncava com uma su- perfície interna de revolução tendo um diâmetro interno maior do que o da 10' parte principal do referido revestimento e a referida manga apresenta em, pelo menos, uma extremidade, uma parte terminal de espessura reduzida em relação à espessura da parte principal adjacente à referida manga, defi- nindo a referida parte terminal da manga uma forma convexa adaptada para se sobrepor à parte terminal côncava de espessura reduzida do referido re- vestimento, com a qual está em contato, definindo a referida parte terminal da manga uma superfície"'externa de revolução com um diâmetro externo menor do que o da parte principal adjacente da manga e uma superfície in- terna cilíndrica tendo, substancialmente, o mesmo diâmetro interno que o das referidas parte principal do revestimento e parte principal da manga, percorrendo o referido fio de aquecimento porefeito joule toda a periferia da referida superfície externa de revolução em tomo do seu eixo (XX') de revo- lução e uma parte, pelo menos, do comprimento da referida parte terminal na direção do referido eixo (XX') de revolução.

Assim, quando o referido fio de aquecimento percorre uma su- perfície externa de revolução, de um modo preferido, ambas as referidas extremidades livres nas referidas primeiras extremidades das duas espirais da dupla espiral estão situadas no lado mais próximo da extremidade mais próxima da manga, isto é, a extremidade da manga correspondendo à refe- rida parte terminal cuja superfície externa de revolução está coberta com o referido fio de aquecimento.

Mais particularmente, o referido tubo é caracterizado por as duas referidas extremidades livres do referido fio aquecedor estarem situadas no lado da referida zona de fusão mais próxima da extremidade mais próxima da manga.

Deve compreender-se que, devido às suas formas complemen- tares, as referidas parte terminal da manga e parte terminal de espessura reduzida do revestimento permitem a inserção da manga contra a superficie interna da parte terminal de espessura reduzida do revestimento por simples encaixe à força da referida manga na direção XX' longitudinal axial no interi- or do referido elemento de tubo e a superfície externa da referida parte ter- minal de espessura reduzida da manga em contato com a superfície interna da parte terminal de espessura reduzida do revestimento apresentam uma forma idêntica e estão dispostas em relação uma à outra de modo a se a- daptarem ao seu contorno idêntico.

Em uma primeira subvariante desta segunda variante, as referi- das superfície interna da parte terminal de espessura reduzida do revesti- mento e superfície externa da parte terminal de espessura reduzida da man- ga coberta com o referido fio de aquecimento, em contato uma contra a ou- tra, têm a mesma forma tronco-cônica com o mesmo eixo XX' que a referida manga e referido tubo.

Deve compreender-se que, devido às suas formas côncava e, respectivamente, convexa complementares, as referidas superfície interna e superfície externa tronco-cônicas apresentam um ângulo ao vértice tendo substancialmente o mesmo valor.

Nesta forma de realização com superfície de contato tronco-cônica, as referidas partes terminais de espessura reduzi- da da manga e do revestimento em contato apresentam uma espessura crescente desde as extremidades da manga e, respectivamente, do revesti- mento, até à parte principal adjacente da manga e, respectivamente, do re- vestimento, e a espiral ou espiral dupla do fio de aquecimento progride com as espiras aumentando de diâmetro desde a sua referida primeira extremi- dade, situada no lado da parte terminal da manga de menor espessura, até à sua referida extremidade situada no lado da parte terminal da manga de maior espessura.

Nesta forma de realização, as referidas primeiras extremidades das duas espirais estão dispostas num mesmo lado da referida zona de fu- são na direção XX' axial de revolução das referidas espirais.

Em uma segunda subvariante desta segunda variante, as referi- das superfície intema da parte terminal de espessura reduzida do revesti-

mento e superfície externa da parte terminal de espessura reduzida da man- ga, em contato uma contra a outra, têm a mesma forma cilíndrica tendo o mesmo eixo XX' que a referida manga e o referido tubo, de um modo prefe- rido, a extremidade da parte terminal de espessura reduzida da manga co- berta com o referido fio de aquecimento fica encostada a um ressalto delimi- lO tando as superfícies intemas das referidas parte principal e parte terminal de espessura reduzida do revestimento.

Nesta forma de realização com superfície de contato cilíndrica, as referidas partes terminais de espessura reduzida da manga e do revesti- mento em contato apresentam uma espessura, de um modo preferido, idên-

tica e substancialmente constante, e a espiral dupla do fio de aquecimento progride com espiras de diâmetro constante desde a sua referida primeira extremidade, situada no lado da parte terminal da manga de menor espessu- ra, até à sua referida segunda extremidade situada no lado da parte terminal da manga de maior espessura.

Quando a superfície interna da parte terminal de espessura re- duzida da manga é cônica ou cilíndrica, a espiral dupla formada pelo fio de aquecimento é tridimensional, isto é, tem uma forma helicoidal dado que as suas espiras são espaçadas na direção longitudinal da manga.

Nas 3 formas de realização supracitadas denominadas de super- flcie de contato das partes terminais da manga e revestimento frontal, cônica ou cilíndrica, a superfície de contato apresenta uma topologia tipo cone cujo semi-ângulo ao vértice a está compreendido entre 0 e 90° para a superflcie cônica e de tipo cone fictício com um semi-ângulo ao vértice a = 90° para as extremidades frontais de parte retilínea, e a = 0° para as superfícies cilíndri- cas, pelo que, em todos os casos, a referida primeira extremidade de espiral está situada no lado da ponta do cone ou do cone fictício.

Mais particularmente, o tubo é um tubo de ligação que está as-

sente no fundo do mar ou uma ligação fundo/superfície adaptada para ser colocada num ambiente submerso a grande profundidade, de um modo pre- ferido, até 3000 m, e os referidos elementos de tubo têm um comprimento de 20 a 50 m, com um diâmetro interno de 10 a 60 cm e a referida manga apre-

senta um comprimento de 45 a 150 cm.

Trata-se, mais particularmente, de um tubo de injeção de água sob pressão em poços de campos petrolíferos, em que a pressão é sempre superior a 5 MPa e, mais particularmente, de 25 a 70 MPa (250 a 700 bar). Este tipo de tubo, como mencionado acima, é particularmente solicitada ao nível das referidas soldaduras, pelo que deve ser protegida, o máximo possÍvel, contra a corrosão por contato com a água do mar, em particular, no caso de ligações fundo/superfície, dado que, neste caso, o tubo está perpetuamente em movimento, devido aos efeitos da on- dulação, vento e corrente agindo sobre o suporte flutuante à superflcie, sen- do, portanto, submetida a tensões extremas de fadiga.

De acordo com outro aspecto vantajoso da presente invenção, a referida manga é formada pela união, por soldadura por fusão, de um modo "' - _ preferido, por eletrofusão, de superfícies das extremidades em contato entre si de, pelo menos, 2 partes tubulares da referida manga, compreendendo, pelo menos: · uma primeira parte tubular de manga compreendendo uma parte principal de manga e uma parte central de manga com um diâmetro externo e, de um modo preferido, diâmetro interno de dimensão(ões) reduzi- da(s) em relação ao diâmetro externo e, de um modo preferido, respectiva- mente, diâmetro interno da parte principal adjacente, ainda de um modo pre-

ferido, sendo a referida primeira parte tubular obtida por usinagem de uma manga tubular de maior espessura, e, · pelo menos, uma segunda parte tubular de manga compreen- dendo parte terminal tubular de manga apresentando, de um modo preferido, um comprimento mais curto que a referida primeira parte tubular na direção XX' axial da manga e, de um modo preferido, apresentando uma superfície intema cilíndrica, e ainda de um modo preferido, sendo a referida segunda parte de manga obtida por moldagem, e,

- as extremidades das duas referidas, primeira e segunda, partes tubulares de manga unidas apresentam formas idênticas ou complementares ao nível da sua zona de contato, em que uma das referidas superfícies, pelo menos, é coberta com um referido fio de aquecimento porefeito joule, enro- Iado em espiral dupla e cujos terminais de extremidade desembocam, ainda de um modo preferido, na superfície interna da referida parte tubular de manga.

Esta forma de realização compreendendo várias partes tubula- res de manga é vantajosa porque permite limitar a realização das peças moldadas a peças de tamanho relativamente mais pequeno, o que permita evitar a utilização de moldes de grande dimensão extremamente dispendio-

sos.

As referidas formas complementares, côncava e convexa, das duas partes tubulares de manga unidas por eletrofusão podem, como nas partes terminais de manga e de revestimento, apresentar superfícies idênti- cas deforma: - cônica ou cilíndrica para extremidades de referidas partes tubu- iares de manga de espessura reduzida ou: - anelar pIana, dita frontal, sendo as partes tubulares de manga unidas pelos seus segmentos estendidos num plano perpendicular à referida direção XX' longitudinal da manga.

De um modo preferido, a referida manga é constituida pela união por meio de soldadura por eletrofusão de uma referida primeira parte tubular de manga unida, em cada extremidade, a uma referida segunda parte tubu- lar de manga, compreendendo cada referida segunda parte tubular de man- ga uma extremidade livre compreendendo uma referida parte terminal de manga.

Em uma forma de realização com uma união particularmente fiá- vel, mecanicamente, a referida primeira parte tubular de manga e a segunda parte tubular de manga apresentam, nas suas extremidades unidas, formas complementares, respectivamente côncava e convexa, estando a superfície interna cônica da referida primeira parte tubular de manga ou a referida su-

perfície externa cônica da referida segunda parte tubular de manga cobertas por um referido fio de aquecimento em espiral.

Esta forma de realização é, mais particularmente, vantajosa para executar uma referida união por eletro- fusão das duas referidas, primeira e segunda, parte tubular de manga in situ através da introdução, em primeiro lugar, da referida segunda parte tubular de manga, que se une por eletrofusão terminar com uma parte terminal de revestimento interno de um elemento de tubo e, em seguida, unindo a referi- da primeira parte tubular de manga e referida segunda pade tubular de manga.

Com efeito, neste caso, a extremidade biselada a unir da referida primeira parte tubular de manga é fixa, como uma cunha no espaço angular agudo, na superfície interna cônica e côncava encostada firmemente à su- perfície externa convexa e cônica da extremidade da referida segunda parte tubular da manga.

A presente invenção também proporciona um método de cons- trução de um tubo de acordo com a invenção, compreendendo os seguintes ' passos: 1) realiza-se a união de elementos de tubo compreendendo um referido revestimento com uma parte terminal de espessura reduzida em cada extremidade e uma referida manga de junção tubular inserida em, ape- nas, uma extremidade de cada referido elemento de tubo e sobressaindo a partir desta, definindo esta saliência da referida manga uma extremidade macho de cada referido elemento de tubo apto a ser unido a uma extremida- de sem a referida manga definindo uma extremidade fêmea de outro referido elemento de tubo, introduzindo e inserindo à força a referida extremidade fêmea sem manga de junção tubular de um elemento de tubo a unir em tor- no da extremidade macho compreendendo uma manga de junção tubular fixa que sobressai do elemento de tubo terminal de um tubo a ser unido, na direção (XX') longitudinal, axialmente, até que a referida parte terminal da manga da referida extremidade macho do referido elemento de tubo terminal entre em contato com a referida parte terminal do revestimento da referida extremidade fêmea do referido elemento de tubo a unir, compreendendo ca- da referida manga, em cada uma das referidas partes terminais da manga,

um referido fio de aquecimento porefeito joule enrolado em espiral dupla e, depois, 2) fornece-se energia elétrica ao referido fio de aquecimento, de um modo preferido, exercendo, simultaneamente, uma pressão da referida 5 parte terminal de manga contra a referida parte terminal de revestimento em contato uma com a outra para realizar uma referida zona de soldadura por eletrofusão ao nível de uma parte, pelo menos, da interface das superflcies de cada referida parte terminal da manga e cada referida parte terminal de revestimento em contato uma com a outra e percorridas pela espiral dupla de fio de aquecimento na superfície da manga, para realizar uma referida zona de contato estanque por fusão, e, 3) realiza-se a soldadura das extremidades dos dois elementos de tubo, ponta a ponta. " De um modo preferido, a referida manga apresenta, em uma parte central, um diâmetro externo menor do que os diâmetros externos das ' -' " partes principais adjacentes à referida parte central de modo 'a proporcionar um espaço anelar entre a manga e a parede dos referidos elementos de tu-. bo, e coloca-se uma peça anelar de proteção térmica adequada para prote- ger a manga durante a soldadura das extremidades dos elementos de tubo, apresentando as referidas partes principais da manga, de um modo preferi- do, um diâmetro externo substancialmente idêntico ao diâmetro interno das extremidades a descoberto do referido revestimento dos elementos de tubo unidos.

Esta forma de realização é particularmente vantajosa na medida em que permite a criação de um espaço anelar de tamanho suficiente para acomodar uma referida peça anelar de proteção térmica da manga, que evi- ta a deterioração da manga durante a realização da soldadura das extremi- dades em aço dos referidos elementos de tubo a unir, protegendo, assim, a manga, na sua superfície externa em frente das referidas extremidades dos e[ementos de tubo a soldar entre eles.

Ainda de um modo preferido, a parede tubular da referida manga apresenta uma espessura substancialmente constante, nas suas referidas partes principais ad jacentes, e substancialmente igual à espessura da parte principal do referido revestimento interno e a referida parte central da man- ga, de um modo preferido, de espessura reduzida, está adaptada para ser deformada para adotar um diâmetro interno substancialmente idêntico ao diâmetro interno da parte restante da manga, sob o efeito de uma pressão interna do fluido que circula no interior do tubo em funcionamento de, pelo menos, 1 MPa, e a peça de proteção térmica é, ela própria, também defor- mável nas mesmas condições de pressão, de um modo preferido, para ado- tar uma espessura inferior a 5 mm e, ainda de um modo preferido, inferior a 2 mm, sendo a referida peça de proteção témica, ainda de um modo prefe- rido, constituída por fibras cerâmicas.

Ainda de um modo preferido, a referida pressão é exercida con- tra a superfície interna da manga, ao nível da sua referida parte terminal, ao introduzir no interior da manga um dispositivo compreendendo uma célula insuflável, inicialmente, pelo menos, parcialmente esvaziada, compreenden- do ou cooperando a referida célula, de um modo preferido,' na sua superfície, com um conector elétrico de alimentação elétrica que é posicionado de mo- do a que o referido conector elétrico da célula possa cooperar com o conec- tor elétrico na superfície interna da manga incluindo os terminais do fio de aquecimento quando a referida céluia é insuflada e, em seguida, insufla-se a referida célula.

A presente invenção também proporciona um elemento de tubo para utilização num método de construção de tubo de acordo com a inven- ção, compreendendo o referido elemento de tubo um referido revestimento de plástico com uma parte terminal de espessura reduzida terminando a uma determinada distância de cada extremidade do referido elemento de tubo, e uma referida manga de junção tubular de material termoplástico, em que uma extremidade é inserida em uma das extremidades do elemento de tubo e em que a outra extremidade sobressai do elemento de tubo, estando uma parte terminal da extremidade da referida manga inserida no referido elemento de tubo, pelo menos em parte, em contato estanque com uma par- te terminal do referido revestimento interno na extremidade do elemento de tubo no qual a referida manga é inserida, caracterizado por as superficie ex- terna da referida parte terminal da manga em contato com a referida parte terminal do referido revestimento interno e a superfície externa da outra par- te terminal da extremidade da manga que sobressai do referido elemento de tubo serem cobertas por um fio de aquecimento porefeito joule, disposto em espiral dupla, de modo a poder criar uma referida zona de soldadura por fu- são porefeito joule na interface entre as referidas partes terminais da manga e partes terminais de referidos revestimentos de elementos de tubo em con- tato com ou que se destinem a estar em contato uns com os outros.

Métodos de realização de elementos de revestimento interno de elementos de tubo, por um lado, e de união dos elementos de tubo utilizando um revestimento interno através de uma manga tubular estão descritos no documento WO 2006/042925 e serão aplicáveis de acordo com a presente invenção, em particular, pode realizar-se o revestimento interno com um mé- todo compreendendo os seguintes passos compreendendo: 1 - o referido revestimento interno através da introdução, por uma primeira extremidade de um elemento de tubo, de um tubo em material termoplástico flexível e elástico com a forma de um tubo de parte circular ou curvada em forma de feijão, destinada a formar o referido revestimento, e puxando-a no interior do referido elemento de tubo até à segunda extremi- dade do elemento de tubo e, depois, aliviando a tracção para permitir a sua expansão radial e a sua colagem à superfície interna da parede do referido eiemento de tubo, e, 2 - o corte e usinagem das extremidades do referido tubo de re- vestimento, de modo a formar referidas partes terminais de espessura redu- zida do referido revestimento interno e uma parte terminal não revestida da parede de aço do referido elemento de tubo em cada uma das suas extremi- dades.

O método compreende as seguintes características mais especí- ficas: - a superfície externa do tubo termoplástica de revestimento é revestida com cola em, pelo menos, uma zona situada no exterior do referido

+ elemento de tubo, pelo menos, no lado da referida primeira extremidade do referido elemento de tubo, após alivío da tracção e contracção completa do referido tubo de revestimento, na proximidade ou ao nível das partes termi- nais de espessura reduzida do revestimento; 5 - a superfície externa do tubo termoplástica de revestimento é revestida com cola em duas zonas situadas no exterior do referido elemento de tubo, respectivamente, em ambos os Iados das referidas, primeira e se- gunda, extremidades do referido elemento de tubo e destinadas a serem posicionadas depois do alívio da tracção e contracção completa do referido 10 tubo de revestimento, na proximidade ou ao nível de cada uma das partes terminais de espessura reduzida do revestimento; - antes do passo 1 -, a superfície interna da referida segunda ex- tremidade do elemento de tubo é revestida com uma cola em uma primeira zona que se destina a ficar localizada em frente de uma primeira zona cor- 15 respondente do referido revestimento correspondendo à proximidade ou ao nível da referida parte terminal de espessura reduzida do revestimento após usinagem e a superfície externa do tubo termoplástica de revestimento é revestida com cola na proximidade ou ao nível de uma segunda zona do re- ferido revestimento destinada a formar a referida parte terminal de espessu- 20 ra reduzida do revestimento no lado da referida primeira extremidade do re- ferido elemento de tubo após usinagem; - efetua-se um tratamento com um plasma frio, utilizando um dispositivo localizado no exterior do referido elemento de tubo, sobre as zo- nas das superfícies externas do tubo termoplástica de revestimento destina- 25 das a serem coladas ou destinadas a serem aplicadas a uma zona revestida de cola da parede de aço de um referido elemento de tubo, para melhorar a eficiência da colagem; - a superfície externa do tubo termoplástica de revestimento é tratada com um plasma frio ao nivel de uma referida primeira zona do referi- 30 do tubo flexivel de revestimento destinada a ser colada a uma referida pri- meira zona 4b revestida com cola da superfície interna da parede de aço da referida segunda extremidade do referido elemento de tubo, por um lado, e,

por outro lado, ao nível de uma segundá zona da superfície externa do refe- rido tubo flexível de revestimento destinada a ser, posteriormente, revestida com cola, sendo o referido tratamento de plasma realizado antes da introdu- ção do referido tubo flexível de revestimento no interior do referido elemento 5 de tubo. - efetua-se o referido tratamento com pÍasma ao nível da referida primeira zona do referido tubo flexível de revestimento ao longo de um com- primento maior do que a soma do comprimento de contracção do referido tubo flexivel após o alívio de tracção sobre o referido tubo de revestimento, adicionado ao da referida primeira zona revestida com cola da superfície interna da parede de aço na referida segunda extremidade. do elemento de tubo de modo a que as referidas primeiras zonas se sobreponham ao Iongo de todos os seus comprimentos após a paragem da tracção até à contracção completa do referido tubo de revestimento após o alívio da referida tração.

Para isso, deve compreender-se que se pode parar a tracção do referido tubo de revestimento quando a parte posterior da referida primeira zona do referido tubo de revestimento corresponde à referida primeira zona revestida com coIa da parede de aço da segunda extremidade do elemento de tubo.

Depois de aliviar a tracção, a parte da frente da referida primeira zona do tubo de revestimento ficará a corresponder à referida primeira zona revestida com cola do elemento de tubo.

De um modo preferido, antes do passo 1 -, realiza-se o aqueci- mento do referido tubo termoplástica de revestimento para facilitar o seu es- tiramento de diâmetro reduzido, de um modo preferido, através da passa- gem por uma extrusora.

Deve compreender-se que o referido tubo em material flexível apresenta, antes do aquecimento e tracção em repouso, um diâmetro exter- no maior do que o diâmetro interno do elemento de tubo e é introduzida e estirada por aquecimento e tracção em uma forma apresentando uma parte substancialmente circular de diâmetro reduzido.

Outras características e vantagens da presente invenção serão evidentes à luz da descrição detalhada que se segue, recorrendo-se às figu-

ras seguintes, nas quais: · a figura 1 é uma vista lateral em corte da união de um tubo de acordo com a invenção, utilizando uma manga de junção tubular entre dois elementos de tubo ou comprimentos unitários de tubos revestidos de acordo com a invenção, · a figura 1A é uma vista em corte lateral da manga de junção tubular apresentando duas extremidades do tipo cônico integrando um pri- meiro meio de aquecimento elétrico por fio de resistência disposto em espiral helicoidal na superfície externa, da figura 1," · a figura 1B é uma vista lateral em corte de uma manga de jun- ção tubular apresentando duas extremidades frontais e retilíneas de tipo pla- no integrando um segundo meio de aquecimento elétrico por fio de resistên- cia disposto em espiral plana em cada uma das extremidades planas da manga, · a figura lC é uma vista em corte Iateral de uma manga de jun- ção tubular apresentando uma extremidade esquerda de tipo cônico inte- grando um primeiro meio de aquecimento elétrico e uma extremidade retilí- nea de tipo plano integrando um segundo meio de aquecimento elétrico por fio de resistência, · a figura 1D é uma vista em corte Iateral da manga de junção tubular apresentando duas extremidades de tipo cilindrico integrando um primeiro meio de aquecimento elétrico por fio de resistência disposto em es- piral helicoidal na superfície extema de cada uma das extremidades cilindri- cas da manga, · a figura 2 é uma vista lateral em corte de um tubo de aço equi- pada com um revestimento interno maquinado como um cilindro fêmea de eixo XX' com um raio R interno e recebendo uma manga tubular da figura 1D, maquinada como um cilindro macho de eixo XX' com um raio R externo substancialmente idêntico, · a figura 2A é uma vista em perspectiva de uma primeira forma de realização de aquecimento elétrico por fio de resistência em espiral dupla de uma zona cilíndrica de união por fusão entre a manga tubular e o réves-

timento interno do tubo, de acordo com a figura 2, · a figura 2B é uma vista em perspectiva de uma variante de rea- Iização de um fio de aquecimento percorrerido a superfície externa cilíndrica de uma parte terminal de manga tubular e disposto sem ser em espiral. · a figura 3 é uma vista lateral em corte de um tubo de aço equi- pada com um revestimento interno maquinado segundo um plano perpendi- cular ao eixo XX' a uma distância L2 da extremidade do referido tubo e rece- bendo uma manga tubular de acordo com a configuração da figura lC, · as figuras 3A e 3B são cortes longitudinais ao longo de um plano radial que atravessa os eixos XX' e A'A da figura 2A, detalhando a li- gação elétrica dos fios de resistência de acordo com duas variantes da in- venção, respectivamente, em dupla espiral (figura 3A) e em espiral simples (figura 3B), mas com espirais helicoidais com espiras de diâmetro crescente para cobrir uma superficie externa cônica de parte terminal de manga, como nasfiguras 1 e 1A. · a figura 3C é uma vista detalhando um segundo modo de a- quecimento elétrico por fio de resistência em espiral com espiras concêntri- cos planas de uma extremidade 3a', 3b' frontal retilínea de uma manga tubu- lardasfiguras1B, lCou 3, · as figuras 4A e 4B são vistas em corte longitudinal de uma zo- na 4-1 de soIdadura por fusão ("zona de fusão") realizada utilizando um fio de aquecimento disposto em espiral dupla de acordo com a figura 3A (figura 4A) e espiral simples de acordo com a figura 3B (figura 4B), · as figuras 5A e 5B são vistas em corte Iongitudinal semelhan- tes da zona 4-1 de fusão com o caso de união de extremidades frontais reti- líneas da manga e do revestimento interior com uma espiral dupla concêntri- ca e plana (figura 5A) e uma espiral simples concêntrica e plana (figura 5B), · a figura 6A é uma vista lateral em corte de um tubo de aço e- quipado com um revestimento interno de corte alinhado com o referido tubo, · a figura 6B iiustra a usinagem da parte cônica do revestimento a uma distância L1 da extremidade do referido tubo, · a figura 7 é uma vista lateral explodida de um segmento em aço equipado com um revestimento interno maquinado em cada uma das & .

suas extremidades segundo o modo pormenorizado na figura 6B, · A figura 8 é, uma vista lateral em corte de uma manga de jun- ção tubular obtida pela montagem de uma peça central maquinada num tubo 5 de grande espessura, de uma extremidade esquerda de tipo cônico e de uma extremidade direita de tipo plano, · a figura 8A é uma variante de realização de uma manga tubu- lar obtida pela montagem de uma peça 10-1 central apresentando uma ex- tremidade esquerda de forma côncava e cônica adequada para ser unida à 10 extremidade cônica convexa de uma segunda parte tubular de manga 10-2 . cuja outra extremidade é do tipo frontal retilínea, unida a um revestimento 2 também com uma extremidade frontal retilínea. · a figura 9A mostra uma vista lateral de um navio de instalação equipado com uma torre de instalação denominada "J", 15 · as figuras 9B-9C-9D são vistas em corte lateral das fases de montagem de dois comprimentos sucessivos de tubos revestidas, respecti- , vamente, em fase de soIdadura por eletrofusão de uma manga tubular de junção ao revestimento inferior, a seguir, em fase de aproximação do seg- mento superior a unir (fig. 9B), a seguir, em fase de soidadura do tubo de 20 aço (fig. 9C) e, por fim, em fase de soldadura por eletrofusão da referida manga tubular ao revestimento do segmento superior (fig. 9D), · a figura 9E é uma vista lateral em corte axial de um mandril expansível equipado com a parte móvel de um conector elétrico utilizado para realizar a soldadura por eletrofusão da manga e do revestimento da 25 figura 9D. Na figura 1, mostra-se um tubol de acordo com a invenção compreendendo, pelo menos, 2 elementos h, 12 de tubo com revestimento 2 interno de polietileno ou poIipropileno unidos ponta a ponta, em que as ex- tremidades dos dois elementos de tubo são soldados 5 um ao outro. Cada 30 elemento de tubo compreende um revestimento 2 interno de material termo- plástico com um eixo XX' substanciaímente coincidente com o eixo dos ele- mentos 11, 12 de tubo, apresentando, em cada extremidade, uma parte 2a,

2b terminal cônica 'com um ângulo cl ao vértice de espessura reduzida em relação à espessura da parte 2c principal do referido revestimento, definindo uma superfície interna de revolução com um diâmetro interno maior que o da parte 2c principal do referido revestimento e terminando a uma determinada distância L de cada extremidade do referido elemento de tubo.

A superfície externa de cada referida parte 2a, 2b terminal do revestimento interno é, de um modo preferido, presa por coIagem 4a, 4b da extremidade do revesti- mento ao nível ou na proximidade da referida parte 2a, 2b terminal de es- pessura reduzida do revestimento à superfície interna correspondente da parede de aço do tubo, utilizando uma cola, de um modo preferido, de tipo poliuretano ou epóxi de dois componentes.

Uma manga de junção tubular 3 de material termoplástico, de um modo preferido, idêntico ao material termoplástico do revestimento 2 in- terno, com um eixo XX' substancialmente coincidente com o eixo dos ele- mentos h, 12 de tubo, com o mesmo diâmetro externo, apenas ligeiramente iníerior ao diâmetro intemo do tubo, é inserida dentro de cada uma das ex- tremidades, ponta a ponta, dos dois elementos de tubo, de modo a sobrepor as referidas partes 2a, 2b terminais dos dois revestimentos.

Mais especificamente, na figura 1, o revestimento 2 interno a- presenta, em cada extremidade do elemento de tubo, uma parte 2a, 2b de espessura reduzida em relação à espessura da parte 2c principal do referido revestimento, definindo uma forma côncava com uma superfície interna tron- cocônica com um ângulo a ao vértice, com um diâmetro interno maior que o da parte 2c principal do referido revestimento e a referida manga 3 apresen- ta, em cada extremidade Iongitudinal, uma parte 3a, 3b terminal de espessu- ra reduzida em relação à espessura da parte 3 principal adjacente da referi- da manga, definindo a referida parte 3a, 3b terminal da manga uma forma convexa adaptada a sobrepor-se à parte 2a, 2b terminal de espessura redu- zida do referido revestimento com a qual está em contato, definindo a referi- da parte 3a,3b terminal da manga uma superfície 3-2 externa troncocônica com um diâmetro externo menor que o da parte 3c principal adjacente da manga, com um mesmo ângulo (x ao vértice que a referida superfície interna troncocônica da referida parte terminal côncava do referido revestimento.

As partes terminais da manga de forma cônica definem uma superfície 3-1 in- terna cilíndrica com substancialmente o mesmo diâmetro interno que o das referidas parte 2c principal do revestimento e parte 3c principal da manga.

Na figura 1A e na parte esquerda da figura 1, a manga apresen- ta uma parte 3d central, isto é, aproximadamente a meio do comprimento na sua direção XX' longitudinal axial, um diâmetro externo reduzido menor do que os diâmetros externos das suas partes 3c principais adjacentes à referi- da parte 3d central, de modo a formar um espaço 8 anelar e coloca-se uma peça 9 anelar de proteção térmica da manga durante a soldadura das ex- tremidades dos elementos de tubo, apresentando as referidas partes 3c principais da manga um diâmetro externo substancialmente idêntico ao diâ- metro interno das extremidades a descoberto do referido revestimento dos elementos de tubo unidos.

A parede tubular da referida manga apresenta uma espessura ' substancialmente constante na sua parte 3d central e nas suas partes 3c principais adjacentes e, substancialmente, igual à espessura da parte 2c principal do referido revestimento 2 interno, e a referida parte 3d central da manga está adaptada para se deformar de modo a adotar um diâmetro in- terno substancialmente idêntico ao diâmetro interno da parte restante da manga sob o efeito de uma pressão interna do fluido que circula no interor do tubo em funcionamento com, pelo menos, 1 MPa, e a peça 9 de proteção térmica é, também ela, deformável nas mesmas condições de pressão inter- na no interor do tubo para adotar uma espessura reduzida, de um modo pre- ferido, uma espessura inferior a 5 mm, ainda de um modo preferido, inferior a 2 mm, sendo a referida peça de proteção térmica, ainda de um modo pre- ferido, constituída por fibras de cerâmica em uma forma semelhante à do algodão hidrófilo.

Deve compreender-se que: - a parte central da manga, devido à sua espessura substanci- almente constante, apresenta uma redução do diâmetro externo, bem como do diâmetro interno durante a colocação, estando o tubo vazio e à pressão atmosférica e quando submetida a pressões correspondentes a valores de pressão inferiores a 1 MPa (10 bar), - assim que a pressão interna exceda 1 MPa (10 bars), as es- pessuras, nomeadamente da ordem de 5 a 20 mm, e a rigidez do material plástico, tal como polietileno ou polipropileno, permitem um aumento dos diâmetros interno e externo da parte central por deformação, por exemplo, quando um fluido circula no interor do tubo e da manga, nomeadamente á- gua sob pressão, como é o caso nos tubos de injeção de água para poços petrolíferos, superior a 5 MPa, nomeadamente, de 25 a 70 MPa.

Na parte superior da figura 1, as extremidades dos dois elemen- tos de tubo de aço estão dispostos frente a frente, prontas a ser soldadas, enquanto na parte inferior da referida figura, os dois elementos de tubo são soldados em 5. A manga de junção tubular, mostrada no lado esquerdo, na configuração inicial, isto é, quando a pressão no interor do tubo e da manga é substancialmente igual à pressão atmosférica ou a uma pressão Po ambi- ente interior inferior a 0,5-1 MPa (5 a 10 bars). No entanto, na parte inferior "' " direita, a manga 3 foi representada deformada sob o efeito de uma pressão Pmax superior a 1 ou 2 MPa, no interor do tubo e da manga.

A pressão Pmax de serviço, no que se refere à pressão da água que é injetada em po- ços particulares do campo petrolífero é, em geral, da ordem de 25 a 40 MPa (250 a 400 bars), mas pode atingir e exceder 70 MPa (700 bars). Devido ao fato de a pressão Po no exterior do revestimento ser muito menor do que a pressão Pmax interna, esta última pressiona vigoro- samente a parte 3d central contraída da manga 3 de junção tubular contra a parede do tubo de aço, sendo a tela 9 de fibra cerâmica, também ela, esma- . gada e apresentando, em seguida, uma espessura residual não maior que 1 a2 mm.

A manga 3 apresenta uma parte 3d central de diâmetro externo reduzido que é pressionada contra o interor do tubo quando a pressão inter- na excede 1 a 1,5 MPa (10 a 15 bar), devido à flexibilidade do material ter- moplástico.

Para melhorar a capacidade de deformação desta parte 3d cen- tral e das zonas de transição adjacentes, reduz-se, de um modo vantajoso, a espessura destas zonas em comparação com a espessura da parte 3c prin- cipal da manga, em uma proporção de 5 a 50%. Além disso, esta zona 3d central, bem como as zonas de transição, foram mostradas, para clareza dos desenhos, com conexões com um ângulo vivo, mas preferem-se perfis de

5 ligação com um grande raio de cuNatura, de modo a evitar o aparecimento de fraturas por fissuração nessas zonas.

Nas figuras 3A e 3B, mostram-se duas formas de realização de um fio 6 de aquecimento elétrico disposto em forma de espiral'sobre a su- perfície 3-2 externa das partes 3a-3b terminais cônicas da manga das figu-

lO ras1e1A. * Na figura 2A, mostra-se um fio 6 de aquecimento dobrado 6c sobre si próprio de modo a formar uma espiral dupla formada por duas par- tes 6a, 6b de fio dispostas Iado a lado e formando duas espirais substanci- almente equidistantes que se unem em uma extremidade comum constituída 15 por um laço 6c em forma de grampo de cabelo, percorrendo cada espiral a referida" superfície 3-2 externa de cada referida parte terminal da manga '"" desde a sua primeira extremidade 6-1 de espiral mais próxima da extremi- dade da manga correspondendo à referida parte terminal até uma segunda extremidade 6-2 de espiral consistindo na referida extremidade comum em 20 laço 6c, sendo a referida segunda extremidade 6-2,6C de espiral a mais pró- xima da superfície 3-3 externa da parte 3c principal da manga adjacente à referida parte terminal 3a, 3b de manga, de modo a que as duas extremida- des 6d, 6d-2 livres não espiraladas das duas partes 6a, 6b do fio compreen- dendo os dois terminais 7a, 7b de alimentação elétrica unam as referidas

· 25 primeiras extremidades 6-1 das duas espirais e estejam dispostos num mesmo Iado da referida zona 4-1 de fusão na direção XX' axial de revolução das referidas espirais, ficando os dois terminais 7a, 7b do referido fio 6 reu- nidos Iado a lado ao nível de um conector 7 elétrico comum na superfície 3-1 interna da manga. 30 Na figura 2A, a espiral duplas tem espiras de diâmetro substan-

-. ciaímente constante destinadas a cobrir uma superfície externa cilíndrica da parte terminal de manga, como na figura 1D.

Em contrapartida, na figura 3A, a espiral dupla apresenta um di- . âmetro crescente das espiras na direção XX' axial de modo a poder cobrir uma parte da superficie 3-2 externa cônica da parte terminal 3a-3b de man-

ga. 5 Nas figuras 2A e 3A, a corrente elétrica entra em 7a no fio, o qual está organ izado com uma configuração de espiral 6a cônica ascenden- te (mostrado na figura 3A a branco) ao bngo de várias voltas, por exemplo, 10 voltas, e, depois, atinge a extremidade 6-2 em laço dobrada sobre si mesma 6c e regressa com uma configuração de espiral 6b cônica descen- . 10 dente (mostrada na figura 3A a negro) com o mesmo número de voltas, de » modo a alcançar o terminal 7b de saída.

As espirais, ascendente e descen- dente, são enroladas de forma espiralada e ligeiramente espaçadas, por e- xemplo, espaçadas por 1 mm, e não se interceptam, por conseguinte, não interferem entre si.

Os termos "ascendente" e "descendente" referem-se ao 15 sentido de circulação da eletricidade no referido fio.

Na figura 3B, mostra-se uma variante em uma única espiral da instalação do fio de aquecimento.

O fio é instalado em uma única espiral 6b descendente.

O fio começa no terminal 7a de um primeiro conector, efetua a sua espiral descendente e chega ao terminal 7b de um segundo conector. 20 Nesta forma de realização, a parte 6d de fio ligada ao conector 7a deve atra- vessar, de lado a Iado, a espessura da manga de junção tubular e corre-se, por conseguinte, o risco de pôr em comunicação, por encaminhamento ao longo do referido fio, o interor do tubo submetido a uma pressão Pmax e o exterlor da referida manga onde existe uma pressão Po, ou seja, substanci- 25 almente a pressáo atmosférica e mesmo alguns bar.

As figuras 4A e 4B correspondem a vistas em corte das zonas de fusão correspondendo a zonas 41 de contato estanque das superficies de contato cônicas das partes terminais de manga e de revestimento da figura 1, com uma espiral dupla de acordo com a figura 3A para a figura 4A e uma 30 espiral única da figura 3B para a figura 4B.

As figuras 4A e 4B permitem compreender que, na forma de rea- lização em espiral simples das figuras 3B e 4B, quando o tubo é submetido a uma pressão Pmax interna de serviço, por exemplo, por circulação de água sob pressão, esta pode ser encaminhada ao longo da parte 6d-2 de fio não espiralada assegurando a ligação entre o terminal 7a e a segunda extremi- dade 6-2 da espiral.

Nesta forma de realização, a parte 6d-2 de fio ligada ao conector 7a atravessa, de lado a lado, a espessura da manga de junção tu- bular e, por conseguinte, corre-se o risco de pôr em comunicação, por en- caminhamento ao longo do fio, o interor do tubo submetida a uma pressão Pmax e o exterior da referida manga onde existe uma pressão Po, isto é, substancialmente a pressão atmosférica e mesmo alguns bar. lsto quer dizer que a água pode atingir o nível da interface 4-3 das superfícies de contato cônicas das partes 3a, 2a terminais da manga e do revestimento interno e, assim, aceder à câmara 8 anelar e ao espaço entre o tubo e a manga, o que representa uma perda de estanquicidade que se procura evitar.

Em contrapartida, no Iado oposto à zona 41 de fusão, na direção da interface 4-2 entre as superfícies de contato das referidas partes 3a, 2a ""-"-" terminais de manga e de revestimento desembocando no Iado da superfície 3-1 interna da manga e no interor do tubo, o fato de a água poder passar ao longo da extremidade 6d-1 de fio não espiralado entre a primeira extremida- de 6-1 e o segundo terminal 7b e aceder, assim, a esta interface 4-2, não é um problema, uma vez que o importante é que a zona 4-1 de fusão impeça a água de subir até à interface 4-3 desembocando no exterior da manga e, por conseguinte, na zona de soldadura 5. Na figura 4A, devido ao fato de as duas extremidades 6d-1 e 6d- 2 das partes 6a-6b de fio da dupla espiral desembocarem na parte 4-2 da interface 3 das superfícies de contato das manga e revestimento desembo- cando na superfície 3-1 interna e no interor do tubo, a zona 4-1 de fusão rea- liza uma estanquicidade completa impedindo qualquer passagem de água na outra parte 4-3 da referida interface desembocando no exterior da manga em frente da parede 3-3 externa da parte principal da manga.

Assim, a forma de realização descrita recorrendo às figuras 3A e 4A constitui a forma de redização preferida da invenção.

Além disso, no ca- so de utilização de corrente alterna para realizar a eletrofusão, esta forma de realização tem a vantagem de não criar um campo magnético significativo no . interior da referido manga de junção tubular, por conseguinte, ao nívèl do mandril 20 expansível descrito a seguir, porque o campo magnético criado pela espiral ascendente é compensado pelo criado, simultaneamente, pela 5 espiral descendente, anulando-se substancialmente os dois campos.

Esta é uma grande vantagem, porque o processo de eletrofusão deve ser rápido e a corrente in jetada é, consequentemente, de intensidade elevada.

Na figura 2B, mostra-se uma variante de realização de um fio 6 de aquecimento percorrendo uma superfície cilíndrica ou cõnica sem se cru- . 10 zar, em que o fio de aquecimento não está disposto em espiral, mas dá uma + volta completa da periferia 27 em torno do eixo XX' de revolução fazendo uma série de idas e vindas entre as duas extremidades na direção XX' axial da referida superfície cilíndrica ou cônica percorrida pelo fio à medida que este progride ao Iongo da periferia da referida superficie.

Esta forma de rea- 15 lização é, pelo contrário, mais difícil de realizar por moldagem ou no que se

"" refere à instalação do fio em ranhuras maquinadas na superfície externa das partes terminais da manga, como necessário.

Na figura 1B, mostra-se uma variante de realização de uma manga de acordo com a invenção, em que as partes terminais 3a-3b da 20 manga têm a mesma espessura que a parte 3c principal e parte 3d central da manga e terminam em extremidades frontais com uma parte transversal perpendicular ao eixo XX'. A referida extremidade 3a' frontal forma, em uma vista lateral, uma superfície anelar plana, mostrada na figura 3C, revestida com uma espiral dupla com espiras concêntricas, cuja primeira extremidade 25 6-1 desemboca na face 3-1 interna da manga, enquanto a outra extremidade 6-2, de maior diâmetro, correspondente ao laço 6c em grampo de cabelo da espiral dupla, chega à proximidade da superfície 3-2 externa da manga.

Este tipo de extremidade frontal retillnea destina-se a cooperar com uma extremi- dade frontal retilínea das partes 2a-2b terminais do revestimento interno, 30 como mostrado na figura 3. Nas figuras 5A e 5B, mostra-se, da mesma forma que nas figu- ras 4A e 4B, que a implementação de uma espiral dupla na figura 5A é van-

tajosa para impedir que a pressão Pmax interna no interor do tubo e da . manga não possa ser encontrada no lado da superfície 3-2 externa da man- ga por risco de circulação de água ao longo da parte 6d-2 de fio não espira- Iada assegurando a junção entre o terminal 7a desembocando na superfície 5 3-1 interna da manga e a segunda extremidade 6-2 da espiral que dá acesso à parte de interface 4-3 desembocando no exterior da manga.

A presença de água à pressão Pmax no exterior da manga, por perda de estanquicidade, vedação é prejudicial, dado que submete a soldadura 5 a riscos de corrosão e a uma menor resistência à fadiga, o que é prejudicial para o bom funcio- . 10 namento do tubo ao longo do seu tempo de vida que atinge e excede 25 a- . nos ou mais.

Nas figuras 1D e 2, as referidas superfície interna da parte 2a, 2b terminal de espessura reduzida do revestimento e superfície externa da parte 3a, 3b terminal de espessura reduzida da manga, em contato uma com 15 a outra, têm a mesma forma cilindrica com o mesmo XX' que a referida manga e referido tubo, ficando a extremidade da parte terminal de espessura reduzida da manga encostada a um ressalto 2e delimitando as superflcies intemas das referidas parte 2c principal e parte terminal 2a, 2b de espessura reduzida do revestimento. 20 Nesta forma de realização com superfície de contato cilíndrica, a referida manga é inserida contra a parte 2a-2b teminal de espessura redu- zida do revestimento até que a extremidade 2f do revestimento fique encos- tada a um ressalto 3a delimitando a referida parte 3c principal da manga e a referida parte 3a-3b terminal de espessura reduzida da manga, e/ou a referi- 25 da manga é inserida contra a parte 2a-2b terminal de espessura reduzida do revestimento até que a extremidade 3f da manga fique encostada ao ressal- to 2e delimitando a parte 2c principal e a referida parte 2a-2b termínal de espessura reduzida do revestimento.

Para memória e como descrito no documento WO 2006/042925, 30 as partes terminais de revestimento são formadas no final do processo de inserção por "swagelining" e, se for caso-disso, por colagem, sendo, então, o revestimento cortado para ficar alinhado com o elemento de tubo de aço e,

depois, a usinagem é realizada por uma máquina 12 de usinagem instalada

K na face da primeira extremidade do elemento de tubo, como explicado nas figuras 6A-6B. A máquina 12 de usinagem é constituida, de um modo co- nhecido, por uma estrutura 12a que suporta um mecanismo de accionamen- 5 to, não mostrado, que faz rodar o porta-ferramentas 12C, um dispositivo 12e que assegura o deslocamento do porta-ferramentas na direção XX', um dis- positivo 12f que assegura o deslocamento radial da máquina 12d de usina- gem. A máquina está equipada com meios 12b de centragem, que permitem + ajustar o eixo XX' da referida máquina para a fazer coincidir com o eixo do 10 elemento de tubo e, assim, poder maquinar o interior do revestimento nas

W suas extremidades, de um modo perfeitamente concêntrico em relação ao referido tubo de aço. Para maior clareza dos desenhos, nas figuras 6A-6B, o revestimento 2 foi mostrado Iigeiramente afastado da parede do elemento de tubo de aço, de modo a realçar a posição aproximada da zona 4a revestida 15 com cola em relação à zona da parte terminal 2a maquinada de espessura reduzida do referido revestimento. De fato, revestimento e parede estão em contato Íntimo e a junta de cola 4a espalha-se, naturalmente, sobre uma su- perfície considerável, mas uma zona do revestirnento tratada a pIasma apre- sentará uma maior e conhecida aderência, apresentando as zonas não tra- 20 tadas uma aderência quase nula. Na figura 3, realizou-se, de forma semelhante, uma usinagem de plano perpendicular ao eixo XX' situado a uma distância L2 da extremidade do referido tubo. Na Figura 2, realizou-se, de forma semelhante, uma máqui- na cilíndrica de eixo X'X e raio R ao longo de um comprimento L3 e a uma 25 distância Ú da extremidade do referido tubo. Assim, vários modos de união entre os revestimentos internos e as mangas de junção tubulares são possíveis e cada um apresenta uma vantagem relativamente à espessura do revestimento 2 interno. O valor do ânguío a entre o eixo XX' e a geratriz da superfície da parte terminal 3a-3b 30 da manga em contato com a parte terminal 2a-2b do revestimento pode vari- ar de 0 a 90°. Nas formas de realização das figuras 1, 1A e lC, que mostram uma parte terminal 3a de forma convexa cônica, a superfície externa côriica apresenta um semi-ângulo a ao vértice compreendido entre 0 e 90°, encon- trando-se o vértice do cone à esquerda da figura.

Na figura 1B, mostra-se uma forma denominada frontal: é, de fa- to, uma forma equivalente à forma cônica, em que o ângulo cl vale 90°. Na figura 1D, mostra-se uma forma cilíndrica: é, de fato, uma forma equivalente de forma cônica, em que o ângub ao vértice vale 0", o vértice do cone fictlcio está situado no infinito.

No caso de revestimentos de espessura reduzida, por exempfo, 3 a 5 mm, utiliza-se, de um modo vantajoso, o modo cônico das figuras 1 e 1A, com um ângufo a compreendido entre 5° e 45°, de um modo preferido, 10° e 30°. Para as espessuras médias, por exemplo, 6 a 12 mm, utiiiza-se, de um modo vantajoso, o modo cilíndrico da figura 1D.

Para espessuras consideráveis, por exemplo, 12 a 20 mm, utiliza-se, de um modo vantajoso, o modo frontal da parte transversal da figura 1B.

No caso da pré-fabricação em oficina, as condições operacionais são, visivelmente, mais simples do que no" local e, além disso, o custo do navio de instalação não é considerado.

Por conseguinte, pode ser-se levado a preparar mangas de junção tubulares e segmentos com tecnologias de montagem diferentes das utilizadas no local.

Para isso, na figura lC, deta- lhou-se uma manga de junção tubular de tipo misto possuindo, no lado direi- to, uma extremidade de tipo frontal que irá ser unida, em oficina, a uma ex- tremidade frontal correspondente de um revestimento interno de segmento, tal como descrito recorrendo à figura 3. Na figura 8, mostra-se uma variante manga de junção tubular da figura lC obtida pela união de três elementos: - um elemento 10-1 central obtido por usinagem de uma matriz de construção tubular em polietileno de espessura (E) considerável mostm- da em linhas pontilhadas, - um primeiro elemento 10-2 lateral associado situado no lado esquerdo, cuja extremidade esquerda é de tipo cônico e cuja extremidade direita é de tipo frontal, compreendendo cada uma das referidas extremida- des um fio de aquecimento,

- um segundo elemento 10-3 associado situado no lado direito, cujas extremidades da esquerda e direita são do tipo frontal, compreenden- do cada uma das referidas extremidades um fio de aquecimento.

A manga 3 de junção tubular é, então, obtida, em oficina, por eletrofusão do primeiro elemento 10-2 lateral ao elemento 10-1 central e, em seguida, por eletrofu- são do segundo elemento 10-3 lateral ao referido elemento 10-1 central.

Neste processo, a peça 10-1 central é maquinada de modo a que a sua parede adote uma espessura e constante inferior com um diâme- ' tro interno restrito na parte 3d central.

Só as peças 10-2 e 10-3 laterais de menor dimensão são fabricadas, por exemplo, por moldagem e, em seguida, soldadas eletricamente à peça central.

A soldadura elétrica à peça central pode ser efetuada com um fio de aquecimento de tipo espiralado de modo a cobrir a superficie de uma das extremidades do referido elemento 10-1 central ou dos referidos primeiro elemento 10-2 lateral e segundo elemento 10-3 lateral.

Outros meios de sol- dadura por fusão, utilizando pIacas quentes, por exemplo, podem ser, de um modo vantajoso, efetuados em oficina.

Na figura 8A, mostra-se uma forma de realização vantajosa na qual a junção entre duas partes 10-1 e 10-2 de manga tubular é efetuada por extremidades de forma cônica, respectivamente para côncava para a primei- ra parte 10-1 e convexa para a segunda parte 10-2 apresentando superflcies cônicas interna para a primeira parte 10-1 e externa para a segunda parte 10-2, com o mesmo ângulo ao vértice.

Nesta forma de realização, quando a , segunda parte 10-2 da manga tubular é colada-soldada por eletrofusão con- tra a extremidade do revestimento 2, no interior do elemento 11 de tubo, a extremidade chanfrada da primeira parte 10-1 de manga tubular pode ser presa como uma cunha no espaço 10-4 angular vazio, de modo a que a su- perfície interna cônica côncava da primeira parte 10-1 de manga encostada à superfície externa convexa e cônica da extremidade da segunda parte 10- 2 tubular da manga constitua a maior superfície possivel de contato e solda- dura elétrica entre as duas partes 10-1 e 10-2 de manga tubular e, por con- seguinte, uma soldadura elétrico mais forte.

Na figura 8A, vê-se que a superfície interna côncava e cônica da primeira parte 10-1 está revestida com um fio 6 de aquecimento espiralado, o que permite realizar a soldadura entre as duas partes 10-1 e 10-2 por ele- trofusão.

Nas figuras 9A-9E, mostra-se a união entre dois comprimentos unitários de tubo revestido durante a instalação no local, que é realizada a bordo de um navio 13a de instalação equipado com uma torre 13b de insta- lação em J, tal como mostrado na figura 9A.

Para isso, o elemento h de tu- bo terminal de um tubo revestido já colocado é firmemente mantido em sus- lO pensão na parte inferior da torre, como mostrado na figura 9B. lnsere-se, depois, uma manga de junção tubular, por exemplo, do tipo mostrado na fi- gura 1. Em seguida, insere-se um mandril 20 expansível que permite realizar a eletrofusão da junção entre a manga 3 tubular e o revestimento 2 interno ao nível da superfície 2a de revolução.

O mandril 20 é detalhado na figura 9E.

É de tipo expansível e compreende um núcleo 21 rígido em forma de aro, por exemplo, em material compósito, uma membrana expansível, por exemplo, uma câmara 22 de ar que pode ser insuflada por meio de um cabo 23 de Íigação abastecido com ar comprimido, transportando, também, o referido cabo de ligação a corrente elétrica até um conector 20a de alimentação.

O referido mandril é mostrado na parte superior da referida figura 9E na posição 22a expandida e na parte inferior na posição 22b retraída.

Assim, introduz-se o mandril 20 no interior da manga 3 de junção tubular de modo a posicionar o conector 20a em fren- te do conector 7 complementar da referida manga de junção tubular.

Em se- guida, expande-se 22a o mandril e injeta-se a corrente elétrica que funde toda a zona coberta pelo fio de aquecimento.

Efetua-se, assim e de modo conhecido, a soldadura por eletrofusão do pIano de contato entre a manga 3 de junção tubular e o revestimento 2. O mandril 20 expansível é, de um mo- do vantajoso, expandido com uma pressão elevada, o que permite garantir uma compacidade excelente no plano de fusão e uma ausência de bolhas de ar, sendo estas últimas prejudiciais para uma boa estanquicidade na su- perfície de fusão.

Como mostrado na figura 9B, um novo elemento 12 de tubo re- . vestido é transferido, de forma conhecida, da posição horizontal para a posi- ção inclinada correspondendo à inclinação da torre para ser, depois, posi- cionada no eixo da manga e do elemento 11 de tubo terminal da extremidade 5 do segmento a instalar.

O referido elemento 12 de tubo a unir é, em seguida, deslocado, axialmente, na direção do elemento h de tubo termind em sus- pensão.

A parte superior da manga 3 forma uma extremidade 1ia macho do elemento 11 de tubo e penetra na extremidade 12a fêmea do elemento 12 de tubo a unir até que a parte terminal 3b da manga fique em contato com a 10 parte terminal 2a do revestimento no interior do elemento 12 de tubo.

Dado » que o elemento 12 de tubo está próximo da vertical, o seu próprio peso é, então, suficiente para permitir que a manga penetre completamente no re- vestimento para atingir a configuração da figura 9C, na qual os dois elemen- tos L, 12 de tubo são mantidos a uma distância de poucos mm, por exemplo, 15 por meio de simples espaçadores, não mostrados, de modo a poder fazer- se, de modo conhecido, a sddadura 5 por meio de um robot 5a de soIdadura orbital conhecido pelos especialistas na técnica.

Nesta mesma figura 9C, mostra-se, na parte superior esquerda, as paredes 51 dos tubos de aço chanfradas a uma distância de alguns mm no decurso da soldadura e a tela 20 9 constituída por uma manta em espuma cerâmica limita a transferência de calor e protege a manga termoplástica durante todo o processo de soIdadu- ra.

E, na parte direita, mostra-se a soldadura 5 concluída.

Finalmente, como mostrado na figura 9D, introduz-se, a partir da extremidade superior do segmento 12, um mandril 20 expansível que é posi- 25 cionado de modo a que o conector 20a móvel de alimentação elétrica fique em frente do conector-receptor 7 da manga de junção tubular e, em seguida, expande-se o mandril e efetua-se a eietrofusão da junção, como descrito anteriormente.

No caso de haver um incidente durante a instalação no local, 30 pode ser necessário cortar o tubo ao nível de uma soldadura defeituosa.

Neste caso, corta-se o tubo e a manga de junção tubular já no lugar a cerca de 15-20 cm da referida soldadura e, em seguida, cria-se um chanfro novo no tubo de aço e, depois, com uma máquina semelhante à máquina 12 da figura 6B, destrói-se a parte restante da manga de junção tubular com a es- piral de aquecimento e maquina-se uma nova parte terminal de junção ao nível da extremidade do revestimento, seja de tipo cônico seja de tipo frontal ou, ainda, de tipo cilíndrico. Em seguida, reinstala-se uma nova manga de junção e, em seguida, retoma-se a colocação do segmento ou elemento de tubo seguinte, como descrito anteriormente.

· B~.Ü~x~y

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Manga de junção tubular de material termoplástico, adaptada para ser inserida dentro de um tubo(1) compreendendo, pelo menos, 2 ele- mentos de tubo de aço (1i, 12) com revestimento interno em material termo- plástico (2) ao nível da união ponta a ponta das extremidades dos dois ele- mentos de tubo soIdados (5) uma à outra, apresentando a referida manga, em cada extremidade, urna parte terminal de parede tubular (3a, 3b) com uma espessura reduzida em relação à espessura da parte principal adjacen- te (3c) da parede tubular da referida manga, a referida manga (3) apresen- lO tando em pelo menos uma, de um modo preferido em cada uma, das referi- das partes terminais (3a, 3b) da manga um fio de aquecimento porefeito jou- le(6), disposto em espiral na superfície externa (3-2, 3a'-3b') da referida par- te terminal (3a, 3b) da referida manga, caracterizada pelo fato de o referido fio de aquecimento ser dobrado (6c) sobre si mesmo de modo a formar uma espiral dupla (6a, 6b) formada por duas partes de fio (6a, 6b) dispostas lado a lado formando duas" espirais substancialmente equidistantes reunindo-se em uma extremidade comum constitulda por um laço (6c) em forma de grampo de cabelo, cada espiral percorrendo a referida superfície externa (3- 2) de cada referida parte terminal da manga desde a sua primeira extremi- dade de espiral (6-1) mais próxima da superfície interna da parede tubular da manga, até uma segunda extremidade de espiral (6-2) consistindo na re- ferida extremidade comum em laço (6c), estando a referida segunda extre- midade de espiral (6-2, 6c) mais próxima da superficie externa (3-3) da parte principal (3c) da manga adjacente à referida parte terminal (3a, 3b) da man- ga, as duas extremidades livres não espiraladas (6d-1, 6d-2) das duas par- tes (6a, 6b) do fio nas referidas primeiras extremidades (6-1) das duas espi- rais unindo a superfície interna da manga, de um modo preferido, as duas referidas extremidades livres das duas partes do fio, às referidas primeiras extremidades da espiral dupla consistindo em dois terminais de alimentação elétrica (7a, 7b) do referido fio (6), podendo, assim, ser reunidas, lado a lado, ao nivel de um conector elétrico comum (7) na superfície interna (3-1) da manga.

2. Manga de junção tubular, de acordo com a reivindicação 1, § caracterizada pelo fato de o referido fio espiralado de aquecimento porefeito joule estar situado nas extremidades frontais retilíneas (3a', 3b') do referido.

3. Manga de junção tubular, de acordo com a reivindicação 1, 5 caracterizada pelo fato de a referida parte terminal (3a, 3b) da manga definir uma superfície externa de revolução (3-2) com um diâmetro externo menor que o da parte principal adjacente (3c) da manga e uma superfície interna (3-1) cilíndrica substancialmente com o mesmo diâmetro interno que o da referida parte principal (3c) da manga, percorrendo o referido fio de aqueci- lO mento porefeito joule toda a periferia da referida superfície externa de revo- " lução em torno do seu eixo de revolução (XX') e de uma parte, pelo menos, do comprimento da referida parte terminal na direção do referido eixo de re- voIução (XX').

4. Manga de junção tubular, de acordo com a reivindicação 3, 15 caracterizada pelo fato de as duas referidas extremidades livres (6d-1, 6d-2) ' · nas referidas primeiras extremidades (6-1) das duas espirais da espiral dupla estarem situadas no lado mais próximo da extremidade mais próxima da manga.

5. Manga de junção tubular, de acordo com a reivindicação 3 ou 20 4, caracterizada pelo fato de a referida superfície externa de revolução (3-2) da parte terminal de espessura reduzida da referida manga coberta pelo re- ferido fio de aquecimento ter uma forma troncocônica.

6. Manga de junção tubular, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de a referida superfície externa de revolução (3-2) 25 da parte terminal de espessura reduzida (3a, 3b) da referida manga coberta pelo referido fio de aquecimento ter forma cilíndrica com o mesmo eixo (XX') que a referida manga.

7. Manga de junção tubular(3), de acordo com uma das reivindi- cações 1 a 6, caracterizada pelo fato de: 30 - a referida manga ser formada por união por soldadura por fu- são, de um modo preferido, por eletrofusão, das superfícies das extremida- des em contato uma com a outra de, pelo menos, 2 partes tubulares da refe-

rida manga compreendendo, pelo menos:

W · uma primeira parte tubular (10-1) de manga compreendendo uma parte principal (3c) de manga e uma parte central (3d) de 'manga com um diâmetro externo e, de um modo preferido, diâmetro interno de dimen- 5 são(ões) reduzida(s) em relação ao diâmetro externo e, de um modo preferi- do, respectivamente, diâmetro interno da parte principal ad jacente (3c), ain- da de um modo preferido, sendo a referida primeira parte tubular de man- ga(1O-1) obtida por *p.47, linha 14 usinagem de uma manga tubular de maior espessura, e, 10 · pelo menos, uma segunda parte tubular (10-2, 10-3) de manga

H compreendendo uma parte terminal (3a, 3b) tubular de manga apresentan- do, de um modo preferido, um comprimento mais curto que a referida primei- ra parte tubular na direção axial XX' da manga e, de um modo preferido, a- presentando uma superfície interna cilíndrica e ainda, de um modo preferido, 15 sendo a referida segunda parte de manga (10-2) obtida por moldagem, e, "" - as extremidades das duas referidas, primeira e segunda, partes ' tubulares de manga unidas apresentarem formas idênticas ou complementa- res ao nível da sua zona de contato, em que uma das referidas superfícies, pelo menos, é coberta com um referido fio de aquecimento porefeito joule, 20 enrolado em espiral dupla, e cujas extremidades livres desembocam na su- perfície interna (3-1) da referida parte tubular de manga.

8. Tubo (1) compreendendo, pelo menos, 2 elementos de tubo de aço (1i, 12) com revestimento interno de material temoplástico (2) unidos ponta a ponta, cujas extremidades dos dois elementos de tubo são soldados 25 (5) um ao outro, em que uma referida manga de junção tubular (3), como definida em uma das reivindicações 1 a 7, é intercalada no interor do tubo, ao nível das extremidades ponta a ponta dos dois elementos de tubo, de modo que as partes terminais (3a, 3b) nas extremidades da referida manga fiquem, pelo menos em parte, em contato estanque (4-1), respectivamente, 30 com partes terminais (2a, 2b) nas extremidades dos referidos revestimentos internos dos dois elementos de tubo, e sendo a referida zona de contato (4- 1) estanque uma zona de soldadura por fusão entre si de materiais constitu-

intes de cada referida parte terminal (3a, 3b) da manga percorrida pelo refe- rido fio de aquecimento em dupla espiral e, respectivamente, cada referida parte terminal (2a, 2b) do referido revestimento em contato uma com a outra.

9. Tubo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fa- to de o referido fio em espiral de aquecimento porefeito joule se situar ao nível das extremidades frontais retilíneas (2a'-2b', 3a'-3b') da referida manga e do referido revestimento encostadas uma na outra.

10. Tubo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de: - o referido revestimento interno apresentar em, pelo menos, uma extremidade, uma parte terminal de espessura reduzida (2a, 2b) em relação à espessura da parte principal (2c) do referido revestimento, definin- do uma forma côncava com uma superfície intema de revolução tendo um diâmetro interno maior do que o da parte principal (2c) do referido revesti- mento e, - a referida manga apresentar em, pelo menos, uma extremida- de, uma parte terminal (3a, 3b) de espessura reduzida em relação à espes- sura da parte principal adjacente (3c) da referida manga, a referida parte terminal (3a, 3b) da manga definindo uma forma conyexa adaptada para se sobrepor à parte terminal côncava de espessura reduzida do referido reves- timento (2a, 2b) , com a qual está em contato, a referida parte terminal (3a, 3b) da manga definindo uma superfície externa de revolução (3-2) com um diâmetro externo menor do que o da parte principal adjacente (3c) da manga e uma superfície interna (3-1) cilíndrica tendo substancialmente o mesmo diâmetro interno que o das referidas parte principal (2c) do revestimento e parte principal (3c) da manga, o referido fio de aquecimento porefeito joule percorrendo toda a periferia da referida zona de fusão (4-1) em torno do seu eixo de revolução (XX') e todo o comprimento da referida zona de fusão na direção do referido eixo de revolução (XX').

11. Tubo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de as duas referidas extremidades livres (6d-1, 6d-2) do referido fio de aquecimento estarem situadas no Iado da referida zona de fusão (4-1) mais próxima da extremidade mais próxima da manga.

12. Tubo, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de a referida superfície interna (3-1) da parte terminal de espessura reduzida (2a, 2b) do revestimento e superfície externa (3-2) da parte terminal de espessura reduzida da manga, em contato uma com a outra, terem a mesma forma troncocônica com o mesmo eixo (XX') que a referida manga e o referido tubo.

13. Tubo, de acordo com'a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de as referidas superfícies internas da parte terminal de espessura reduzida (2a, 2b) do revestimento e superfície externa (3-2) da parte terminal de espessura reduzida (3a, 3b) da manga, em contato uma com a outra, te- rem forma cilíndrica com o mesmo eixo (XX') que a referida manga e o refe- rido tubo, de um modo preferido a extremidade (3f) da parte terminal de es- pessura reduzida da manga encostando-se em um ressalto (2d) delimitando as superfícies internas da referidas parte principal (2c) e parte terminal de espessura reduzida (2a, 2b) do revestimento. "

14. Método de construção de um tubo, como definido em uma das reivindicações 8 a 13, compreendendo as seguintes etapas, nas quais: 1) se realiza a união de elementos de tubo(11, 12) compreenden- do um referido revestimento (2) com uma parte terminal de espessura redu- zida (2a, 2b) em cada extremidade e uma referida manga de junção tubular . (3) inserida em, apenas, uma extremidade de cada referido elemento de tu- bo(1i, 12) e sobressaindo a partir desta, esta saliência da referida manga definindo uma extremidade macho (lib) de cada referido elemento de tubo (li) apto a ser unido a uma extremidade sem a referida manga definindo uma extremidade fêmea (12a) de outro referido elemento de tubo 02), intro- duzindo e inserindo à força a referida extremidade fêmea (ha) sem manga de junção tubular de um elemento de tubo a unir (12) em torno da extremida- de macho (lib) compreendendo uma manga de junção tubular fixa que so- bressai do elemento de tubo terminal (li) de um tubo a ser unida, na direção longitudinal (XX'), axialmente, até que a referida parte terminal (3a, 3b) da manga da referida extremidade macho (lib) do referido elemento de tubo terminal entre em contato com a referida parte terminal (2a, 2b) do revesti- mento da referida extremidade fêmea (12a) do referido elemento de tubo a unir (12), compreendendo cada referida manga, em cada uma das referidas partes terminais (3a, 3b) da manga, um referido fio de aquecimento porefeito 5 joule (6) efeito jouleenrolado em espiral dupla e, depois, 2) se fornece energia elétrica ao referido fio de aquecimento (6), de um modo preferido exercendo simultaneamente urna pressão da referida parte terminal de manga contra a referida parte terminal de revestimento em contato uma com a outra, para realizar uma referida zona de soldadura (4-1) por eletrofusão ao nível de uma parte pelo menos da interface das superfí- cies de cada referida parte terminal (3a, 3b) da manga e cada referida parte terminal (2a, 2b) de revestimento em contato uma com a outra e percorridas pela espiral dupla de fio de aquecimento na superfície da manga, para reali- zar uma referida zona de contato estanque por fusão(4-1), e, 3) se realiza a soldadura (5) das extremidades dos dois elemen- " tos de tubo, ponta a ponta.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pe- lo fato de: a) a referida manga apresentar, em uma parte central (3d), um diâmetro externo menor do que os diâmetros externos das partes principais (3c) adjacentes à referida parte central (3d) de modo a proporcionar um es- paço anelar (8) entre a manga e a parede dos referidos elementos de tubo, e se colocar uma peça anelar (9) de proteção térmica adequada para proteger a manga durante a soldadura das extremidades dos elementos de tubo, as referidas partes principais (3c) da manga apresentando de um modo preferi- do um diâmetro externo substancialmente idêntico ao diâmetro interno das extremidades descobertas do referido revestimento dos elementos de tubo unidos, e, b) a parede tubular da referida manga apresentar uma espessu- ra substancialmente constante, nas suas referidas partes principais ad jacen- tes(3c), e substancialmente igual à espessura da parte principal (2c) do refe- rido revestimento intemo(2), e a referida parte central (3d) da manga, de um modo preferido de espessura reduzida, estar adaptada para ser deformada para adotar um diâmetro intemo substancialmente idêntico ao diâmetro in- terno da parte restante da manga, sob o efeito de uma pressão interna do fluido que circula no interor do tubo em funcionamento de pelo menos 1

MPa, e a peça de proteção térmica(9) ser, ela própria, também deformável nas mesmas condições de pressão de um modo preferido para adotar uma espessura inferior a 5 mm e, ainda de um modo preferido, inferior a 2 mm, sendo a referida peça de proteção térmica, ainda de um modo preferido, constituída por fibras cerâmicas, e, c) se exercer a referida pressão contra a superfície interna (3-1) da manga ao nível da sua referida parte terminal ao introduzir no interior da manga um dispositivo (20) compreendendo uma célula insuflável(22), inici- almente pelo menos parcialmente esvaziada, de um modo preferido a referi- da célula compreendendo ou cooperando na sua superfície com um conec-

tor elétrico de alimentação elétrica(20a) que é posicionado de modo que o referido conector elétrico da célula (20a) possa cooperar com o conector elé- trico(7) na superfície interna da manga incluindo os terminais (7a, 7b) do fio de aquecimento (6) quando a referida célula é insuflada, insuflando-se, em seguida, a referida célula.