BR112014017998B1

BR112014017998B1 - Sistemas de união de duto de fibra de vidro

Info

Publication number: BR112014017998B1
Application number: BR112014017998-0A
Authority: BR
Inventors: Alwin FAHRER; Jerald SARMIENTO; Kees ROOKUS; Naveen ALVA
Original assignee: Future Pipe Industries Group Limited
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2021-04-27
Also published as: CA2859737C; AU2012343490A1; RU2014125895A; ES2847829T3; AU2012343490B2; PL2786057T3; CN104246343A; EP2786057B1; MX2014006494A; BR112014017998A8; CL2014001411A1; CY1123903T1; SA112340031B1; PT2786057T; WO2013080018A1; CO7061050A2; HUE053268T2; EP2786057A4; MX370870B; EP2786057A1

Abstract

métodos e sistemas de união de duto de fibra de vidro. trata-se de urri sistema de união de duto de resina terinocurada reforçada (rtr), incluindo: um primeiro duto rtr com uma parte rnacho, a parte rnacho tendo uma primeira superfície de união; um segundo duto rtr corn uma parte de encaixe forrnada para receber a parte macho, a parte de encaixe tendo urna segunda superfície de união; e uma cavidade entre a primeira superfície de união e a segunda superfície de união, a cavidade formada quando a aparte macho é encaixada por pressão na parte de encaixe; e um rnaterial injetável/curável localizado na cavidade. adicionalmente, é revelado um método de união de duto rtr, incluindo as etapas de: encaixar por pressão uma parte macho de um primeiro duto em uma parte de encaixe de um segundo duto, forrnando uma cavidade entre a parte macho e a parte de encaixe; injetar urrt composto de união na cavidade; e curar o composto de união.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este é um Pedido Não-Provisório reivindicando o benefício sob o 35 USC 119(e) Pedido de Patente U.S. Provisório No 61/564,046 depositado em 28 de novembro de 2011, cujo conteúdo é por meio deste incorporado por referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo Técnico

[002] A presente matéria refere-se a sistemas de união para dutos de fibra de vidro. Em um exemplo particular não- limitante, os sistemas de união para duto de fibra de vidro são usados em aplicações de alta pressão.

2. Descrição da Técnica Relacionada

[003] Nos últimos anos, os compósitos vêm se tornando materiais cada vez mais aceitos para aplicações estruturais cruciais. Um exemplo interessante dessa tendência pode ser encontrado na indústria aeroespacial, na qual os materiais compostos compreendem mais de 50% de materiais da aeronave comercial mais recente (por exemplo, o Boeing 777 e o Airbus 350-900). As aplicações de materiais compostos relacionadas na indústria aeroespacial incluem asas, fuselagem e corpo da cauda.

[004] Uma tendência similar pode ser encontrada nos campos de petróleo, por exemplo, no Oriente Médio, onde o aço revestido foi o material predominante para dutos durante as últimas décadas. Com o tempo, os campos de petróleo na região têm sido cada vez mais exauridos, exigindo assim injeção de água para manter a pressão nos reservatórios e manter a produção nos níveis necessários. A injeção de água aumenta a fração de água dos fluidos produzidos, resultando em uma mistura muito corrosiva, que pode causar corrosão interna e externa extensa na tubulação de aço, como se pode observar na FIG. 1. Por essa razão, o duto de resina termocurada reforçada (RTR), que é um material extremamente resistente à corrosão, tem encontrado aceitação cada vez maior como um material de duto alternativo para transporte de fluidos produzidos e água de injeção.

[005] Além de sua resistência à corrosão, o duto RTR tem muitas vantagens adicionais, tal como sua alta durabilidade, uma relação de alta resistência para o peso e uma superfície interna lisa. Como resultado disso, o duto RTp, ou RTRP, oferece uma resistência de fluxo muito reduzida quando comparado aos materiais mais tradicionais. A aplicação do RTRP também aumenta a confiabilidade do sistema por prevenir vazamentos, com isso reduzindo os custos do ciclo de vida. Devido a sua composição intrinsecamente leve, e à facilidade feral de união em aplicações de baixa pressão, os custos de instalação do RTRP também são grandemente reduzidos.

[006] Sendo assim, deseja-se o êxito na criação, produção e qualificação de juntas mecânicas de dutos RTR capazes de resistir às elevadas pressões necessárias para esses tipos de aplicações.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007] A seguir, será apresentado um sumário simplificado a fim de propiciar uma explicação básica de alguns aspectos da matéria reivindicada. Este sumário não é uma visão geral extensa, muito menos tem a intenção de identificar elementos chave/essenciais ou de delinear o âmbito da matéria reivindicada. Sua finalidade é apresentar alguns conceitos da invenção, de forma simplificada, para servir de prelúdio à descrição mais detalhada apresentada mais adiante.

[008] Um aspecto da presente matéria é um sistema de união de duto de resina termocurada reforçada (RTR), compreendendo: um primeiro duto (22) RTR tendo uma parte macho (12), a parte macho (12) incluindo uma primeira superfície de união (152); um segundo duto (21) RTR tendo uma parte de encaixe formada para receber a parte macho (12), a parte de encaixe tendo uma segunda superfície de união (151); e uma cavidade (16) entre a primeira superfície de união (152) e a segunda superfície de união (151), a cavidade (16) formada quando a parte macho (12) é encaixada por pressão (183) na parte de encaixe; e um material injetável/curável (10) localizado na cavidade (16).

[009] De acordo com outro aspecto, um sistema de união em alta velocidade do duto de fibra de vidro é proporcionado, compreendendo: um primeiro duto (22) de fibra de vidro, tendo uma parte macho (12), um segundo duto (21) de fibra de vidro, tendo uma parte de bolsa (3) e um orifício superior (14) perfurado em uma posição superior de sua bolsa (3), e um composto de união injetável (10), em que o segundo duto (21) de fibra de vidro se encaixa no primeiro duto (22) de fibra de vidro e o composto de união (10) é injetado no orifício inferior (19) para unir de maneira segura o primeiro (22) e segundo (21) dutos de fibra de vidro.

[0010] De acordo com outro aspecto, um sistema de união em alta velocidade do duto de fibra de vidro é proporcionado, compreendendo: um primeiro duto (22) de fibra de vidro, tendo uma parte macho (12), um segundo duto (21) de fibra de vidro, tendo uma parte macho (21), um acoplador (11), tendo uma parte moldada para acoplar-se a cada uma das duas partes macho (12), e um orifício superior (14) perfurado em uma posição superior de sua parte moldada, e um composto de união injetável (10), em que o primeiro (22) e segundo (21) dutos de fibra de vidro se encaixam no duto de fibra de vidro acoplador (11) e o composto de união (10) é injetado no orifício inferior (19) para unir de maneira segura o primeiro (22) e segundo (21) dutos de fibra de vidro ao duto de fibra de vidro acoplador (11).

BREVE DESCRIÇÃO

[0011] Essas e outras características da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição a seguir de algumas modalidades, dadas como exemplo não restritivo com referência aos desenhos anexos, em que

[0012] As FIGS. 1A-B mostram a corrosão interna e externa dos sistemas de tubulação de aço, devido à alta fração de água.

[0013] As FIGS. 2A-C mostram várias juntas de duto RTR para aplicações de produção de óleo.

[0014] As FIGS. 3A-D mostram algumas etapas em um processo de fabricação ilustrativo de um duto de fibra de vidro.

[0015] A FIG. 4 é uma vista em seção transversal de uma junta injetada, contemplando as principais características: primeiro duto (22) com entrada do tipo macho (12) com ranhuras (152); segundo duto (21), com entrada para suportar entrada do tipo macho (12), com ranhuras (151); ponto de injeção de vácuo (14) na porção superior da cavidade (3); pontos de vedação feita a vácuo (131) e pontos de vedação anelada (132).

[0016] A FIG. 5 é uma vista em seção transversal ilustrando um sistema de processo de injeção ilustrativo para obter a junta injetada da FIG. 4. Adicionalmente às características apresentadas na Figura 4, se observa na Figura 5 o ponto de injeção (19) de material injetável/ curável (10).

[0017] A FIG. 6 é um exemplo ilustrativo da colocação dos orifícios de injeção.

[0018] A FIG. 7 representa uma configuração ilustrativa de conexões para um procedimento de injeção ilustrativo.

[0019] A FIG. 8 representa um exemplo de uma injeção completada.

[0020] A FIG. 9 é uma vista em seção transversal de uma junta mecânica ilustrativa injetada para aplicações de alta pressão.

[0021] A FIG. 10 ilustra algumas etapas em um processo de fabricação e união ilustrativo para obter um duto de fibra de vidro DN300 PN160 com uma junta mecânica injetada integral.

[0022] A FIG. 11 ilustra algumas etapas em um processo de fabricação e união ilustrativo para obter um duto de fibra de vidro DN600 PN80 com uma junta mecânica injetada no acoplador (11).

[0023] Para facilitar a compreensão, os mesmos números de referência foram utilizados, sempre que possível, para identificar elementos comuns idênticos nos desenhos. Entende-se que elementos e características de uma modalidade podem ser convenientemente incorporados em outras modalidades sem mais esclarecimentos.

DESCRIÇÃO DETALHADA Visão Geral

[0024] Um resumo dos atributos competitivos do RTRP comparado a outros materiais mais tradicionais é apresentado na Tabela 1. Observa-se que a composição do “duto de fibra de vidro” é definida pelo ASTM D 2310 para duto de resina termocurada reforçada com fibra de vidro. Sendo assim, os termos “RTRP”, “duto RTR” e “duto de fibra de vidro” são usados aqui de forma intercambiável. Tabela 1: Atributos competitivos do duto de resina termocurada reforçada (RTRP)

[0025] Durante as últimas cinco décadas, a tecnologia de duto RTR evoluiu para produzir um material que oferece agora sistemas de duto de especificação alternativa superiores aos materiais de duto usados tradicionalmente. Os produtos de duto RTR apareceram pela primeira vez na década de 1950 com o desenvolvimento dos produtos petroquímicos manufaturados. Desde a década de 1970, a tecnologia evoluiu para permitir que o RTR seja usado tanto como o material de duto de escolha quanto como uma alternativa viável para certas aplicações. Fabricação

[0026] O RTRP é tipicamente produzido por um processo de enrolamento de filamentos (181). Esse processo envolve enrolar filamentos de fibra de vidro sob tensão controlada sobre um mandril de aço. O mandril gira enquanto um carro se move horizontalmente, dispondo as fibras de reforço no padrão desejado. Os filamentos são revestidos e impregnados com uma resina sintética à medida que são enrolados. Após o mandril ser coberto completamente até a espessura desejada, o mandril é colocado em um forno para curar ou fixar a resina. Após a resina ser curada, o mandril é removido, deixando um produto final oco.

[0027] O enrolamento de filamentos é bastante adequado à automação, onde a tensão e a colocação dos filamentos podem ser controladas cuidadosamente. A orientação dos filamentos também pode ser cuidadosamente controlada de modo que camadas sucessivas sejam dobradas ou orientadas de maneira diferente da camada anterior. O ângulo no qual a fibra é disposta irá determinar as propriedades do produto final. Por exemplo, um “aro” de ângulo elevado irá conferir resistência ao esmagamento, enquanto um padrão “fechado” ou “helicoidal” de ângulo inferior irá fornecer maior resistência à tensão. Para aplicações de pressão específica, o duto é tipicamente envolvido de maneira helicoidal a um ângulo nominal de ±55 graus para uma relação resistência-peso ideal. Outros produtos produzidos com essa técnica incluem tacos de golfe, tubos remos, garfos de bicicleta, postes de força e transmissão, vasos de pressão para carcaças de mísseis, fuselagens para aeronaves, postes de iluminação e mastros de iates, dentre muitos outros.

[0028] No caso de enrolamento de filamentos de encaixes, o processo de produção varia ligeiramente. Os filamentos são enrolados sob tensão sobre um molde de aço que tem as dimensões internas dos encaixes a serem produzidos. O molde pode ser girado ou mantido em uma posição fixa; no último caso, uma estação de rotação que pode enrolar o reforço em torno do molde é necessária. Após o mandril do molde ser completamente coberto até a espessura desejada, o mandril é colocado em um forno para curar ou fixar a resina. Após a resina ser curada, o mandril do molde é removido, deixando um produto final oco.

Aplicações

[0029] O duto RTR tem a capacidade de servir para uma vasta gama de aplicações dentro de uma grande variedade de mercados finais. Os Estados-Membros do Conselho de Cooperação do Golfo (GCC) são o mercado de dutos RTR que mais cresce no mundo. O crescimento do mercado foi sustentado não somente pelo forte crescimento nos mercados finais onde o RTRP já usufrui de uma presença de mercado considerável, mas também de uma ampla aceitação na região para esse material, em vez de outros materiais de duto mais tradicionais. Os mercados finais e aplicações típicas selecionados para o RTRP são apresentados na Tabela 2. Estes incluem, dentre outros, produção de óleo e gás, transmissão e distribuição de água, infraestrutura e mercados municipais, industriais e petroquímicos, de dessalinização e energia, marítimos e offshore. Tabela 2: Mercados finais e aplicações para o duto RTR Mercado Final Aplicações Típicas

Padrões de Produto Aplicáveis

[0030] Ao longo dos anos, desenvolveu-se uma série de especificações específicas internacionais e de usuários finais para o uso do duto de fibra de vidro. Os padrões internacionais mais relevantes para aplicação do RTRP em aplicações de produção de óleo são apresentados na Tabela 3. Tabela 3: Padrões Internacionais Relevantes

[0031] Além desses padrões internacionais, há um grande número de padrões específicos do usuário final para aplicação do RTRP na produção de petróleo. As grandes empresas de petróleo nacionais e internacionais (por exemplo, Aramco, ADCO, Shell, BP, etc.) tipicamente também possuem seus próprios padrões, baseados em grande parte nos princípios estabelecidos definidos nos padrões internacionais. Duto RTR para Linhas de Produção de Petróleo

[0032] Os inventores estiveram na vanguarda da promoção e implementação desses materiais para aplicações de produção de petróleo. Desde o começo da década de 1990, os inventores obtiveram uma quantidade significativa de experiência na região GCC com sistemas de duto RTR de pressão média (até 5,0 Mpa) (até 50 bar). Somente na última década, os inventores instalaram mais de 500 km de duto de média pressão reforçado com epóxi DN200-DN500 para aplicações de campo de petróleo na região médio-oriental. Projeto do Duto RTR

[0033] Os componentes do duto RTR geralmente são classificados por pressão interna. Os padrões tipicamente descrevem uma metodologia de determinação de pressão baseado em testes de qualificação hidrostática de curto prazo e longo prazo A determinação de pressão adicionalmente envolve suposições sobre a vida útil de projeto, a temperatura operacional, fatores de segurança e fatores de design do sistema de dutos ou oleoduto. A determinação de pressão nominal que os fabricantes atribuem a seus produtos pode divergir de fabricante para fabricante, como resultado das diferentes suposições feitas.

[0034] Para superar isto, foi definida uma resistência de longo prazo que exclui fatores de design e segurança. Um procedimento geralmente aceito para determinar a resistência de longo prazo do RTR é descrito na ASTM D 2992. Esse padrão avalia os dados de resistência-regressão obtidos ao longo de um período de teste de 10.000 hr (~14 meses). Ele estabelece um procedimento para obter uma pressão hidrostática de longo prazo (LTGP) (tipicamente para um tempo de vida de projeto de 20 anos), uma tensão hidrostática de longo prazo (LTHS), bem como seus respectivos limites de segurança, pressão LCL e tensão LCL. Observa-se que os componentes de tubulação precisam ser testados à temperatura de projeto ou superior. De modo a realizar uma distribuição suficiente dos dados de falha, o tempo total necessário para completar o teste de longo prazo geralmente ultrapassa dois anos. Por praticidade, e para limitar o tempo e os custos envolvidos, esses testes geralmente são realizados somente no duto de furo pequeno (tipicamente DN50 a DN250).

[0035] Usando o valor de tensão LCL derivado para uma vida útil de projeto de 20 anos, a espessura de parede do duto necessária pode ser derivada como ilustrado na Eq. 1.

em que: tR = espessura de parede reforçada do duto RTR [mm] ID = diâmetro interno do duto RTR [mm] LCLstress = limite de segurança inferior da tensão hidrostática de longo prazo [MPa] PN = pressão de projeto do duto RTR [bar] Sf = fator de segurança [sem unidades]

[0036] O fator de segurança (Sf) é tipicamente de 1,5, mas pode ser aumentado se necessário no caso de variações de pressão cíclicas, curvatura do duto maior do que o raio de curvatura mínimo conforme recomendado pelo fabricante, altas cargas térmicas, segurança adicional necessária nos cruzamentos de estradas, tipo de instalação (por exemplo, acima do solo versus abaixo do solo) etc. Recomendações para determinar estimativas razoáveis para Sf estão disponíveis nos padrões internacionais relevantes, tal como API 15 HR e ISO 14692.

[0037] Além da espessura de parede reforçada, o duto RTR tipicamente também possui um revestimento rico em resina de cerca de 0,5 mm, e um revestimento superior rico em resina de cerca de 0,3 mm. O revestimento atua como uma barreira de corrosão adicional ao duto RTR, e o revestimento superior atua como uma camada externa protetora que fornece resistência à degradação UV e uma permissão para arranhões de superfície que podem ocorrer durante a manipulação do duto. A espessura de parede total do duto é então dada pela Eq. 2. (Eq. 2) tT = tR + tL + tC em que: tT = espessura de parede total do duto RTR [mm] tR = espessura de parede reforçada do duto RTR [mm] tL= espessura de revestimento do duto RTR [mm] tC = espessura do revestimento superior do duto RTR [mm] Seleção da Junta

[0038] Desde o começo da década de 1990, os inventores obtiveram excelente experiência no campo de petróleo GCC com o uso das juntas unidas por adesivo, vide a FIG. 2A. Esses tipos de juntas são uma excelente escolha para pressões baixa à média (tipicamente de até 5,0 Mpa ou 50 bar ou 725 psi). Como visto na Tabela 4, bem mais de 600 km desses tipos de juntas para produção de petróleo na região durante os últimos 10 a 15 anos foram instalados. Conforme necessário, conexões com componentes de aço são feitas usando conexões flangeadas, ilustrando a FIG. 2B. Tabela 4: Lista de referência para projetos RTRP de média pressão na região GCC

[0039] Os inventores também iniciaram a implementação do duto RTR de alta pressão (até 2.000 psi) para aplicações de produção de petróleo na região. Vários usuários adotaram essa nova tecnologia e vários projetos-piloto já foram instalados com êxito, como visto na Tabela 5. Tabela 5: Lista de referência para projetos RTRO de alta pressão na região GCC

[0040] O sistema de união preferido para essas pressões de design superiores são as juntas roscadas API 5B, vistas na FIG. 2C, que possuem um longo histórico operacional comprovado no campo de petróleo, tanto para aplicações de duto de linha quanto de fundo de poço. Mais informações podem ser encontradas na Especificação API 5B - Specification for Threading, Gauging and Thread Inspection of Casing, Tubing, and Line Pipe Threads, 15a edição, 2008, a qual é por meio deste incorporada para fins de referência.

[0041] Porém, como evidenciado pela discussão e pelos fatos acima, há lacunas e limitações no que tange à capacidade de um duto RTR existente ser usado em aplicações de campo petrolífero. Essas limitações podem ser mais óbvias quando capturadas em termos de pressão e diâmetro. As limitações são aproximadamente descritas na Tabela 6, com relação à “pressão nominal” (PN) ou classe de pressão nominal, e ao “diâmetro nominal” (DN) ou diâmetro de duto nominal. Tabela 6: Limitações típicas das juntas de Duto de RTR

[0042] Deve-se notar que essas limitações na pressão de design se devem principalmente a limitações no desempenho da junta. Em particular, o corpo do duto pode tipicamente ser produzido e qualificado a pressões muito superiores às das juntas.

[0043] Claramente, a discussão acima indica o desempenho da junta sob pressões elevadas como os maiores fatores limitadores da aplicabilidade do RTRP em aplicações de campo de petróleo. Em contrapartida, os dutos de aço podem ser projetados e são aplicados a pressões muito superiores, como visto na Tabela 7. Tabela 7: Limitações típicas das Juntas de Duto de Aço

[0044] Como as propriedades materiais do duto RTRs são em vários sentidos preferidas em relação aos dutos de aço, fica claro que a junta é a questão, comparado à união de dutos de aço. A união tradicional de dutos de aço inclui soldagem ou duto roscado e encaixes. A soldagem do duto de aço é relativamente simples, mas também demorada e cara. Para o desempenho de longo prazo de um duto de aço, a qualidade da solda é crítica, e a habilidade e experiência de soldagem do soldador é de suma importância. As velocidades de soldagem típicas para soldas de duto de aço giram em torno de 0,25 a 0,5 metros por hora; portanto, levariam pelo menos duas a quatro horas para soldar um duto de aço DN300. Em aplicações do tipo óleo e gás, a solda é geralmente inspecionada usando raios-X ou ultrassom. Esta inspeção ultrassônica ou de raios- X aumenta ainda mais os gastos já consideráveis para se obter tais juntas, e também aumenta o tempo necessário para obter a união do duto de aço.

[0045]Adicionalmente, geralmente é preferido aplicar um revestimento protetor ao interior do duto de aço, antes da soldagem, para reduzir a corrosão. O revestimento deve ser completamente curado antes de qualquer soldagem, e sem dúvidas, as etapas de inspeção adicionam latência ao processo de união. Além do mais, a área soldada tipicamente permanece sensível à corrosão, particularmente no interior da linha de dutos, que não pode ser revestida após a soldagem ser consumada. Finalmente, quaisquer erros na solda podem exigir que todo o processo seja reiniciado.

[0046] O duto roscado e os encaixes, particularmente para tubulações de água galvanizadas, sempre será usado para reparos ou em encaixes específicos (por exemplo, encaixes de flange), mas não é uma instalação preferida. Há muitas desvantagens no uso de encaixes roscados, uma das quais é o fato de que o duto galvanizado e os encaixes podem ser difíceis de reparar. À medida que o duto galvanizado e os encaixes começam a se deteriorar, sedimentos e ferrugem se acumulam dentro da tubulação, encolhendo o diâmetro interno da tubulação. Se um reparo precisar ser feito, muitas vezes a pessoa que efetua o reparo do duto descobrirá que há mais dutos danificados do que era esperado de início. Além do mais, para efetuar um reparo no duto roscado e nos acoplamentos, é necessário um equipamento para cortar e rosquear o duto; se o equipamento não estiver disponível, a pessoa encarregada pelos reparos precisará ter o conjunto de habilidades para realizar as medições corretas, que serão então retransmitidas para uma fonte com a capacidade de cortar e rosquear a tubulação. Qualquer imprecisão nas medições poderia afetar as operações, e levar à perda de tempo, dinheiro e más relações com os clientes.

[0047]Além do mais, em um sistema de duto de aço em envelhecimento, não é rato que os encaixes rosqueados se fundam, tornando-se extremamente difíceis de remover. Isso geralmente envolve cortar a tubulação na área geral de reparo e encontrar um encaixe do qual a tubulação possa ser recuada, ou cortar a tubulação próximo ao encaixe e rematar o duto restante.

[0048] Outro sistema de união é uma junta mecânica, ou qualquer método unindo dutos ou encaixes por meio de um acoplamento que usa a compressão de uma gaxeta de borracha para assegurar uma vedação estanque. Dois exemplos de juntas mecânicas são o duto flangeado e os encaixes, e o duto sulcado com acoplamentos ou encaixes que possuem uma gaxeta de borracha; a gaxeta de borracha é assentada dentro do sulco e comprimida, preenchendo o sulco e vedando a junta.

[0049] Em teoria, os reparos nas aplicações de junta mecânica são mais fáceis de realizar. Estes são encaixes de alta pressão, portanto, suas tolerâncias são altas; e é possível instalar com relativa facilidade dutos e encaixes de diâmetro consideravelmente grande. No entanto, é necessário um nível de habilidade razoavelmente alto para preparar e instalar esse duto e os encaixes acompanhantes. Por exemplo, é fácil instalar os encaixes mecânicos para dutos sulcados, mas a medição e a abertura de sulcos no duto exigem certo conhecimento, enquanto o duto flangeado, os carretéis e encaixes flangeados exigem um nível de habilidade altíssimo para realizar novas instalações ou reparos. Além do mais, os encaixes são pesados, volumosos e caros, e os reparos são intensivos em termos de mão-de-obra.

[0050] Assim, pode-se concluir que, para o duto RTR competir em maior escala com o aço, a pressão nominal dos sistemas de duto de fibra de vidro precisa ser aumentada. Como o desempenho da junta é um fator limitante para o avanço da determinação de pressão, o desenvolvimento dentro dos fabricantes de dutos RTR geralmente vem se focando na criação de sistemas de união disponíveis que consigam lidar com essas pressões elevadas.

[0051] Até o momento, embora se possa usar dutos de plástico ou de outro material que não o aço com encaixes mecânicos, o nível de habilidade necessário para sua instalação é alto e, até o momento, ainda não foi desenvolvido um sistema de união satisfatório. Os sistemas de união de duto RTR que conseguem lidar com pressões altas possibilitariam um cenário do “melhor dos dois mundos” em termos de desempenho de longo prazo sob pressões elevadas usando um material aceito e preferido. Exemplo 1

[0052] A presente matéria propõe uma junta mecânica injetada, para dutos de fibra de vidro, que possibilita um duto resultante com parâmetros de temperatura operacional, PN, DN superiores. Dois dutos (21, 22) são instalados juntos, de modo que o afunilamento de um diâmetro de interno do primeiro duto (22) permita o encaixe do segundo duto (21), enquanto deixa um espaço ou cavidade (16) entre as superfícies de encaixe. Uma porta (14) e canal de injeção (19) são formados no duto externo, de modo que um material ou composto de união (8, 10) possam ser injetados na porta (14) e no canal de injeção (19) para preencher o espaço ou cavidade (16), criando uma junta mecânica segura entre os dois dutos. Exemplo 2

[0053] As FIGS. 3A-D ilustram etapas em um processo de fabricação ilustrativo de duto de fibra de vidro adequado para união conforme o sistema revelado. Primeiramente, com relação a uma extremidade de duto fêmea (de encaixe) (21), um enrolamento é formado no equipamento existente, como mostra a FIG. 3A. Um perfil de borracha é usado no mandril de duto existente para conformar o interior de uma bolsa ou encaixe (3), de modo que após o enrolamento, o duto (21) tenha uma bolsa ou encaixe (3) integral. Um exemplo não- limitante de um duto de fibra de vidro tendo uma bolsa ou encaixe (3) é ilustrado na FIG. 3B. A FIG. 3C mostra outra vista do mandril de duto com o perfil de borracha usado para formar a bolsa ou encaixe (3) com sulcos internos (32). Como alternativa, os sulcos podem ser usinados na forma de uma bolsa (3) após o duto ter sido retirado do molde. Uma espiga (macho) correspondente é usinada em um torno mecânico para formar sulcos na superfície de união (121), como ilustra a FIG. 3D. Assim, o processo de fabricação para as juntas pode ser realizado usando o equipamento de produção existente. Sendo assim, sem grandes investimentos adicionais, além dos já existentes em uma instalação típica de dutos de fibra de vidro, necessários é possível produzir esse tipo de junta de duto para dutos de fibra de vidro. Exemplo 3

[0054] Um diagrama em seção transversal de uma junta injetada é ilustrado na FIG. 4. A junta inclui uma extremidade de duto macho (espiga) (22) e fêmea (bolsa ou encaixe) (21). A parte de bolsa (3) tem uma superfície de união interna (151) que inclui ranhuras e a parte macho (12) tem uma superfície de união externa (152) que inclui sulcos. A junta é montada pressionando o macho (12) no encaixe, o que também é chamado de “encaixe sob pressão” (183). Quando a junta é montada, as superfícies de união (151, 152) da parte macho (12) e da parte de bolsa (3) formam uma cavidade (16) na qual um composto de união (10) é injetado e deixado curar para formar a junta mecânica injetada.

[0055] O encaixe por pressão (183) é um aspecto particular desse projeto, quando comparado às juntas de duto roscadas, tais como as juntas roscadas API 5B que necessitam de grandes torques para montagem. Embora os torques necessários para as juntas rosqueadas API 5B possam ser geradas manualmente para diâmetros menores, para diâmetros de mais de 8", é necessário um equipamento hidráulico pesado. Esse equipamento pode ser difícil de manusear em uma trincheira, e, dessa forma, o design de junta de duto roscada nem sempre é apropriado ou viável. Em contrapartida, tal design de encaixe por pressão (183) não requer que o duto seja girado durante a montagem, tampouco requer o uso de equipamentos ou maquinários pesados, por exemplo, alicates hidráulicos, para montar a junta de duto de fibra de vidro. Sendo assim, pelo menos essa etapa de encaixe sob pressão atinge uma economia em termos de custo e tempo.

[0056] O elemento de vedação da junta pode incluir um anel de vedação de borracha, ou um adesivo estrutural (132). A borracha pode ser feita de uma grande variedade de compostos, incluindo, por exemplo, NBR, EPDM, Viton, Silicone, etc. A seleção do composto tipicamente depende do meio transportado e da temperatura de aplicação. Também é contemplado dentro do escopo da presente matéria que nenhum anel em “O” seja usado na união do duto de fibra de vidro e que o composto de união (10) forma a vedação.

[0057] Se um vedante adesivo for usado, o material é aplicado à área aplicável no encaixe (151) e no macho (12, 152) antes da montagem da junta. Durante a montagem da junta, as superfícies correspondentes (151, 152) irão comprimir, espalhar e compactar o adesivo para formar uma vedação de estanqueidade total. O adesivo pode incluir qualquer um ou uma combinação de muitos materiais, incluindo, sem limitação, epóxi, éster vinílico, poliéster, poliuretano, acrilato de metila ou adesivo à base de silicone. Outros tipos de adesivos também podem ser usados, contanto que sejam qualificados por teste. Também é contemplada dentro do escopo da presente matéria uma combinação de um anel em “O” e um adesivo formando a vedação estanque.

[0058] Tiras de junta ou guinchos manuais catracados são tipicamente usados para manter as juntas unidas e mantê-las na posição. Caso seja usado adesivo como vedante, será necessária uma certa quantidade de tempo para curar; o período de tempo real depende do tipo de vedante usado. Enquanto o adesivo está curando, a área onde a parte macho (12) se projeta a partir do encaixe, vedação de pressão (131), também precisa ser vedada para criar uma câmara hermética. O vedante usado para a vedação de pressão (131) pode ser o mesmo que o adesivo usado para a frente da parte macho (12), ou um material vedante alternativo ou qualquer outro tipo de vedação ou gaxeta (por exemplo, anel em “O” de borracha) capaz de manter a pressão e/ou o vácuo durante o processo de injeção (8).

[0059] Após o vedante e os materiais adesivos terem se consolidado, a câmara é pressurizada com pressão de ar de 0,8 a 1 bar para verificar quanto à existência de quaisquer vazamentos na vedação. Se a pressão não puder ser mantida, então esta é uma indicação de que há um vazamento. Neste caso, a área de vedação de pressão é verificada e vedada novamente. Se isso não resolver o problema, a vedação na frente da parte macho (12) provavelmente não é hermética e a junta precisa ser separada novamente, e o processo é reiniciado.

[0060] Após a vedação de pressão (131) se manter, a junta está pronta para injeção. O composto de união injetado pode compreender uma mistura de resina epóxi, endurecedor e material de reforço. Para o exemplo não-limitante, pode-se usar resina epóxi bisfenol-A (BPA), endurecedor IPD e material de reforço de vidro laminado. Uma possível composição de mistura compreende 100 partes (em peso) de resina epóxi bisenol-A (BPA), 24 partes de endurecedor IPD (o agente de cura Epóxid IPD Evonik Degussa VESTAMIN® pode ser usado, dentre outros) e 31 partes de material de reforço de vidro laminado. Embora tenha sido verificado que essa mistura é capaz de fornecer a resistência necessária, outras misturas também podem produzir a resistência necessária. A mistura é produzida pela mistura gradual do vidro laminado na resina epóxi bisfenol-A até que os componentes estejam completamente misturados. Finalmente, o endurecedor IPD é adicionado à mistura.

[0061] A mistura é pressionada na junta criando um diferencial de pressão no espaço anular ou cavidade da junta de injeção (16), como mostra a FIG. 5. O diferencial de pressão move o material injetável curável (10) a partir de seu recipiente (9) para o fundo da junta injetada. A gravidade assegura que a mistura preencha a metade inferior da junta primeiro e que a mistura então suba gradualmente até o topo da junta, em direção à mangueira de saída (4). A assistência a vácuo (8), que pode ser opcionalmente usada, também assegura que não haja aprisionamento de ar no espaço anular e assegura que o espaço anular seja completamente preenchido com a mistura de injeção. No ponto em que a mistura flui para a mangueira de saída (4), a junta é preenchida, e a mangueira de entrada (6) é removida para impedir que a mistura flua para fora da junta. Então, a mangueira de saída (4)é cortada ou removida da câmara de diferencial de pressão (14) e a mistura de resina injetada (10) é deixada curar. Em uma concretização, o processo de cura pode ser acelerado mediante a aplicação de calor através de uma manta de aquecimento em volta da junta. Outra maneira de curar a mistura de resina injetada (10) consiste em aplicar uma corrente através de um fio de resistência aplicado em uma das superfícies correspondentes na junta. A corrente irá aquecer o fio e o material circundante, dessa forma curando a mistura de injeção. Tipicamente, a junta é totalmente curada e tem sua resistência mecânica duas a três horas após a injeção.

[0062] Um benefício do encaixe sob pressão (131) é que várias juntas podem ser montadas em uma “ação" ou “rodada”, uma vez que elas são mantidas no local por guinchos manuais catracados e tiras. Uma vez montadas, o processo de injeção pode ser feito junta por junta, após o que o ciclo de cura pode iniciar. Dessa maneira, obtêm-se velocidades de instalação relativamente altas, particularmente quando comparado a juntas de duto de aço que precisam ser soldadas. Certamente, o tempo de instalação é menor do que o necessário para juntas de duto de aço soldadas dimensionadas de forma semelhante, e geralmente é muito mais rápido. Adicionalmente, para a junta injetada, não há a necessidade de aguardar até que a junta de injeção seja totalmente curada antes de instalar o próximo duto. Assim, os métodos e sistemas descritos podem ser alcançados rapidamente. Exemplo 4

[0063] Um exemplo de procedimento passo-a-passo para injeção de junta mecânica injetada inclui o seguinte:

[0064] 1) Antes de iniciar as atividades de injeção, encaixar a seco a parte macho (12) e o acoplador (11) (sem um anel em “O” na parte macho) para assegurar a montagem correta.

[0065] 2) Marcar os orifícios de injeção de entrada (19) e saída (14) no encaixe de tal maneira que eles estejam em torno de 45° a 180° separados um do outro e também de modo que um orifício esteja no começo dos sulcos (14) e o outro orifício esteja no final dos sulcos (19), como mostra a FIG. 6. Quaisquer tolerâncias para a colocação dos orifícios não precisam ser limitantes, e a colocação do orifício de entrada pode ser em várias posições. O orifício de saída (14) pode estar na maior posição possível para assegurar que a junta preencha completamente.

[0066] 3) Perfurar os orifícios de injeção de entrada (19) e saída (14). Uma broca de 5 mm pode ser usada inicialmente, seguido de uma broca de 10 mm. Se a perfuração for realizada diretamente com a broca de 10 mm, a chance de danificar o diâmetro interno (ID) do encaixe é maior. Se uma broca de 5 mm não estiver disponível, então brocas de 4 mm ou 6 mm ou de outro diâmetro similar podem ser usadas.

[0067] 4) Após a perfuração, limpar o orifício perfurado (14, 19) a partir do diâmetro interno do encaixe usando meios adequados, de modo que não haja fibra soltas ou restrições presentes. Meios adequados incluem, sem limitação, esmeril ou lixa. Por exemplo, uma lixa de esmeril áspera pode ser usada para remover a maioria das fibras e para tornar a superfície lisa. Uma segunda lixa de esmeril mais fina pode então ser usada para aplainar ainda mais a superfície Quaisquer combinações e tipos de lixa de esmeril ou outros métodos de limpeza ou aplainamento podem ser usados, juntamente com bom senso e acabamento satisfatório para produzir um orifício limpo adequado para processos adicionais.

[0068] 5) Roscar o orifício perfurado (14, 19) a um conjunto de macho de Rosca Cônica NPR (National Pipe Thread) de 6,35 mm (M") a 9,53 mm (V'). Outros conjuntos de rosca ou machos de rosca podem ser usados, contanto que uma vedação hermética seja alcançada. A relação entre o conjunto de rosca e o tamanho do orifício perfurado pode ser similar à de outras configurações de aço, fibra de vidro ou de outros dutos.

[0069] 6) Limpar as conexões de injeção de entrada (19) e saída (14) usando gás comprimido.

[0070] 7) Montar o anel em “O” na parte macho (12) e aplicar lubrificação no topo do anel em “O”, bem como na área de assentamento do encaixe. O anel em “O” pode ser feito de borracha ou outro material adequado, compatível com o material para fluir através do duto. Para aplicações em água, pode-se preferir o composto de borracha EPDM. A colocação do anel em “O” pode ser na frente da parte macho, mas pode variar, dependendo das dimensões internas e externas e do design dos dutos a serem encaixados, bem como do tamanho do anel em “O”.

[0071] 8) Montar a junta e imobilizá-la para evitar quaisquer movimentos usando correias de amarração de carga ou guinchos manuais catracados adequados. Outras restrições adequadas podem ser usadas, de modo que a junta possa ser mantida junta e firme, mas de uma forma que não impeça os orifícios de injeção (14, 19).

[0072] 9) Aplicar silicone ou qualquer outro vedante adequado na borda externa da junta entre a parte macho (12) e o encaixe. Outros vedantes adequados incluem outros vedantes à base de silicone, vedantes à base de poliéster, composto de vedação de poliéster, etc., incluindo muitos compostos comercialmente disponíveis. Deixar o vedante curar.

[0073] 10) Aplicar fita Teflon ou outra fita adequada em um encaixe de cauda de M" a ^" e conectá-lo aos orifícios de injeção de entrada (19) e saída (14). Outras fitas e materiais de encaixe de cauda podem ser usados, particularmente se considerado o custo ou a disponibilidade dos materiais, contanto que uma conexão hermética seja alcançada.

[0074] 11) Cortar comprimentos adequados da mangueira flexível para realizar conexões apropriadas a partir do orifício de entrada (19) até o recipiente (9) de material de injeção (10) e da saída (14) para a câmara de diferencial de pressão (8). Em um exemplo, pode-se usar polietileno ou tubo de náilon de diâmetro de M" ou 7/16" polegadas, embora outros materiais e dimensões também sejam apropriados, e novamente, podem ser escolhidos com considerações de custo e disponibilidade de materiais. Um pouco de folga deve ser fornecido pelo segmento de mangueira ou tubulação, como sugerido pelas figuras.

[0075] 12) Duas conexões devem ser preparadas na câmara de diferencial de pressão (8). Uma conexão é para a entrada até o encaixe a partir da câmara de diferencial de pressão (8), e uma segunda conexão é para a mangueira de pressão (4) . O tamanho das conexões é de ^". Uma configuração ilustrativa das conexões completadas em uma junta com um duto acoplador é ilustrada na FIG. 7. As considerações para essas conexões podem ser similares à da etapa 11.

[0076] 13) Antes de realizar a injeção, a vedação de pressão (131) da junta é verificada. Isso é realizado conectando-se a linha de vácuo / alimentação de gás comprimido à junta, criando assim um diferencial de pressão com o ar externo. A junta é deixada com o diferencial de pressão por 10 minutos. Se houver qualquer queda na pressão/vácuo, a junta é verificada quanto a vazamentos. Deve-se observar que a injeção não pode ser realizada se houver um vazamento. O vazamento geralmente irá ocorrer devido a um anel em “O” danificado, ou devido a vazamentos no vedante. Se houver vazamento, a camada de vedante de silicone é vedada novamente. Se isso não resolver o problema, então o anel em “O” provavelmente não está vedando e a(s) junta(s) deve(m) ser desmontada(s) e verificada(s) antes de remontagem usando as etapas 1 a 13, conforme apropriado.

[0077] 14) após a junta passar no teste de pressão/vácuo, o material de injeção (10) é preparado.

[0078] Neste exemplo não-limitante, o material de injeção (10) compreende 100 partes de resina epóxi, 24 partes de mistura IPD e 31 partes de fibra de vidro laminado. Para assegurar que os materiais sejam bem misturados, o vidro laminado pode ser adicionado em pequenas quantidades, como um punhado de cada vez, à resina epóxi e bem misturado até que toda a quantidade de vidro laminado seja misturada completamente com a resina. Então, o IPD pode ser adicionado e a mistura é novamente misturada. Qualquer dispositivo de mistura pode ser usado, incluindo misturadores industriais ou mais rudimentares, por exemplo, uma hélice conectada a uma furadeira, uma pequena vareta, etc.

[0079] 5) Após o material de injeção (10) sair através da linha de injeção de saída, parar o fluxo de material de injeção (10), e fechar a válvula de saída de injeção. Remover a conexão de mangueira de saída (6) e amarrar as conexões de mangueira de saída juntas, como ilustrado na FIG. 8. Por exemplo, uma fita pode ser usada para fixar as mangueiras na posição.

[0080] 16) Após a injeção ser curada à temperatura ambiente, remover as conexões de injeção de entrada e saída da junta e realizar a pós-cura da junta. O tempo de cura pode ser afetado por vários fatores, e pode, por exemplo, levar duas a três horas usando uma manta de aquecimento. A junta também pode ser pós-curada usando uma manta de aquecimento ou outro mecanismo adequado, e a restrição removida após a pós-cura.

[0081] Nos exemplos acima, o orifício de saída (14) é posicionado no topo dos dutos de encaixe por pressão e o furo de entrada (19) está de 45° a 180° separado do orifício de saída (14). No entanto, os orifícios (14, 19) podem ser posicionados em diversas configurações alternativas. Por exemplo, o orifício de entrada (19) ou injeção pode ser posicionado no topo dos dutos de encaixe por pressão, enquanto o orifício de saída (14) é posicionado na parte inferior dos dutos de encaixe por pressão. Em outras configurações, pode ser desejado que tanto o orifício de entrada (19) ou injeção quanto o orifício de saída (14) sejam posicionados no topo ou na parte inferior dos dutos de encaixe por pressão. Além do mais, dependendo do diâmetro do duto, múltiplos orifícios de entrada (19) e/ou saída (14) poderiam ser usados. Sendo assim, a colocação, o número de orifícios e as etapas procedimentais adicionais necessárias para obter as várias configurações possíveis dos furos perfurados podem variar. Exemplo 5

[0082] A FIG. 9 é uma vista em seção transversal de uma junção mecânica ilustrativa injetada para aplicações de alta pressão. Um primeiro duto (21) tendo uma “Extremidade de caixa” de recepção, uma parte de bolsa ou encaixe (fêmea), e um segundo duto (22) tendo uma “extremidade de pino” correspondente ou parte de espiga (macho) (12) são encaixados juntos por pressão (183). A vedação entre os dutos (21, 22) é realizada por um anel em “O” ou por um adesivo (132), por exemplo, epóxi, poliéster, éster vinílico, acrilato de metila, etc., adesivos, entre outros. Os orifícios (14, 19) são pré-perfurados no primeiro duto para possibilitar uma infusão ou injeção a vácuo “IN” (19) e uma infusão ou injeção a vácuo “OUT” (14). Como visto na FIG. 9, o valor “DN” é dado pelo diâmetro interno do segundo duto. Exemplo 6

[0083] A FIG. 10 ilustra etapas em um processo de fabricação e união ilustrativo para obter um duto de fibra de vidro DN300 PN160 com uma junta mecânica injetada integral. Essas etapas incluem: enrolamentos em equipamento (181) de produção convencionais para criar uma forma de duto geral, usinagem (182) de bolsa interna para criar a forma da bolsa interna, uma espiga (parte macho) (12) acabada, acoplamento do duto alargado à espiga por meio do conjunto de encaixe por pressão (183) e sem maquinário pesado, injeção da junta por vácuo e gravidade (81), e teste final. Observa- se que, no caso da injeção assistida por vácuo empregada, o vácuo (8) é usado para remover o ar das cavidades e sugar a mistura de resina ou composto de união (10) para as cavidades. Então, uma vez que a resina esteja dentro das cavidades, a gravidade puxa a mistura de resina ou composto de união (10) para o menor ponto das cavidades de modo que a mistura ou o composto (10) injetados de cima para baixo preencham a cavidade completamente. O teste é realizado com pressões internas conforme descrito em padrões internacionais, tal como ASTM D1598, ASTM D1599, API 15 HR, API 15 LR, e ISO 14692, dentre outros. Exemplo 7

[0084] A FIG. 11 ilustra etapas em um processo de fabricação e união ilustrativo para obter um duto de fibra de vidro DN600 PN80 com uma junta mecânica injetada no acoplador. Nesta configuração, dois dutos (21, 22), cada um tendo uma espiga (parte macho) (12), são usinados (182), para se acoplarem a um acoplador moldado correspondente. Novamente, o conjunto de encaixe por pressão (183) é usado, não exigindo um maquinário pesado, antes da injeção a vácuo (81) para resultar em dutos acoplados e unidos de maneira segura. Pode-se observar que esse conjunto pode resultar na duplicação do número de anéis em “O” e/ou das posições de adesivo das outras configurações, e por essa razão, pode não ser preferido para certas aplicações. Uma pluralidade maior de furos perfurados pode ser contemplada nesta configuração, para aumentar o fluxo de composto de união entre os dutos e o acoplador (11).

[0085] Especificações possíveis dos dutos de fibra de vidro que podem ser unidos resultantes dos sistemas e métodos descritos incluem, sem limitação, um diâmetro de 100 a 1000 mm, pressão de 20 a 5 Mpa (200 a 50 bar), e a capacidade de resistir a temperaturas de até cerca de 95oC. Outros tipos de componentes de fibra de vidro passíveis de união incluem duto mais junta, acoplador, flange, cotovelo e uniões em “T”. Diâmetros maiores do que DN1000 ou 1000 mm e temperaturas maiores do que 95oC também são plausíveis com os sistemas e métodos descritos.

[0086] Teste de Junta Injetada

[0087] Uma abordagem padronizada para verificação e teste de qualificação para projetos de Alta Pressão de junta injetada pode ser utilizada com a presente matéria. Essa abordagem é derivada dos requisitos de teste gerais conforme delineado nos padrões internacionais listados na Tabela 3, por exemplo, ASTM D1598 e ASTM D1599.

[0088] Sendo assim, os testes de verificação fazem uso de métodos de teste não-padronizados que têm por objetivo gerar o máximo de informações possíveis a partir de um número limitado de testes. Geralmente, os resultados do teste de verificação visam estimar se o produto será capaz de satisfazer às condições necessárias para o teste de qualificação. Entretanto, os testes de qualificação visam gerar dados de teste de qualificação que podem ser usados dentro de projetos comerciais em um estágio posterior.

[0089] Tanto os estágios de teste de verificação quanto de qualificação são descritos em mais detalhes abaixo. Para cada teste, o anel em “O” compreendia borracha NBR ou borracha EPDM. Além disso, para cada teste, o composto de união injetado compreendia uma mistura de resina epóxi, endurecedor e material de reforço, em particular, o composto de união injetado compreendia 100 partes (em peso) de resina epóxi bisfenol-A (BPA), 24 partes de endurecedor IPD (o agente de cura Evonik Degussa VESTAMIN® IPD Epoxy pode ser usado, dentre outros) e 31 partes de material de reforço de vidro laminado. Teste de Verificação

[0090] Os seguintes procedimentos de teste de verificação não-padrão são usados para qualificação da Pressão Elevada: A) Teste de Rompimento Gradual; e B) Teste de Sobrevivência de 100 horas. Para ambos os procedimentos, os testes são geralmente executados à temperatura ambiente, mas eles também podem ser executados a uma temperatura elevada. Exemplos de Procedimento de Teste de Rompimento Gradual

[0091] 1) Montar o carretel e assegurar que as medidas de segurança adequadas estejam em vigor.

[0092] 2) Preencher o carretel com água e assegurar que todo o ar seja removido do carretel e conectar o equipamento de bombeamento.

[0093] 3) Pressurizar o carretel até a pressão de projeto (PN), do carretel de teste em 102 KPa (bar), a uma taxa constante, que pode ser tipicamente de PN/10 a PN/5 *102 KPa/min (bars/min).

[0094] 4) Após o carretel ser pressurizado, manter a pressão de teste constante por 5 minutos.

[0095] 5) Após 5 minutos, aumentar a pressão em 0,5*PN à mesma taxa constante como discutido na etapa 3).

[0096] 6) Repetir as etapas 4) e 5) até que ocorra falha.

[0097] 7) Registrar a pressão de falha.

[0098] 8) Registrar o modo de falha.

[0099] Os resultados do Teste de Ruptura Gradual são geralmente usados como uma primeira estimativa quando a se o carretel é capaz de resistir às condições de teste necessárias nos testes de qualificação. A meta para a pressão de teste de Rompimento Gradual é tipicamente um mínimo de 3*PN. Exemplo de Procedimento de Teste de Sobrevivência por 100 Horas

[00100] 1) Montar o carretel e assegurar que as medidas de segurança adequadas estejam em vigor.

[00101] 2) Preencher o carretel com água e assegurar que todo o ar seja removido do carretel e conectar o equipamento de bombeamento.

[00102] 3) Pressurizar o carretel até a pressão de projeto (PN) a uma taxa constante.

[00103] 4) Após o carretel ser pressurizado à PN, manter a pressão constante por 5 minutos.

[00104] 5) Após 5 minutos, aumentar a pressão até 1,5XPN à mesma taxa constante.

[00105] 6) Manter a pressão constante por 5 minutos.

[00106] 7) Após os 5 minutos, aumentar a pressão até 2,1xPN à mesma taxa constante.

[00107] 8) Manter essa pressão de teste por 100 horas.

[00108] 9) Caso tenha êxito, aumentar a pressão em 0,2xPN

[00109] 10) Repetir as etapas 8) e 9) até que ocorra falha.

[00110] 11) Registrar a pressão de falha e o tempo até a falha.

[00111] 12) Registrar o modo de falha.

[00112] Os resultados do Teste de Sobrevivência de 100 horas são geralmente usados como para estimar se o carretel é capaz de resistir às condições de teste necessárias nos testes de qualificação. A meta para a pressão de teste de 100 horas é tipicamente um mínimo de 2,3xPN. Teste de Qualificação

[00113] Para qualificação de juntas de Alta Pressão, o teste de sobrevivência de 1.000 horas com ASTM D1598 é executado. A temperatura de teste é a temperatura de design do projeto e a pressão de teste foi padronizada para 2,1XPN. Para padronizar, o teste é geralmente realizado a 65oC ou a 95oC, uma vez que essas temperaturas de teste abrangem a maioria das necessidades dos clientes. Na realidade, as pressões de teste de 1.000 horas irão flutuar dependendo do cliente, da especificação e/ou das exigências do projeto. Para projetos de desenvolvimento, a pressão de teste foi padronizada a 2,1XPN, uma vez que abrange a maioria das necessidades do cliente. Exemplo de Procedimento de Teste de Sobrevivência por 1.000 Horas

[00114] 1) Montar o carretel e assegurar que as medidas de segurança adequadas estejam em vigor.

[00115] 2) Preencher o carretel com água e assegurar que todo o ar seja removido do carretel e conectar o equipamento de bombeamento.

[00116] 3) Deixar o carretel estabilizar-se à temperatura de teste por 24-48 horas.

[00117] 4) Pressurizar o carretel até a pressão de projeto (PN) a uma taxa constante.

[00118] 5) Após o carretel ser pressurizado, manter a pressão constante por 5 minutos.

[00119] 6) Após 5 minutos, aumentar a pressão até 1,5XPN à mesma taxa constante.

[00120] 7) Após o carretel ser pressurizado, manter a pressão constante por 5 minutos.

[00121] 8) Após 5 minutos, aumentar a pressão até 2,1xPN à mesma taxa constante.

[00122] 9) Manter essa pressão de teste por 1.000 horas.

[00123] 10) Caso tenha êxito, aumentar a pressão em 0,2XPN.

[00124] 11) Repetir as etapas 9) e 10) até que ocorra falha.

[00125] 12) Registrar a pressão de falha e o tempo até a falha.

[00126] 13) Registrar o modo de falha.

[00127] Nos exemplos de procedimento de teste anteriores, utiliza-se água por ser tipicamente um meio fluido prontamente acessível, embora também seja um meio agressivo para o duto de fibra de vidro. No entanto, outros meios fluidos são contemplados e podem ser usados em vez de, ou em adição à água. Resultados do Teste de Junta Injetada

[00128] Até o momento, o desenvolvimento da junta injetada passou com êxito no estágio de teste de verificação; o estágio de teste de qualificação permanece em andamento. Alguns dos resultados obtidos até o momento são realçados nas Tabelas 8 e 9. Tabela 8: Teste de verificação

Tabela 9: Teste de qualificação

[00129] O que foi descrito acima inclui exemplos de uma ou mais concretizações. Naturalmente, não é possível descrever todas as combinações possíveis dos componentes ou metodologias para fins de descrição das concretizações mencionadas acima, mas os versados na técnica serão capazes de reconhecer diversas outras combinações e alterações possíveis das várias concretizações. Logo, as concretizações descritas pretendem abranger todas as alterações, modificações e variações que se enquadram na essência e no âmbito das reivindicações anexas. Além do mais, na medida em que o termo "inclui" é usado, tanto na descrição detalhada como nas reivindicações, tal termo pretende ser inclusivo de forma semelhante ao termo "compreendendo", uma vez que "compreendendo" é interpretado, quando empregado, como uma palavra de transição em uma reivindicação.

[00130] Deve-se entender que diversas alterações adicionais nos detalhes, materiais e disposição das partes descritas e ilustradas no presente documento a fim de explicar a natureza da presente matéria, podem ser efetuadas pelos versados na técnica dentro dos princípios e escopo da presente matéria, conforme expresso nas reivindicações seguintes.

Claims

1. Sistema de união de duto de fibra de vidro termocurada reforçada (RTR), contendo um primeiro duto (22) com uma primeira superfície de união (152) que compreende ranhuras, um segundo duto (21) com uma segunda superfície de união (151) que compreende ranhuras, e uma cavidade (16) entre a primeira superfície de união (152) e a segunda superfície de união (151), a cavidade (16) formada com o encaixe contendo um material injetável (10), CARACTERIZADO por compreender: um primeiro duto (22) RTR tendo uma primeira parte de encaixe do tipo macho (12), a parte de encaixe do tipo macho (12) incluindo uma primeira superfície de união (152), em que uma porção da primeira superfície de união (152) compreende ranhuras externas; um segundo duto (21) RTR tendo uma parte de encaixe formada para receber a primeira parte de encaixe do tipo macho (12), a parte de encaixe tendo uma segunda superfície de união (151), em que uma porção da segunda superfície de união (151) compreende ranhuras externas; um acoplador (11) tendo uma primeira porção de soquete em uma primeira extremidade e uma segunda porção de soquete em uma segunda extremidade, em que uma porção da primeira extremidade e da segunda extremidade compreende ranhuras internas, em que a espessura de parede do acoplador (11) aumenta de cada uma das extremidades para a porção central, tendo uma espessura máxima de parede; uma primeira cavidade (16) entre a porção da primeira superfície de união e a segunda superfície do soquete, a primeira cavidade (16) formada quando a primeira parte de encaixe do tipo macho (12) é encaixada por pressão (183) na primeira parte da porção do soquete e encosta na superfície de união interna da primeira porção do soquete do acoplador (11); uma segunda cavidade (16) entre uma porção da segunda superfície de união (151) e a segunda porção do soquete, a segunda cavidade (16) formada quando a segunda porção do encaixe do tipo macho (12) é encaixada por pressão (183) na segunda porção do soquete e encosta na superfície de união interna da segunda porção de encaixe do acoplador (11); um material injetável/curável (10) localizado na primeira e na segunda cavidade (16); um fio de resistência aplicado a pelo menos uma dentre a primeira superfície de união (152) e a segunda superfície de união (151), em que a primeira superfície de união (152) e a segunda superfície de união (151) são superfícies coincidentes.

2. Sistema de união, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender um primeiro elemento de vedação (132) formando uma vedação entre o primeiro duto (22) e o segundo duto (21).

3. Sistema de união, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o material injetável/curável (10) é injetado em um orifício em uma parte inferior (19) da porção do soquete do segundo duto (21), preenchendo assim a cavidade formada pela primeira superfície de união (152) e pela segunda superfície de união (151).

4. Sistema de união, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as ranhuras internas da superfície de junção interna da primeira porção de encaixe do tipo macho (12) se alinham com as ranhuras externas da superfície de junção externa da primeira porção do acoplador (11) para formar a primeira cavidade (16) que se estende entre a primeira superfície de junção e a segunda superfície de junção; e em que as ranhuras internas da superfície de junção interna da segunda porção de encaixe do tipo macho (12) se alinham com as ranhuras externas da superfície de junção externa da segunda porção do acoplador (11) para formar a segunda cavidade (16) que se estende entre a primeira superfície de junção e a segunda superfície de junção.