BR112016001953B1 - tira de reforço, e, processos de reparo de uma porção degradada de uma canalização, de detecção de uma luva e de detecção de um aumento de diâmetro - Google Patents
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Abstract
TIRA DE REFORÇO, E PROCESSOS DE REPARO DE UMA PORÇÃO DEGRADADA DE UMA CANALIZAÇÃO, DE DETECÇÃO DE UMA LUVA E DE DETECÇÃO DE UM AUMENTO DE DIÂMETRO. Tira de reforço (20) adaptada para 0 reparo de uma canalização de transporte de fluido (10) no curso da qual a tira é enrolada sob tração em torno da porção da canalização onde o reparo deve ter lugar ao mesmo tempo em que uma resina de reticulação é aplicada sobre a tira de modo a constituir uma luva em torno da porção a ser reparada.A tira de reforço compreende pelo menos um fio metálico integrado, as propriedades elétricas do fio sendo utilizadas para as operações compreendendo a reticulação da resina, a detecção da porção da canalização comportando a luva ou a detecção das porções reparadas da canalização tendo sofrido um aumento de diâmetro devido a um afinamento da parede da canalização.
Description
[001] A presente invenção trata do reparo de canalizações utilizadas para o transporte de fluido tal como o petróleo e trata em particular de uma tira de reforço melhorada para o reparo das canalizações de transporte de fluidos.
[002] O reparo de uma canalização de transporte de fluido tal como uma tubulação para encaminhar petróleo, quando ela apresenta uma degradação, comporta sempre a instalação de uma tira de reforço em tomo da parte da canalização que é degradada. Esta tira de reforço é geralmente de material flexível apresentando muito boas propriedades mecânicas de tração tal como uma grande resistência à ruptura. Um tal material é de preferência o Kevlar (marca depositada) da família das aramidas ou a fibra de vidro.
[003] Com referência à figura 1, uma parte da canalização 10 cujas paredes 12 são geralmente de aço comporta uma porção degradada 14 na sua periferia. Para o reparo, começa-se por obstruir a parte degradada por meio de uma resina polimérica. Depois disso, instala-se uma luva 16 que recobre a parte degradada. Uma tal luva é constituída de uma tira de reforço circundando a canalização e recoberta de uma resina de reticulação à medida que se enrola a tira de reforço.
[004] Uma luva 16 pode igualmente ser instalada sobre a parte de uma canalização 10 comportando um adelgaçamento 18 resultante de uma degradação no interior da canalização como representado na figura 2.
[005] A figura 3 mostra como é instalada a tira de reforço. O começo da tira 20 é inicialmente fixado sobre a canalização por qualquer meio apropriado. Depois disso a tira de reforço é enrolada sob tração em tomo da canalização recobrindo a cada enrolamento uma parte do enrolamento precedente, em geral a metade da largura da tira de reforço.
[006] Infelizmente, a maioria das canalizações que servem ao transporte de petróleo em particular é enterrada no solo e isto apresenta numerosos inconvenientes.
[007] Assim, se a canalização atravessa um terreno submetido a de baixas temperaturas no inverno, a aplicação da resina de reticulação não é facilitada na medida em que a polimerização permitindo à resina ter de boas características de aderência, químicas e mecânicas só pode se produzir corretamente a uma temperatura suficiente de pelo menos 10°C.
[008] Para remediar este problema, o costume é recobrir a canalização de uma cobertura aquecedora depois da colocação da tira impregnada dos ingredientes da resina de modo a disparar a polimerização. Neste caso o calor vem do exterior para o interior, e isto fazendo uma fina camada de condensação ser criada na interface entre a canalização e a primeira camada de tira impregnada. Resulta daí uma má aderência que prejudica a eficácia mecânica e química do reparo e que, além disso, produz uma camada de ferrugem devido à má
[009] Por outro lado, de modo a verificar o bom funcionamento e o estado da canalização a intervalos regulares, por exemplo a cada 3 anos, inspeciona-se o interior da canalização por meio de uma ferramenta chamada raspador instrumentado que se desloca no interior da canalização.
[0010] Porém, quando a canalização tendo sido reparada é enterrada, não se conhece o local do reparo. Quando o raspador instrumentado se encontra normal à parte reparada, ele indica que há degradação da parede, mas que ela não está é em condições de detectar que houve reparo. Em consequência, o raspador instrumentado indica que será necessário efetuar um reparo depois de ter desenterrado a canalização, o que representa uma operação inútil e muito cara.
[0011] Por fim, quando houve degradação da canalização, exteriormente ou interiormente, o adelgaçamento da parte degradada evoluindo no tempo acarreta um aumento do diâmetro interior da canalização, isto a despeito de que um reparo por instalação de uma luva foi efetuado. Este aumento do adelgaçamento pode se revelar muito perigoso devido ao fato de que a parede da canalização pode se fissurar se o diâmetro atinge um valor demasiadamente grande sem que uma nova luva seja instalada neste local.
[0012] Esta é a razão pela qual a finalidade da invenção é a de fornecer uma tira de reforço para o reparo das canalizações de transporte de fluidos que permite efetuar facilmente operações tais como a instalação de uma luva, a detecção da parte da canalização comportando a luva ou a detecção das partes da canalização tendo sofrido um aumento de diâmetro devido a um adelgaçamento da parede da canalização.
[0013] O objeto principal da 1 invenção é, pois, uma tira de reforço adaptada para o reparo de uma canalização de transporte de fluido no curso da qual a tira é enrolada sob tração em tomo da porção da canalização onde o reparo deve ter lugar ao mesmo tempo que uma resina de reticulação é aplicada sobre a tira de modo a constituir uma luva em tomo da porção a reparar. A tira de reforço compreende pelo menos um fio metálico integrado no sentido longitudinal da tira, as propriedades elétricas do fio sendo utilizadas para as operações compreendendo a reticulação da resina, a detecção da porção da canalização comportando a luva ou a detecção das porções reparadas da canalização tendo sofrido um aumento de diâmetro devido a um adelgaçamento da parede.
[0014] Um outro objeto da invenção é um processo de reparação de uma porção degradada de uma canalização no qual uma luva instalada sobre a porção compreende uma tira de reforço mencionada acima compreendendo a colocação sob tensão do fio metálico integrado na tira de maneira a produzir um aumento de temperatura por efeito joule para atingir uma temperatura mínima, por exemplo 10°C, necessária para disparar a polimerização da resina de à reticulação aplicada sobre a tira.
[0015] Um outro objeto da invenção é um processo de detecção de uma luva instalada sobre uma porção degradada de uma canalização e compreendendo uma tira de reforço mencionada acima no qual um raspador instrumentado é deslocado no interior da canalização e transmite um campo magnético, o que permite registrar uma modificação do campo magnético devido à presença do fio metálico integrado na tira de maneira a detectar a luva e a porção reparada da canalização.
[0016] Um outro objeto da invenção é um processo de detecção de um aumento do diâmetro devido a um adelgaçamento da parede de uma porção degradada de uma canalização comportando uma luva compreendendo uma tira de reforço mencionada acima no qual uma tensão é aplicada entre as extremidades do fio metálico integrado na tira de maneira a medir a resistividade do fio cuja variação é função do aumento de diâmetro da canalização.
[0017] As finalidades, objetos e características da invenção vão aparecer mais claramente pela leitura da descrição que se segue dada com referência aos desenhos nos quais: a figura 1 representa uma parte exterior degradada de uma canalização sobre a qual se efetuou um reparo por instalação de uma luva, a figura 2 representa uma parte interior degradada de uma canalização sobre a qual se efetuou um reparo por instalação de uma luva, a figura 3 representa a colocação no lugar de uma tira de reforço sobre a parte degradada de uma canalização, a figura 4 represente esquematicamente a tira de reforço com o fio metálico de acordo com a invenção, a figura 5 representa a parte da canalização sobre a qual foi instalada uma luva com as extremidades do fio metálico ultrapassando a luva.
[0018] As figuras 1 a 3 que tratam de uma canalização tendo uma porção degradada pela qual o reparo consiste em instalar uma luva já foram descritas no estado da técnica.
[0019] Com referência à figura 4, a tira de reforço 20 que pode ser formada de várias tiras de reforço colocadas topo a topo, é composta de um material flexível apresentando muito boas propriedades mecânicas de tração tal como o Kevlar, compreende um fio metálico 22, por exemplo de aço, integrado ao interior da tira 20 no sentido longitudinal da tira.
[0020] Deve-se notar que a tira de reforço poderia comportar vários fios metálicos. Neste caso, é preferível que os fios estejam todos situados de um mesmo lado da linha mediana 24 de maneira que não possa se produzir um curto-circuito se o fio 22 aflora da tira quando um enrolamento é recoberto em parte (a metade de preferência) pelo enrolamento seguinte (ver figura 3).
[0021] A canalização 10 com uma luva 16 comportando uma tira de reforço de acordo com a presente invenção é ilustrada sobre a figura 5. Como se vê sobre a figura, as extremidades 26 e 28 do fio metálico 22 ultrapassam a luva 16 de maneira a ser acessíveis na superfície do solo quando a canalização é enterrada.
[0022] Como já mencionado acima, muitas canalizações, e em particular as tubulações para o transporte de petróleo, são enterradas em terrenos onde no inverno a temperatura desce a abaixo de zero. Quando a luva é instalada, a tira de reforço é recoberta de uma resina a reticulação. Geralmente, esta resina comporta dois componentes que se polimerizam reticulando quando eles estão em contato com o ar. Porém, esta reticulação não se produz se a temperatura desce a abaixo de um valor mínimo, por exemplo 10°C.
[0023] Utilizando uma tira de reforço de acordo com a invenção, é possível remediar este inconveniente aplicando uma baixa tensão entre as duas extremidades 26 e 28 do fio metálico de modo a fazer passar uma corrente no fio metálico e provocar assim uma elevação de temperatura por efeito joule até atingir uma temperatura mínima de, por exemplo 10°C, para disparar a polimerização da resina.
[0024] Desde que o enrolamento sobre a canalização fria de uma primeira tira de reforço impregnada dos ingredientes da resina tenha sido efetuado, o operador a coloca sob tensão e pode continuar enrolando outras tiras sem se preocupar com a temperatura da canalização. Isto evita a criação de qualquer condensação.
[0025] Além disso uma vez o enrolamento termine, deixando sob tensão e protegendo a canalização de uma lona isotérmica, basta esperar que a boa e temperatura de polimerização seja atingida, o que pode se fazer graças a um indicador visual tal como uma etiqueta termossensível. Por causa disso, pode-se estar certo da perfeita polimerização do conjunto das camadas (que podem ir até 100, ou seja 50 mm de espessura).
[0026] Uma outra vantagem é a diminuição do tempo de espera antes de voltar à pressão, tempo de espera que é de 72 h e geral (tempo necessário para a estabilização da resina) que poderá assim ser encurtado para algumas horas, o que corresponde a notáveis ganhos ao nível do preço de custo.
[0027] Durante a colocação no lugar das tiras de reforço, uma tensão mecânica mínima da ordem de 6 kg, ou seja, a força aplicada por um homem, é necessária entre 2 tiras, sabendo-se que a natureza da tira não é elástica.
[0028] Graças à presença do fio (ou dos fios) integrado na tira, é possível ver de diferença entre uma tira enrolada molemente, ou seja, com uma tensão inferior a 6 kg e uma tira enrolada energicamente e assim verificar se o operador respeitou o procedimento de execução. Basta com efeito medir a resistividade ôhmica da tira antes e depois. Sua colocação no lugar e a diferença entre as duas medidas traduzem a tensão durante o enrolamento.
[0029] Deve-se notar que, para um reparo dado, calcula-se um número de camadas necessárias e assim um comprimento de tira que pode atingir uma centena de metros. Graças à resistividade do fio que se conhece, a medida da resistência indica o comprimento total de tira a aplicar.
[0030] Quando a canalização foi reparada, procede-se à inspeção da canalização por meio de um raspador instrumentado que se desloca no interior da canalização, o raspador instrumentado indica que há degradação da parede quando ele se encontra normal à parte reparada.
[0031] Graças ao fio metálico integrado na tira de reforço, o raspador instrumentado detecta a presença da luva. Com efeito, o raspador instrumentado compreende vários meios de medida dos quais um meio que mede o fluxo magnético de um ímã circulando na parede da canalização entre os dois polos do ímã. Devido aos enrolamentos da tira de reforço, o fio metálico integrado na tira de reforço forma uma bobina que modifica o fluxo magnético medido. Em consequência, é fácil detectar a presença de uma luva que indica que a canalização já foi reparada.
[0032] Como foi mencionado precedentemente, quando houve um reparo em sequência à a degradação da canalização, o adelgaçamento da parte degradada, mesmo depois do reparo, acarreta um aumento do diâmetro da canalização que pode se revelar muito perigoso devido ao fato de que a parede da canalização pode se fissurar se o diâmetro atinge um valor demasiadamente grande sem que uma nova luva seja instalada neste local. É, pois, necessário verificar, a intervalos regulares, que o diâmetro da canalização no local do reparo não aumentou demasiadamente para evitar uma fissuração irremediável.
[0033] Como a porção reparada da canalização comporta uma luva, um aumento do diâmetro da canalização tem para consequência um aumento do diâmetro da luva e assim do diâmetro das espiras formadas pelo fio metálico integrado na tira de reforço que se traduz por um aumento do comprimento do fio metálico por estiramento. Este aumento do comprimento do fio tem por efeito aumentar a resistividade do fio. Em consequência, para conhecer o eventual aumento do diâmetro da canalização, basta calcular a variação de resistividade do fio aplicando uma tensão entre as extremidades 26 e 28 do fio (ver figura 5) e medir a resistência do fio para conhecer sua resistividade.
Claims (6)
1. Tira de reforço (20) adaptada para o reparo de uma canalização de transporte de fluido (10), em que durante o reparo a dita tira é enrolada sob tração em tomo da porção (14) da canalização onde o reparo deve ter lugar ao mesmo tempo em que uma resina polimerizável é aplicada sobre a dita tira de modo a constituir uma luva (16) em tomo da dita porção da canalização; a dita tira de reforço compreendendo pelo menos um fio metálico integrado (22) no sentido longitudinal da tira, os fios sendo usados, quando tensão é aplicada a eles, para operações compreendendo a polimerização da resina, a detecção da dita porção da canalização compreendendo a luva ou a detecção das porções reparadas da canalização que sofreram um aumento de diâmetro devido a um afinamento da parede; a tira de reforço (20) sendo caracterizada pelo fato de que o fio ou fios são integrados em apenas uma metade da dita tira de maneira que, a cada enrolamento da tira em tomo da canalização, a metade compreendendo os fios seja sobreposta à metade do enrolamento precedente que não compreende fios, de modo que não possa haver curto-circuito entre as porções de fios dos enrolamentos consecutivos.
2. Processo de reparo de uma porção degradada de uma canalização (10) no qual uma luva (16) instalada sobre a dita porção compreende uma tira de reforço (20) como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a colocação sob tensão do fio metálico (22) integrado na dita tira de maneira a produzir um aumento de temperatura por efeito joule para atingir uma temperatura mínima, por exemplo 10°C, necessária para disparar a polimerização da resina polimerizável aplicada sobre a dita tira.
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende medir a resistividade ôhmica da tira de reforço (20) antes e depois de sua colocação, a diferença entre as duas medidas indicando a tensão mecânica aplicada durante o envolvimento.
4. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a medição da resistência do dito fio integrado cuja resistividade é conhecida permite determinar o comprimento total da tira de reforço (20) a ser aplicada.
5. Processo de detecção de uma luva (16) instalada sobre uma porção degradada de uma canalização (10) e compreendendo uma tira de reforço (20) como definida na reivindicação 1, o processo caracterizadopelo fato de que um raspador instrumentado é deslocado no interior da dita canalização, o dito raspador compreendendo um ímã produzindo um fluxo magnético, o que permite registrar uma modificação do dito fluxo magnético devido à presença do fio metálico integrado na dita tira, de maneira a detectar a luva e a porção reparada da canalização.
6. Processo de detecção de um aumento de diâmetro devido a um afinamento da parede de uma porção degradada de uma canalização (10) comportando uma luva (16) compreendendo uma tira de reforço (20) como definida na reivindicação 1, o processo caracterizadopelo fato de que uma tensão é aplicada entre as extremidades (26, 28) do fio metálico integrado na dita tira de maneira a medir a resistividade do dito fio ou fios, cuja variação da resistividade é função do aumento de diâmetro da canalização.
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