BR112016006609B1

BR112016006609B1 - Sistema de apoio para tubulação, e, tubulação

Info

Publication number: BR112016006609B1
Application number: BR112016006609-0A
Authority: BR
Inventors: Luis Javier Pac Ferraz; Ivo Andrei Oliveira Lino Lima; Diercio Galdino Da Silva Neto; Alessandro Bernardi
Original assignee: Braskem S.A
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2020-09-15
Also published as: BR112016006609A2; AR097765A1; WO2015042671A1; US20160312922A1; US10323775B2

Abstract

sistema de apoio para tubulação, e, tubulação a presente invenção está relacionada a um sistema de apoio para tubulação que compreende um dormente, uma barra metálica e um bloco de material polimérico revestindo a dita barra metálica ou opcionalmente um apoio de material polimérico, onde a tubulação é suportada, em que dito apoio de mate-rial polimérico é fixado em ambos os lados por barras soldadas no dormente.

Description

[001] A presente invenção está relacionada a sistemas de apoio para tubulações não isoladas.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] Diversos sistemas de apoio para tubulações são conhecidos do estado da técnica. A forma mais rústica utilizada consiste em simplesmente apoiar a tubulação em um dormente para prevenir que a mesma se deforme, devido à ação gravitacional. Muitos desses dormentes são fabricados em material metálico com o objetivo de tomá-los mais resistentes.

[003] No entanto, o fato de se apoiar as tubulações diretamente sobre uma barra ocasiona uma fresta entre a geratriz inferior das tubulações não isoladas e a viga de apoio. Esta fresta gera uma diferença de potencial por aeração diferencial causando uma corrosão intensa e localizada quando ocorre acúmulo de água ou umidade. Além disto, estes pontos são de difícil inspeção e manutenção.

[004] No atual estado da técnica, as soluções de suporte para tubulações mais utilizadas são a sapata soldada, a manta de material polimérico (por exemplo, neoprene, fita de polietileno) para utilização com abraçadeira em “U” e calha soldada.

[005] Destas soluções conhecidas, a sapata soldada é a opção comumente escolhida para lidar com este problema, pois elimina a fresta e a corrosão da geratriz inferior do tubo, além de permitir a inspeção e manutenção da tubulação. Entretanto, essa solução tem como grande inconveniente a necessidade de pré-fabricação, além de exigir a soldagem no campo, o que aumenta a complexidade do trabalho de instalação. Adicionalmente, a sapata soldada é uma solução de difícil aplicação para tubulações de pequena bitola.

[006] Para evitar a corrosão nestas linhas de pequena bitola, também é conhecido do estado da técnica a utilização de manta polimérica que envolve a tubulação a fim de evitar o contato direto da mesma com o dormente. Porém, com o tempo, a manta permite a infiltração de umidade entre ela e o tubo, o que ocasiona uma corrosão ainda mais intensa devido à criação de um sistema corrosivo fechado.

[007] A calha soldada é muito utilizada em tubulações já instaladas existentes que já apresentam corrosão localizada e que não podem ser suspensas para a instalação de sapata sem a operação de corte e solda. No entanto, nessa solução, ocorre a geração de fresta entre a calha e a barra metálica, o que provoca corrosão localizada na calha, que, em alguns casos, pode propagar-se para o tubo com entrada de umidade entre a calha e o tubo através de falhas que ocorrem na calha, tornando o processo corrosivo mais crítico, pois gera um ambiente confinado sem acesso para inspeção.

[008] O documento CN201344316 (Y) descreve um conjunto composto de abraçadeira em “U” revestida com material polimérico para suportar e prender o tubo, a extremidade da dita abraçadeira em “U” sendo rosqueada, e uma barra polimérica para apoiar o tubo, substituindo a barra metálica. A figura 1 ilustra esquematicamente este conjunto, em que a abraçadeira em “U” 100, revestida com uma camada de polímero 101 e rosqueada nas extremidades 102, é engatada na barra polimérica 201, e este conjunto é fixado no dormente através de roscas. Este sistema de apoio tem a vantagem de eliminar a corrosão eletroquímica, uma vez que o contato é plástico (barra polimérica) - metal (viga).

[009] Porém, para utilizar este conjunto há a necessidade de que a tubulação esteja apoiada em dormentes metálicos para a fixação da abraçadeira em “U” com a barra polimérica, não podendo ser instalada, por exemplo, em dormentes de concreto, uma vez que o conjunto é aparafusado no dormente. Em situações onde a tubulação está apoiada em barras, ele também não pode ser utilizado, pois o conjunto é instalado com uma barra polimérica, que faz esse suporte da tubulação, substituindo a barra metálica. Assim, para que este conjunto possa ser fixado, a barra do dormente metálico teria que ser retirada, dificultando a instalação do mesmo.

[0010] Além disso, outra restrição de aplicação dessa solução é que só pode ser instalado um conjunto para cada tubulação, pois cada abraçadeira em “U” suporta apenas uma tubulação, não suportando várias tubulações de uma vez.

[0011] Ainda, outros suportes para tubulação com o objetivo de evitar a corrosão são descritos nos documentos CN202349395 U, JP10267188 A, CN2924226 Y e JP201006583 8 A. Nestes documentos, os suportes têm uma estrutura similar ao documento CN201344316 (Y) citado anteriormente, pois também compreendem um conjunto de abraçadeira com barra para sustentar o tubo, tomando a instalação mais complexa e cara, além de só permitir a instalação de um tubo para cada suporte.

[0012] Há, portanto, a necessidade de um sistema de apoio para tubulação metálica que evite a corrosão por aeração diferencial ou por frestas nos pontos de apoio, que seja de simples instalação, inclusive podendo ser fixado tanto em dormente metálico quanto de concreto e que possa ser utilizado em tubulações já existentes, além de ter um menor custo.

OBJETIVOS DA PRESENTE INVENÇÃO

[0013] O objetivo da presente invenção é proporcionar um sistema de apoio para tubulação que evite a corrosão nos pontos de apoio, que seja de simples instalação, inclusive podendo ser fixado tanto em dormente metálico quanto de concreto e que possa ser utilizado em tubulações já existentes, com barras instaladas sem a necessidade de removê-las, além de ter um menor custo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0014] De forma a alcançar os objetivos acima, em uma primeira configuração, preferencial, o sistema de apoio para tubulação da presente invenção compreende pelo menos um dormente, pelo menos uma barra metálica e um material polimérico revestindo dita barra metálica em pelo menos um ponto de contato com a tubulação.

[0015] Em uma segunda configuração, o sistema de apoio compreende pelo menos um dormente e pelo menos um bloco de material polimérico, em que dito bloco de material polimérico é apoiado no dormente e fixado no mesmo através de pelo menos dois meios de fixação.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0016] A vantagem acima e outras adicionais ficarão mais claras para os versados na técnica a partir da descrição abaixo e das figuras anexas: - a figura 1 ilustra um conjunto de apoio para tubulação já conhecido do estado da técnica; - a figura 2 mostra uma primeira configuração do sistema de apoio para tubulação metálica da presente invenção, - a figura 2a ilustra uma vista superior da primeira configuração; - a figura 2b ilustra a vista de uma seção transversal (corte CC) do sistema da figura 2a; - a figura 2c mostra uma vista do detalhe da figura 2b; - a figura 3 mostra a primeira configuração do sistema de apoio para tubulação metálica da presente invenção com a variante do formato da barra metálica; - a figura 3a ilustra uma vista superior da primeira configuração com a variante do formato da barra metálica; - a figura 3b ilustra o corte CC do sistema da figura 3a; - a figura 3c mostra uma vista do detalhe da figura 3b; - a figura 4 mostra uma segunda configuração do sistema de apoio para tubulação metálica da presente invenção; - a figura 4a ilustra uma vista superior da segunda configuração; - a figura 4b ilustra o corte CC do sistema da figura 4a, - a figura 4c mostra o detalhe da figura 4b.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] A descrição que se segue partirá de possíveis concretizações da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essas concretizações particulares.

[0018] A presente invenção refere-se a um sistema de apoio para tubulação metálica que consiste em um material polimérico revestindo uma barra metálica fixada ao dormente e que apoia a tubulação, de modo a tornar o sistema mais resistente. Em outra configuração, como ficará evidente a partir da descrição que se segue, o suporte em que o tubo é sustentado é constituído de material polimérico e apoiado em um dormente, prevenindo, assim, o contato metal-metal nos pontos de apoio.

[0019] Em uma primeira configuração da presente invenção, uma barra metálica, que faz o suporte da tubulação, é apoiada em um dormente e envolta completamente ou pelo menos no ponto de contato entre a barra e o tubo, por um material polimérico, dessa forma evitando o início de um provável processo corrosivo no contato entre os dois metais. Preferencialmente, o dormente é constituído de material metálico ou concreto. Caso o dormente seja de concreto, preferencialmente deve compreender uma chapa metálica na superfície para que a barra possa ser soldada no dormente.

[0020] As barras metálicas utilizadas para apoiar a tubulação podem compreender diversos formatos de seção transversal, como por exemplo, formato circular, oval, quadrado, retangular, poligonal, hexagonal, entre outros, e diversos tamanhos. Além disso, podem ser fixadas no dormente por meio de solda, abraçadeira, parafusos, entre outros tipos de fixadores.

[0021] Preferencialmente, a superfície interna do material polimérico, como ilustrada nas Figuras 2 e 3 (25,35), que envolve a barra metálica tem o mesmo formato da dita barra metálica, para assim, encaixar de forma justa na barra metálica e evitar que o material polimérico se desloque. Na presente invenção, entende-se por encaixe de forma justa o encaixe sem folga do material polimérico à barra metálica. Além disso, opcionalmente, o material polimérico poderá conter chanfros (26, 36) para que se encaixe na dita barra metálica evitando interferência com a solda. Devido ao encaixe sem folga na barra metálica e ao peso do tubo que estará apoiado no material polimérico, não se faz necessário um processo de fixação adicional. No entanto, nos casos em que o material polimérico seja fixado apenas no ponto de contato da barra metálica com o tubo, deve ser utilizado um material de fixação adequado na superfície de contato entre a barra metálica e o material polimérico, para evitar que o material polimérico se mova da posição de contato com o tubo.

[0022] Preferencialmente, é utilizado um selante elastomérico em todo perímetro de contato da barra metálica com o material polimérico para evitar a entrada de umidade, principalmente pelos chanfros na extremidade longitudinal interna, como ilustrados nas Figuras 2 e 3 (26, 36), do material polimérico, evitando assim, a corrosão nesta área localizada. Entende-se por selante elastomérico qualquer adesivo selante impermeável formulado à base de resinas elastoméricas.

[0023] Preferencialmente, o material polimérico utilizado para o sistema de apoio para tubulação é o polietileno de ultra alto peso molecular, mais preferencialmente o UTEC 6541® produzido por Braskem S.A. Referido material polimérico é vantajoso visto que apresenta boa resistência mecânica compatível com os metais, baixíssimo coeficiente de atrito, resiste às intempéries da atmosfera (chuva e sol/raios UV), tem boa usinabilidade e é leve.

[0024] Uma vantagem adicional da presente invenção está no fato de que materiais poliméricos são de fácil manuseio e corte, quando comparado aos tradicionais suportes metálicos do estado da técnica. Dessa forma, o sistema de apoio para tubulação da presente invenção pode ser ajustado ao tamanho ou formato adequado, assim, se adaptando para qualquer tamanho ou forma de tubulação, facilitando a instalação e reparos. Da mesma maneira, o sistema pode ser modelado para ser aplicado em toda extensão do dormente e, consequentemente, podendo apoiar mais de uma linha ao mesmo tempo.

[0025] A figura 2 ilustra uma primeira configuração da presente invenção. Nesta configuração, a barra metálica de seção transversal circular, que faz o suporte da tubulação, é apoiada em um dormente e envolta por uma camisa de material polimérico, dessa forma evitando uma provável corrosão no contato entre os dois metais.

[0026] Na figura 2c observa-se um corte transversal da configuração apresentada na figura 2a, em que a barra metálica de seção transversal circular 23 é apoiada e fixada no dormente 21 através de solda 24. O material polimérico 22 do sistema da presente invenção é encaixado sobre a barra metálica de seção transversal circular, de maneira que possa envolver a estrutura metálica. Dito material polimérico contém chanfros para que se encaixe na dita barra metálica evitando interferência com a solda.

[0027] De maneira similar, a figura 3 ilustra uma barra de seção transversal retangular envolta pelo material polimérico e fixada em um dormente como apoio para a tubulação. Na figura 3c observa-se que uma barra de seção transversal retangular 33, assim como na figura 2, é presa no dormente 31 por meio de solda 34. O material polimérico 32 é modelado no formato adequado para que sua superfície interna 35 possa revestir a barra metálica de seção transversal retangular e, dessa forma, eliminar a corrosão.

[0028] A figura 4 ilustra uma segunda configuração do sistema de apoio para tubulação metálica da presente invenção, na qual o bloco de material polimérico substitui a barra metálica utilizada nas estruturas tradicionais. Nesta alternativa são utilizados dois elementos laterais posicionados longitudinalmente e de forma justa em relação ao bloco, que por sua vez, fazem a fixação do bloco de material polimérico, evitando, assim, que o mesmo se desloque no dormente. O dormente poderá ser constituído de material metálico ou concreto. Caso o dormente seja de concreto, preferencialmente deve compreender uma chapa metálica na superfície superior para que os elementos laterais possam ser soldados no dormente. Altemati vam ente, o sistema de apoio pode ter outras configurações, em que o bloco de material polimérico é fixado através de abraçadeiras, pinos nas laterais presos no dormente, presilhas, grampos, fixado por meio de cola, silicone ou outro tipo de selante.

[0029] Como ilustrado nas figuras 4a, 4b e 4c, dois elementos laterais metálicos 43 são fixados através de solda 44 no dormente 41. Entre eles, é encaixado um bloco de material polimérico 42, que deve ter o formato e altura necessários para poder suportar o tubo.

[0030] Preferencialmente, deve-se aplicar selante na superfície de contato entre os elementos laterais e o bloco de material polimérico, a fim de evitar as folgas possíveis na instalação, prevenindo, assim, a formação de frestas e a consequente corrosão. O bloco de material polimérico tem formato preferencialmente semicircular ou reto. Preferencialmente, o material polimérico do bloco desta segunda configuração é o polietileno de ultra alto peso molecular, sendo mais preferencial o uso de UTEC 6541® produzido por Braskem S.A.

Exemplo

[0031] De modo a demonstrar a eficácia e resistência do sistema de apoio para tubulação revelado nesse relatório descritivo, realizou-se um teste de carga utilizando a primeira configuração do sistema de apoio. O teste foi efetuado em uma tubulação de diâmetro de 8 polegadas (20,32 cm) carregado internam ente totalizando uma carga de 450kgf em 6 metros, simulando condições extremas de carga durante a montagem das linhas e/ou durante a operação. Foram feitos os seguintes testes de carga: 1. Deslocamento rápido do tubo, com velocidade aproximada de 3m/s, valor acima de um deslocamento provocado pela dilatação do tubo, simulando o deslizamento do tubo sobre o sistema de apoio para a montagem da tubulação; 2. Queda livre do tubo de uma altura de 0,5m sobre a barra metálica revestida pelo material polimérico; 3. Simulação de um cordão de solda com reforço de 2mm se deslocando sobre o material polimérico a aproximadamente 3m/s;

[0032] Todos os testes apresentaram resultados positivos, não apresentando deformação do material polimérico nos itens 1 e 2, e apenas pequenas marcas superficiais no item 3 devido a protuberância da solda se deslocando a velocidade de 3m/s, porém sem impedir o deslizamento adequado do tubo para a montagem.

[0033] Inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do presente pedido são permitidas. Dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não esta limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.

Claims

1. Sistema de apoio para tubulação que compreende pelo menos um dormente (21, 31) e pelo menos uma barra metálica (23, 33), caracterizadopelo fato de que pelo menos uma barra metálica (23, 33) é revestida pelo menos no ponto de contato da tubulação com um material polimérico de ultra alto peso molecular (22, 32), em que o dormente (21, 31) compreende uma superfície superior metálica e a barra metálica (23, 33) é fixada no dito dormente por meio de solda, e o material polimérico de ultra alto peso molecular (22, 32) compreende chanfros em uma extremidade longitudinal interna.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a barra metálica compreende um formato de seção transversal circular (23).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a barra metálica compreende um formato de seção transversal retangular (33).

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a superfície interna (25, 35) do material polimérico de ultra alto peso molecular (22, 32) é encaixada de forma justa à barra metálica (23, 33).

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente um selante elastomérico na superfície de contato entre a barra metálica (23, 33) e o material polimérico de ultra alto peso molecular (22, 32).

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o material polimérico de ultra alto peso molecular (22, 32) envolve o ponto de contato entre a barra metálica (23, 33) e a tubulação.

7. Tubulação, caracterizadapelo fato de que compreende um sistema de apoio como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.