BR112017024101B1

BR112017024101B1 - processo para produção de tubos bimetálicos e dispositivo para execução do processo

Info

Publication number: BR112017024101B1
Application number: BR112017024101-3A
Authority: BR
Inventors: Jörn Winkels; Hans-Jürgen Kocks
Original assignee: Salzgitter Mannesmann Line Pipe Gmbh
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2021-03-02
Also published as: AU2016272240B2; WO2016192709A1; EA201792464A1; EP3302847A1; AU2016272240A1; EP3302847B1; BR112017024101A2; DE102015108500A1; EA031790B1

Abstract

A presente invenção refere-se a um processo para produção de tubos bimetálicos, consistindo em um tubo interno de parede fina de aço de alta liga ou aço ligado e um tubo externo de aço não ligado ou aço sem liga que, depois de serem inseridos um no outro, são ligados um com o outro com fecho devido à forma por meio de alargamento sob aplicação de pressão interna, bem como a um dispositivo para a execução do processo com cabeças de vedação (3) que podem ser encostadas nos tubos (1; 2) a serem alargados para a alimentação de fluido de pressão. O dispositivo é caracterizado pelo fato de que na cabeça de vedação (3) é prevista uma fixação (5) possuindo uma saliência (7) apontando radialmente para dentro, para a fixação do tubo interno (1, 1') a ser alargado, que pode engrenar com uma ranhura circunferencial (6) no tubo interno (1; 1').

Description

[001] A presente invenção refere-se a um processo para a produ ção de tubos bimetálicos, consistindo em um tubo interno de parede fina de aço de alta liga ou aço ligado e um tubo externo de aço sem liga ou aço não ligado que, depois de ter sido encaixado um no outro, são juntados um com o outro com união positiva, bem como a um dispositivo para a execução do processo.

[002] Tubos bimetálicos usualmente são caracterizados pelo fato de que um tubo que assume a estática de aço sem liga ou com baixa liga é equipado com uma camada interna de aço com liga. Para a produção de tubos bimetálicos deve ser diferenciado entre "cladded pipes" e "lined pipes".

[003] No caso dos "cladded pipes"existe uma ligação metalúrgi ca entre o aço sem liga ou aço de baixa liga e a camada de aço com liga ou com alta liga. Um processo de produção típico para tal, no caso, é a soldadura por deposição de plasma.

[004] No caso do "lined pipe", no caso mais simples, um tubo de parede fina de aço de alta liga ou aço ligado é inserido no tubo de aço de baixa liga ou aço sem liga. Uma ligação com união positiva surge em decorrência do alargamento dirigido do tubo de aço inox por fluido de pressão interna. Para tal, o tubo é fechado nas extremidades com cabeças de vedação e preenchido com água. Devido ao aumento da pressão interna e o recarregamento simultâneo com água, o tubo se vai alargando. Neste processo de alargamento, o tubo de aço com liga ou com alta liga tende a contrair-se. O material para o alargamento, em parte, é oriundo da circunferência, mas em parte também do comprimento do tubo. Tais processos requerem, portanto, ou a soldadura dos dois tubos um com o outro, ou então a aplicação da unidade de vedação, sendo que os tubos no seu comprimento de produção precisam ser ajustados para este processo.

[005] Um exemplo para um processo de produção, onde o alar gamento e a junção acontecem por fluido de pressão interna hidráulica é conhecido do documento DE 10 2010 044 463 A1.

[006] Nisso é essencial que a pressão e os diâmetros dos dois tu bos eram de tal modo ajustados um ao outro que ao mesmo tempo ocorre tanto uma deformação, alargando o tubo interno plasticamente, como também uma deformação, alargando o tubo externo elasticamente.

[007] Em virtude da resiliência elástica do tubo externo surge en tão uma junção de contração com fecho devido à força.

[008] Para a introdução de pressão, as extremidades do tubo precisam ser fechadas de modo estanque, sendo que, em geral, antes da fixação dos tubos inseridos um no outro, as extremidades são soldadas uma com a outra.

[009] A presente invenção tem a tarefa de simplificar a produção de tubos bimetálicos.

[0010] De acordo com a presente invenção, isto acontece em um processo para a produção de tubos bimetálicos consistindo em um tubo interno de parede fina de aço com alta liga ou com liga e um tubo externo de aço sem liga ou aço não ligado que, depois de encaixar um no outro, são ligados um ao outro com união positiva sob alargamento sob pressão interno, pelo fato de que o tubo interno que é mais comprido que o tubo externo, depois de ter sido inserido no tubo externo, mas antes do alargamento, na proximidade das suas duas extremidades de tubo que se projetam sobre o comprimento do tubo externo, recebe uma ranhura circunferencial apontando radialmente para dentro, com a qual pode engatar uma fixação que fixa a posição axial do tubo interno diante do tubo externo durante o alargamento.

[0011] O pensamento decisivo dessa ideia é colocar a ranhura no tubo de aço inox antes do alargamento nas extremidades do tubo. Esta ranhura, por um lado, impede que o tubo vá alargando-se na cabeça de vedação sob a atuação da pressão interna, dessa forma eventualmente dificultando a retirada dele. Por outro lado, a ranhura oferece a possibilidade de fixar de tal modo o tubo de aço inox na unidade de vedação, que o material para o alargamento é fornecido completamente da circunferência do tubo. Portanto, com o comprimento do tubo permanecendo igual, apenas acontece uma diminuição da espessura da parede do tubo interno a ser alargado.

[0012] Como foi mencionado acima, para o alargamento hidráuli co, cabeças de pressão são dispostas em ambas as extremidades do tubo a ser alargado, por meio das quais o fluido de pressão é levado ao tubo interno. Para isso, são usadas unidades de vedação conhecidas do campo das prensas de testes de água para tubos. No caso, a vedação contra o tubo interno é providenciado por meio de vedações previstas na cabeça de vedação que se encostam ao tubo interno. De acordo com a presente invenção, uma fixação para fixar o tubo interno é disposta na cabeça de vedação, na verdade, preferencialmente de modo destacável. Com isso, com uma configuração apropriada da cabeça de vedação, esta fixação também pode ser colocada posteriormente. Esta fixação apresenta uma saliência apontando radialmente para dentro que corresponde à forma da ranhura circunferencial que pode engatar na ranhura circunferencial. Dessa forma, o tubo interno pode ser fixado axialmente em relação ao tubo externo, quando o tubo interno é armado nas cabeças de pressão, e uma pressão é aplicada para o alargamento.

[0013] Devido à pressão, o tubo interno vai alargando-se entre as duas fixações, onde o fluxo de material sai da parede, ao passo que a posição não muda. Um ajuste das cabeças de vedação não é mais necessário com isto.

[0014] Uma possibilidade de aplicação alternativa desta ranhura oferece a fixação de uma retenção horizontalmente deslocável, cuja posição antes da cabeça de vedação é determinada por um sensor de aproximação. Com isso, a unidade de vedação eventualmente pode acompanhar uma alteração de comprimento quando, diferentemente do objetivo acima descrito, o fluxo de material não somente se dá a partir da parede do tubo, mas também através do encurtamento do comprimento do tubo.

[0015] Uma vez que o diâmetro do tubo interno não se modifica graças ao efeito de apoio da ranhura na cabeça de vedação, o tubo interno, depois do termino do processo de alargamento, pode facilmente ser retirado da cabeça de vedação.

[0016] Da representação esquemática no desenho, o processo e a execução do dispositivo se tornam evidentes de maneira simples.

[0017] Detalhadamente, o tubo interno em estado originário leva a referência 1, em estado alargado, a referência 1', e o tubo externo leva a referência 2.

[0018] Das cabeças de vedação dispostas em ambos os lados apenas é indicada a cabeça de vedação disposta em um lado que leva a referência 3. A vedação que se encosta ao tubo interno leva a referência 4.

[0019] Na cabeça de vedação é indicada a fixação 5 destacável que possui uma saliência 7 circunferencial que aponta radialmente para dentro e corresponde à ranhura circunferencial 6.

[0020] Esta fixação 5 também é deslocável na cabeça de vedação em relação a esta, tanto verticalmente como também horizontalmente - de acordo com uma configuração alternativa.

[0021] A possibilidade de deslocamento indicada com uma seta dupla vertical permite uma retirada fácil do tubo bimetálico da cabeça de vedação depois do alargamento.

[0022] Através da possibilidade de deslocamento horizontal adici onal que também é indicada por uma seta dupla, a fixação 5 pode ser levado posteriormente, se o tubo encurta durante o alargamento. Por meio do sensor de aproximação 8 também a cabeça de vedação segue a fixação que acompanha o encurtamento do tubo, a fim de continuar a garantir a função de vedação.

[0023] O processo de acordo com a presente invenção e o disposi tivo para a execução do processo são especialmente apropriados, por exemplo, para tubos externos de 100 até 600 mm de diâmetro e espessuras de parede e 2,9 até 25 mm e tubos internos com um diâmetro de 70 até 570 mm, e uma espessura de parede de 3,0 até 5,0 mm.

Claims

1. Processo para produção de tubos bimetálicos, consistindo em um tubo interno de parede fina (1) de aço de alta liga ou aço ligado e um tubo externo (2) de aço não ligado ou aço sem liga que, depois de serem inseridos um no outro, são ligados um com o outro com união positiva por meio de alargamento sob aplicação de pressão interna, caracterizado pelo fato de que o tubo interno (1), que é mais comprido do que o tubo externo (2), depois de ser inserido no tubo externo (2), mas antes do alargamento, recebe uma ranhura circunferencial (6) apontando radialmente para dentro, perto das suas duas extremidades de tubo que se projetam para fora do comprimento do tubo externo (2), na qual pode engrenar uma fixação (5) que fixa um comprimento axial do tubo interno (1) em relação ao tubo externo (2) durante o alargamento.

2. Dispositivo para execução do processo, como definido na reivindicação 1, com cabeças de vedação (3) que podem ser encostadas nos tubos (1; 2) a serem alargados para a alimentação do fluido de pressão, caracterizado pelo fato de que na cabeça de vedação (3) é prevista uma fixação (5) que possui uma saliência (7) que aponta radialmente para dentro, para fixar o tubo interno a ser alargado (1, 1'), que pode engrenar em uma ranhura circunferencial (6) no tubo interno (1: 1').

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado pelo fato de que a fixação (5) é disposta na cabeça de vedação (3) de modo verticalmente deslocável em relação à cabeça de vedação (3).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, carac-terizado pelo fato de que a fixação (5) é disposta na cabeça de vedação (3) de modo horizontalmente deslocável em relação à cabeça de vedação (3).

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que um sensor de aproximação (8) para determinar a posição horizontal da fixação (5) é disposto na cabeça de vedação (3).

6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a fixação (5) é fixada na cabeça de vedação (3) de modo destacável.