BR112018012311B1 - Método para fabricação de um tubo de metal - Google Patents

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Abstract

UM MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UM TUBO DE METAL E BEM COMO UM TUBO DE METAL. A presente invenção se refere a um método para fabricação de um tubo de metal. Sensores são atados para tubos, que registram e sinalizam um dano do tubo. É prejudicial que proteção dos sensores nestes tubos contra influências ambientais venha a ser complexa. Em contraste, é um objetivo em concordância com a presente invenção, o de proporcionar um método para fabricação de um tubo, no qual a linha de sinal pode ser protetivamente montada. Para solucionar este objetivo em concordância com a presente invenção, um método para fabricação de um tubo de metal é sugerido com um tubo externo e um tubo interno, em que uma ranhura (entalhe, sulco) é extraída em uma superfície interna do tubo externo ou em uma superfície externa do tubo interno e, subseqüentemente, o tubo interno e o tubo externo são extraídos juntamente através de um molde (matriz) de extração, em que a dimensão interna do tubo externo é reduzida de maneira tal que depois da extração o tubo externo é ajustado (assentado) por força em cima do tubo interno.

Description

CAMPO TÉCNICO
[0001] A presente invenção se refere a um método para fabricação de um tubo de metal e bem como a um tubo de metal.
PANORAMA E ESTADO DA TÉCNICA
[0002] Tubos de metal, em particular, tubos de aço inoxidável, são utilizados em uma pluralidade de aplicações em que os tubos são submetidos para múltiplos estresses. Estes estresses podem, por exemplo, conduzir para estouros (explosões) de tubo, os quais não somente conduzem para uma substituição do respectivo tubo, mas também para custos consideravelmente aumentados. Em alguns casos, sensores são conseqüentemente, atados para estes tubos, os quais irão indicar e também enviar um sinal quando um dano vem a aparecer no tubo. Entretanto, tem se tornado complexo proteger os sensores nestes tubos contra influências ambientais.
[0003] Em contraste, um aspecto em concordância com a presente invenção proporciona um método para fabricação de um tubo de metal e bem como um tubo de metal, no qual pelo menos uma linha de sinal pode ser protetivamente localizada.
[0004] Para solucionar este aspecto da presente invenção, um metal em concordância com a presente invenção é sugerido para fabricação de um tubo de metal, em que o tubo possui uma superfície externa e uma superfície interna, o método compreende as etapas de: provisão de um tubo de metal externo com uma superfície externa, uma superfície interna, uma dimensão interna e uma dimensão externa, provisão de um tubo interno de metal com uma superfície externa, uma superfície interna, uma dimensão externa e uma dimensão interna, em que pelo menos provisão do tubo externo compreende as etapas: provisão de uma concavidade (oco) de metal, extração da concavidade de metal através de um primeiro molde (matriz) de extração com uma superfície de ferramenta interna formando a superfície externa do tubo externo e sobre (ao longo de) um mandril com uma superfície de ferramenta externa formando a superfície interna do tubo externo para o tubo externo, em que uma dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do primeiro molde de extração e uma dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta externa do mandril são escolhidas de maneira tal que a dimensão interna do tubo externo é maior do que a dimensão externa do tubo interno, e em que a superfície de ferramenta externa do mandril compreende pelo menos uma seção se projetando externamente (para fora) de maneira tal que uma ranhura (entalhe, sulco) é extraída na superfície interna do tubo externo se estendendo em uma direção longitudinal do tubo externo, ou em que provisão do tubo interno compreende as etapas de: provisão de uma concavidade (oco) de metal, extração da concavidade de metal através de um segundo molde de extração com uma superfície de ferramenta interna formando a superfície externa do tubo interno para o tubo interno, em que a dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do segundo molde de extração é escolhida de maneira tal que a dimensão externa do tubo interno é menor do que a dimensão interna do tubo externo, e em que a superfície de ferramenta interna do segundo molde de extração compreende pelo menos uma seção se projetando internamente (para dentro), d maneira tal que uma ranhura é extraída na superfície externa do tubo interno se estendendo em uma direção longitudinal do tubo interno, inserção do tubo interno para o tubo externo, de maneira tal que o tubo interno se estende no tubo externo, e extração do tubo interno e do tubo externo juntamente através de um terceiro molde de extração com uma superfície de ferramenta interna formando a superfície externa do tubo externo, em que uma dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do terceiro molde de extração é escolhida de maneira tal que pela extração, a dimensão interna do tubo externo é reduzida de maneira tal que depois da extração o tubo externo é ajustado (assentado) por força em cima do tubo interno.
[0005] É apontado que por este método um tubo com um tubo externo e um tubo interno de metal pode ser fabricado, no qual uma linha de sinal ou até mesmo uma linha de sinal com pelo menos um sensor é integrável.
[0006] Em uma concretização da presente invenção, o tubo externo e/ou o tubo interno são fabricados de um metal escolhido a partir de um grupo consistindo de aço, aço carbono, aço inoxidável, aço manganês, uma liga fundamentada em níquel, alumínio (Al), liga fundamentada em Al, cobre (Cu), liga fundamentada em Cu, zircônio (Zr), liga fundamentada em Zr, titânio (Ti), liga fundamentada em Ti, uma liga de ferro-crômio-alumínio (FeCrAl), aço ferrítico ou qualquer combinação dos mesmos. Deverá ser compreendido que as concavidades (ocos), que são utilizadas para proporcionar ou para fabricar o tubo externo ou o tubo interno, em uma concretização da presente invenção, são feitas de um metal escolhido a partir de um grupo consistindo de aço, aço carbono, aço inoxidável, aço manganês, uma liga fundamentada em níquel, alumínio (Al), liga fundamentada em Al, cobre (Cu), liga fundamentada em Cu, zircônio (Zr), liga fundamentada em Zr, titânio (Ti), liga fundamentada em Ti, uma liga de ferro-crômio-alumínio (FeCrAl), aço ferrítico ou qualquer combinação dos mesmos. Deverá ser compreendido que genericamente o material do tubo externo e/ou do tubo interno pode ser escolhido independentemente um a partir do outro.
[0007] Enquanto em uma concretização da presente invenção o tubo externo e o tubo interno consistem de um material idêntico, em uma concretização alternativa da presente invenção, o tubo externo e o tubo interno compreendem materiais sendo diferentes uns a partir dos outros. A última situação é vantajosa em que diferentes propriedades dos materiais para o tubo externo e para o tubo interno podem ser proporcionadas, os quais podem ser combinados arbitrariamente de maneira tal a obter um tubo sendo adotado para uma aplicação particular.
[0008] Em uma concretização da presente invenção, as etapas de inserção do tubo interno para o tubo externo e de extração do tubo interno e do tubo externo juntamente através de um terceiro molde de extração são realizadas na exata determinada ordem, isto é, uma depois da outra. Em contraste, não existe nenhuma ordem particular sendo relevante para a presente invenção para provisão do tubo externo e para provisão do tubo interno.
[0009] Genericamente, o tubo interno e o tubo externo podem possuir diferentes seções transversais, por exemplo, circular, quadrática, triangular ou genericamente poligonal. Sobre provisão do tubo externo ou do tubo interno, por exemplo, por formação de uma concavidade (oco) para o tubo externo ou para o tubo interno, respectivamente, em uma concretização da presente invenção, simultaneamente uma definição da superfície de seção transversal do tubo pode ser conseguida.
[0010] Por exemplo, para um tubo quadrático ou retangular, a dimensão externa e a dimensão interna são o comprimento lateral do quadrângulo ou o comprimento lateral do retângulo, que definem a seção transversal interna ou a seção transversal externa do tubo. A espessura de parede é a diferença entre a respectiva dimensão externa e a dimensão interna associada. Para um tubo circular, a dimensão externa é o diâmetro externo do respectivo tubo e o diâmetro interno é a dimensão interna do respectivo tubo. A espessura de parede de um tubo circular é a diferença entre o raio externo e o raio interno.
[0011] É crucial para o método para fabricação em concordância com a presente invenção que o tubo externo proporcionado venha a compreender uma dimensão externa sendo emparelhada para a dimensão interna do tubo interno proporcionado, de maneira tal que o tubo interno pode ser inserido para o tubo externo com comparativamente baixas forças de maneira tal a montar o tubo do tubo externo e do tubo interno.
[0012] Em uma concretização em concordância com a presente invenção, o tubo externo e o tubo interno são essencialmente cilíndricos em concavidade (cilíndricos ocos), de maneira tal que estes compreendem uma seção transversal circular. Em uma tal concretização em concordância com a presente invenção, as superfícies de ferramenta internas do primeiro, do segundo e do terceiro moldes (matrizes) de extração compreendem uma configuração essencialmente cônica e a seção destes cones possuindo o menor diâmetro de seção transversal define a dimensão de ferramenta do respectivo molde de extração.
[0013] É essencial de maneira tal a se ter capacidade para proporcionar um tubo possuindo um sensor integrado e/ou uma linha de sinal integrada, que uma linha de sinal, em uma concretização da presente invenção, pelo menos uma linha de sinal e pelo menos um sensor, venham a poder ser acomodada/os entre o tubo externo e o tubo interno. De maneira tal a assim isto realizar, em uma concretização da presente invenção, durante formação de uma concavidade para o tubo externo ou para o tubo interno por extração de uma ranhura é extraída tanto na superfície interna do tubo externo ou quanto na superfície externa do tubo interno ou até mesmo em ambas. Deverá ser compreendido que esta ranhura se estende na direção longitudinal do tubo e, por conseqüência, proporciona pelo menos o espaço para uma linha de sinal.
[0014] Quando uma ranhura é extraída na superfície interna do tubo externo, este processo de extração é realizado por um primeiro molde de extração cuja superfície de ferramenta interna forma a superfície externa do tubo externo e por um mandril cuja superfície de ferramenta externa forma a superfície interna do tubo externo. Em uma tal concretização da presente invenção, a superfície de ferramenta externa do mandril compreende pelo menos uma seção se projetando radialmente externamente, de maneira tal que durante a extração esta seção extrai a ranhura na superfície interna do tubo externo.
[0015] Em contraste, a extração de uma concavidade de metal através de um molde de extração, que no sentido do presente pedido de patente, é denominado como o segundo molde de extração, para o tubo interno em uma concretização da presente invenção, pode ser desempenhada sem um mandril. Se uma ranhura para uma linha de sinal é para ser proporcionada em uma superfície externa do tubo interno, a superfície de ferramenta interna do segundo molde de extração definindo a superfície externa do tubo interno tem que compreender uma seção se projetando internamente de maneira tal que uma ranhura se estendendo em uma direção longitudinal do tubo interno é extraída na superfície externa do tubo interno.
[0016] Enquanto em uma concretização da presente invenção exatamente uma ranhura é proporcionada na superfície interna do tubo externo e/ou na superfície externa do tubo interno, uma pluralidade de ranhuras pode alternativamente ser extraída no tubo externo ou no tubo interno. Deverá ser compreendido que em uma tal concretização da presente invenção, a superfície de ferramenta externa do mandril para localização das ranhuras na superfície interna do tubo externo compreende um correspondente número de seções se projetando externamente. Em uma concretização da presente invenção, exatamente três ranhuras são extraídas na superfície interna do tubo externo. Em uma concretização da presente invenção, estas ranhuras possuem uma distância em uma direção circunferencial de cerca de 1200 a partir umas das outras.
[0017] Igualmente, para uma pluralidade de ranhuras proporcionadas na superfície externa do tubo interno, a superfície de ferramenta interna do segundo molde de extração compreende uma pluralidade de seções se projetando internamente. Em uma concretização da presente invenção, exatamente três ranhuras são extraídas na superfície externa do tubo interno. Em uma concretização da presente invenção, estas ranhuras possuem uma distância em uma direção circunferencial de cerca de 1200 umas a partir das outras.
[0018] Por extração do tubo interno e do tubo externo juntamente através do terceiro molde de extração, em que o terceiro molde de extração possui uma superfície de ferramenta interna definindo a superfície externa do tubo, o tubo externo e o tubo interno são ajustados (encaixados) por força unidos juntamente para formar o tubo a ser fabricado. De maneira tal a proporcionar o ajuste (encaixe) de força entre o tubo externo e o tubo interno, a dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do terceiro molde de extração tem que ser menor do que a dimensão externa da alimentação de tubo externo para o terceiro molde de extração. Durante deformação no terceiro molde de extração, o tubo externo tem que ser formado de maneira tal que sua dimensão interna venha a ser reduzida de maneira tal a proporcionar um ajuste (encaixe) por força entre o tubo externo e o tubo interno.
[0019] Para proporcionar este ajuste por força, a dimensão externa e a dimensão interna do tubo externo precedentemente para a extração através do terceiro molde de extração, a dimensão externa e a dimensão interna do tubo interno precedentemente para a extração através do terceiro molde de extração e bem como a dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do terceiro molde de extração têm que ser emparelhadas com respeito umas para as outras. Em assim fazendo, a extração comum do tubo externo e do tubo interno juntamente através do terceiro molde de extração pode ser denominada como extração do tubo externo através do terceiro molde de extração e sobre (ao longo de) ou em cima de um mandril que é formado pelo tubo interno.
[0020] Em uma concretização da presente invenção, a dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do terceiro molde de extração é igual para a dimensão externa da alimentação de tubo interno para o terceiro molde de extração, isto é, precedentemente para a extração através do terceiro molde de extração, mais o dobro da espessura de parede da alimentação de tubo externo, isto é, precedentemente para a extração do tubo externo através do terceiro molde de extração, e menos um valor de redução, em que o valor de redução quantifica para pelo menos 0,05 mm. Desta maneira, um suficiente ajuste por força é proporcionado por redução das dimensões do tubo externo. Em uma concretização da presente invenção, o valor de redução quantifica para pelo menos 0,1 mm e em uma adicional concretização da presente invenção quantifica para pelo menos 0,15 mm.
[0021] Expressado como uma fórmula, a relação entre a dimensão externa ADi, da alimentação de tubo interno para o terceiro molde de extração, a espessura de parede ADa - IDa da alimentação de tubo externo para o terceiro molde de extração e a dimensão de ferramenta IDz da superfície de ferramenta interna do terceiro molde de extração é: IDz = ADi + 2 * ADaa — IDa) — AW; em que AW é o valor de redução.
[0022] Em uma concretização adicional da presente invenção, deverá ser considerado que pela extração do tubo interno e do tubo externo juntamente através do terceiro molde de extração também uma deformação em uma região da superfície interna do tubo externo ou da superfície externa do tubo interno é provocada de maneira tal que é requerido não fazer uma ou mais ranhuras (sulcos, entalhes) sendo extraída/s nestas superfícies menores pela extração de maneira tal a habilitar inserção de uma linha de sinal e/ou de um sensor. Isto em particular se sustenta quando a linha de sinal e/ou o sensor são colocados na ranhura precedentemente para a extração através do terceiro molde de extração.
[0023] Por conseqüência, em uma concretização da presente invenção, o valor de redução AW quantifica para no máximo 1,0 mm. Em uma adicional concretização da presente invenção, o valor de redução quantifica para no máximo 0,6 mm. Em ainda uma outra concretização da presente invenção, o valor de redução quantifica para no máximo 0,4 mm.
[0024] De maneira tal a evitar uma redução em atraso das dimensões da ranhura durante a extração através do terceiro molde de extração, em uma concretização da presente invenção, durante a extração através do terceiro molde de extração, a dimensão externa do tubo interno é reduzida por menos do que 1 mm. Em uma adicional concretização da presente invenção, a dimensão externa do tubo interno é reduzida por menos do que 0,5 mm.
[0025] Em uma concretização da presente invenção, precedentemente para a etapa de inserção do tubo interno para o tubo externo, pelo menos uma linha de sinal e/ou um sensor são colocados na ranhura. Em uma ranhura única, uma pluralidade de linhas de sinal pode ser inserida e uma vez que uma pluralidade de ranhuras venha a ser proporcionada no tubo externo e/ou no tubo interno, em cada ranhura uma linha de sinal ou uma pluralidade de linhas de sinal pode ser inserida.
[0026] Uma linha de sinal no sentido da presente aplicação deve ser compreendida como qualquer linha tendo capacidade para transmitir um sinal, isto é, informação, a partir de um transmissor para um receptor. Contudo, em uma concretização da presente invenção, a linha de sinal é escolhida a partir de um grupo consistindo de uma linha para um sinal elétrico, uma linha para um sinal eletromagnético, uma linha para um sinal óptico e uma combinação das mesmas.
[0027] Um exemplo para uma tal linha de sinal é um fio (cabo) condutivo eletricamente isolado ou uma fibra de vidro óptica.
[0028] Enquanto que as seções se projetando externamente ou internamente sobre a superfície de ferramenta externa do mandril ou sobre a superfície de ferramenta interna do molde de extração venham a poder compreender um perfil arbitrário em uma concretização da presente invenção, o perfil de seção transversal da respectiva seção de projeção possui a configuração de um círculo dividido. Uma tal ranhura circular dividida possui a vantagem de que a correspondente ferramenta pode facilmente ser fabricada e a qual possui um longo tempo de vida útil de ferramenta.
[0029] Em uma concretização da presente invenção, a ranhura compreende uma largura em uma direção circunferencial do tubo externo ou do tubo interno e uma profundidade em uma direção radial do tubo externo ou do tubo interno, em que a largura é igual a ou menor ou maior do que a profundidade. A correspondente ferramenta formando um negativo da ranhura possui alta estabilidade. Em conseqüência disso, a extensão da ranhura na superfície externa ou na superfície interna ao longo do contorno da superfície externa ou da superfície interna é compreendida como a largura na direção circunferencial.
[0030] Deverá ser compreendido que para um tubo possuindo uma seção transversal circular a largura é mensurada ao longo da circunferência da superfície na qual a ranhura está em recesso (é rebaixada). Correspondentemente, a profundidade da ranhura é mensurada em uma direção radial. Para um tubo possuindo uma seção transversal circular esta direção radial se estende na direção do raio do tubo.
[0031] De maneira tal a não enfraquecer o tubo acabado pelas ranhuras em um de seus componentes, em uma concretização da presente invenção, precedentemente para a etapa de inserção do tubo interno para o tubo externo, pelo menos o tubo externo é trabalhado por corte de metal de maneira tal que pelo menos um recesso venha a ser proporcionado na superfície interna do tubo externo, em que o recesso se conecta para pelo menos uma ranhura ou o tubo interno é trabalhado por corte de metal de maneira tal que pelo menos um recesso na superfície externa do tubo interno venha a ser formado, em que o recesso se conecta para pelo menos uma ranhura. Desta maneira, um espaço para acomodar em particular um sensor é proporcionado em pontos na direção longitudinal do tubo, isto é, em uma ou mais posições na direção longitudinal do tubo. Desta maneira, a largura da ranhura pode ser menor.
[0032] Em uma concretização da presente invenção, o trabalho por corte de metal é realizado por um método escolhido a partir de um grupo consistindo de fresagem, perfuração, limadura e uma combinação dos mesmos.
[0033] Em uma concretização da presente invenção, um sensor é colocado na ranhura e/ou no recesso precedentemente para a etapa de inserção do tubo interno para o tubo externo. O sensor é conectado para uma linha de sinal, que é colocada na ranhura.
[0034] Em uma concretização da presente invenção, um recesso se conecta para uma ranhura. O recesso se conectando para a ranhura no sentido da presente invenção significa que a ranhura e o recesso na superfície externa ou na superfície interna proporcionam um espaço disponível contínuo ou um volume contínuo.
[0035] Em uma concretização da presente invenção, o recesso compreende uma profundidade em uma direção radial do tubo externo ou do tubo interno, em que a profundidade o recesso é igual para uma profundidade da ranhura na direção radial do tubo externo ou do tubo interno.
[0036] Em uma concretização da presente invenção, o sensor é escolhido a partir de um grupo consistindo de um sensor de aceleração, um sensor de vibração, um sensor de condutividade, um sensor de pressão, um sensor de temperatura, um medidor de tensão, um sensor de corrosão, um sensor de campo magnético, um sensor de fluxo de calor, um sensor de torque e uma combinação dos mesmos.
[0037] Em uma concretização da presente invenção, a linha de sinal e/ou o sensor são colados para a ranhura e/ou para o recesso com o auxílio de um adesivo. Uma tal colagem fixa o sensor e a linha de sinal na ranhura e/ou no recesso durante inserção do tubo interno para o tubo externo e durante extração.
[0038] Enquanto que a ranhura venha a poder ser proporcionada sobre a (ao longo da) integridade do comprimento do tubo por extração, os recessos em uma concretização da presente invenção podem somente ser proporcionados em posições em uma direção longitudinal do tubo no qual sensores têm que ser localizados. Desta maneira, o tempo requerido para trabalho por corte de metal pode ser reduzido.
[0039] Adicionalmente, pelo menos um dos aspectos anteriormente mencionados é solucionado por um tubo de metal possuindo um tubo externo sem costura ou soldado de metal e por um tubo de metal interno sem costura ou soldado de metal se estendendo no tubo externo, em que o tubo externo e o tubo interno sobre (ao longo de) suas integridades de comprimento compreendem um ajuste (encaixe) por força e pelo menos o tubo externo compreende pelo menos uma ranhura se estendendo sobre (ao longo de) uma integridade de comprimento do tubo externo em uma superfície interna do tubo externo ou o tubo interno compreende pelo menos uma ranhura se estendendo sobre (ao longo de) uma integridade de comprimento do tubo interno em uma superfície externa do tubo interno.
[0040] Em uma concretização da presente invenção, uma linha de sinal é localizada pelo menos na ranhura do tubo externo ou do tubo interno.
[0041] Em uma concretização da presente invenção, pelo menos na superfície interna do tubo externo ou na superfície externa do tubo interno pelo menos um recesso é proporcionado, em que pelo menos uma ranhura se conecta para o recesso. Em uma adicional concretização da presente invenção, o sensor conectado para a linha de sinal é localizado na ranhura e/ou no recesso.
[0042] Tanto quanto aspectos da presente invenção tenham sido descritos com respeito para o método para fabricação de um tubo de metal, estes aspectos também se aplicam para um tubo de metal fabricado por este método. Tanto quanto o tubo de metal descrito compreende características, estas características podem ser proporcionadas por adaptação do método para fabricação do tubo.
[0043] Adicionalmente, pelo menos um dos objetivos anteriormente mencionados é solucionado por um sistema compreendendo um tubo externo de metal sem costura ou soldado ou um tubo interno de metal sem costura ou soldado se estendendo no tubo externo, em que o tubo externo e o tubo interno são ajustados (encaixados) por força sobre (ao longo de) sua integridade de comprimento, pelo menos o tubo externo compreende uma ranhura se estendendo em uma superfície interna do tubo externo sobre a (ao longo da) integridade de comprimento do tubo externo ou o tubo interno compreende uma ranhura se estendendo em uma superfície externa do tubo interno sobre a (ao longo da) integridade de comprimento do tubo interno, e em que o sistema adicionalmente compreende pelo menos uma linha de sinal localizada pelo menos na ranhura do tubo externo ou do tubo interno.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA INVENÇÃO
[0044] Adicionais vantagens, características, aspectos e aplicações da presente invenção irão se tornar aparentes a partir da descrição, em maiores detalhes por intermédio dos desenhos, nos quais: A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de corte de um tubo interno fabricado pelo método em concordância com a presente invenção; A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de corte do tubo interno da Figura 1 com linhas de sinal e sensores localizados nas mesmas; A Figura 3 mostra uma vista em perspectiva de corte do tubo interno da Figura 1 e da Figura 2 com um tubo externo sendo concêntrico com o tubo interno, em que o tubo interno e o tubo externo foram fabricados pelo método em concordância com a presente invenção; A Figura 4 mostra uma vista de topo em cima da face de extremidade do tubo interno da Figura 1 até a Figura 3; A Figura 5 mostra uma vista de seção transversal da Figura 1 até a Figura 3 em um plano no qual o sensor é localizado; A Figura 6 mostra uma vista transversal através do tubo com o tubo interno e o tubo externo da Figura 3 em um plano no qual um sensor é localizado; A Figura 7 mostra uma vista de seção transversal em uma direção longitudinal de uma concretização de um molde de extração para realização do método em concordância com a presente invenção e para fabricação do tubo interno da Figura 1 até a Figura 6; A Figura 8 mostra uma vista de seção transversal em uma direção lateral através do molde de extração da Figura 7; A Figura 9 mostra uma vista de seção transversal de uma concretização alternativa de um tubo fabricado por uma concretização do método em concordância com a presente invenção; e A Figura 10 mostra uma vista de seção transversal de uma concretização adicional de um tubo fabricado por um método em concordância com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0045] A Figura 1 mostra o tubo interno (1), que compreende três ranhuras (sulcos, entalhes) (4) em sua superfície externa (2). Estas ranhuras (4) são proporcionadas para acomodar uma linha de sinal (7) em um tubo fabricado a partir do tubo interno (4) e de um tubo externo, que na Figura 3 é simbolizado pelo numeral de referência (5).
[0046] Na concretização que é representada, o tubo interno (1) é um tubo formado a frio, neste caso um tubo de aço inoxidável extraído a frio. Enquanto que as ranhuras (4) venham a ser colocadas na superfície externa (2) do tubo interno (1) por extração, os recessos (6) na superfície externa (2) do tubo interno (1) são fresados.
[0047] A Figura 7 e a Figura 8 mostram um molde de extração (9) para extração do tubo interno (1). O molde de extração (9) reduz a alimentação de concavidade (oca) de diâmetro externo de maneira tal que o tubo interno prontamente extraído (1) compreende um diâmetro externo que é definido pela dimensão de ferramenta do molde de extração (9). Neste caso, a dimensão de ferramenta no sentido do presente pedido de patente significa o diâmetro o menor da superfície de ferramenta interna cônica (10). Este diâmetro interno o menor do molde de extração (9) da Figura 7 é alcançado na posição simbolizada pelo numeral de referência (11). Em adição para o molde de extração (9), um mandril montado ou flutuante pode ser utilizado para extração da concavidade (do oco) para o tubo acabado (1) definindo a dimensão interna, isto é, o diâmetro interno do tubo interno (1). Entretanto, isto não é obrigatório.
[0048] A Figura 4 mostra uma seção transversal através do tubo interno (1) em um plano arbitrário no exterior do recesso (6). A superfície interna do tubo interno (1) é simbolizada pelo numeral de referência (14).
[0049] Para extração das ranhuras (4) na superfície externa (2) do tubo interno (1), três seções de projeção (12) são proporcionadas sobre a superfície de ferramenta interna. Estas seções (12) se projetando internamente a partir da superfície de ferramenta interna são distanciadas umas a partir das outras por 1200 cada uma em uma direção circunferencial. Cada uma das seções (12) se projetando internamente compreende uma seção transversal possuindo a configuração de um círculo dividido, em que com referência para a superfície de ferramenta interna (10), o círculo dividido de cada uma das seções (12) se projetando internamente é menor do que 1800. Desta maneira, as ranhuras extraídas pelo molde de extração (9) na superfície externa (2) do tubo interno (1) possuem uma largura em uma direção circunferencial do tubo (1) sendo menor do que suas profundidades em uma direção radial do tubo interno (1).
[0050] Depois que a extração através do molde de extração (9) venha a acontecer, o tubo interno (1), por conseqüência, não somente compreende sua dimensão externa e sua dimensão interna, mas mostra três ranhuras cada uma estando distante a partir da próxima ranhura por 1200.
[0051] O molde de extração (9) da Figura 7 e da Figura 8 no sentido do presente pedido de patente é também significado como o segundo molde de extração.
[0052] Depois que a extração do tubo interno (1) venha a acontecer, recessos adicionais (6) são fresados em sua superfície externa (2) de maneira tal que os recessos (6) se conectam para as ranhuras (4).
[0053] A Figura 5 mostra uma vista de seção transversal do tubo interno (1) em uma área do recesso (6). Em adição, a Figura 2 mostra o tubo interno (1) com os recessos (6) já fresados.
[0054] Adicionalmente, na superfície externa (2) do tubo interno (1), três recessos (6) são proporcionados para acomodar um sensor, cada um sendo conectado para uma linha única (7) cada. Somente dois dos três recessos (6) são visíveis na vista em perspectiva da Figura 2, o terceiro é escondido (encoberto) pelo tubo interno (1).
[0055] Cada um dos recessos (6) se conecta para uma ranhura (4) no sentido em que a ranhura (4) e o recesso (6) formam um espaço de acomodação contínuo para as linhas de sinal (7) e para os sensores (8).
[0056] Depois disso, as linhas de sinal (7) juntamente com os sensores (8) são colados nas ranhuras (4) e nos recessos (6), respectivamente. Com respeito para esta colagem, é somente relevante que a colagem venha a ser suficientemente estável de maneira tal a possibilitar a inserção do tubo interno (1) para o tubo externo (5). Na concretização que é mostrada, as ranhuras (4) são dimensionadas de maneira tal que as mesmas acomodam duas linhas de sinal (7) cada uma.
[0057] Inicialmente, de maneira tal a fabricar o tubo completo, é irrelevante como o tubo externo (5) é fabricado ou proporcionado. Tipicamente, o tubo externo (5) irá ser um tubo formado a frio de aço inoxidável.
[0058] É crucial que a dimensão externa do tubo interno (1) venha a ser menor do que o diâmetro interno do tubo externo (5). Desta maneira, o tubo interno (1) com baixa fricção no tubo externo (5) pode ser inserido com uma força pequena para o tubo externo (5). Uma vez o tubo interno (1) e o tubo externo (5) venham a compreender uma fricção sendo excessivamente alta quando de inserção do tubo interno (1) para o tubo externo (5), as linhas de sinal (7) e os sensores (8) já colocada/os nas ranhuras (4) e nos recessos (6) podem ser danificada/os.
[0059] Então, o tubo interno (1) e o tubo externo (5) que são localizados concentricamente um com o outro, são mecanicamente e ajustados (encaixados) por força unidos para um tubo (16) por extração de ambos os tubos juntamente sobre uma bancada de extração através de um molde de extração. Este molde de extração no sentido do presente pedido de patente é significado como o terceiro molde de extração. O terceiro molde de extração compreende um projeto (design) correspondendo para o projeto (design) do molde de extração da Figura 7 e da Figura 8, em que o terceiro molde de extração não compreende seções de projeção sobre a superfície de ferramenta interna se configurando. É crucial para esta etapa de um método para fabricação do tubo que o diâmetro interno do tubo externo (5) venha a ser reduzido de maneira tal que a superfície interna do tubo externo (5) assenta (se situa) sobre a superfície externa (2) do tubo interno (1). Em assim fazendo, a dimensão de ferramenta, isto é, o diâmetro de ferramenta mínimo, ID2 da superfície de ferramenta interna é escolhido de maneira tal que: IDz = ADi + 2 * (ADaa — IDa) — AW é preenchido, em que ADi é a dimensão externa da alimentação de tubo interno para o terceiro molde de extração, ADa - IDa é a espessura de parede do tubo externo adentrando (que chega), e AW é o valor de redução.
[0060] Na concretização que é mostrada, a dimensão externa do tubo interno adentrando (1) precedentemente para a extração através do terceiro molde de extração quantifica para 25,4 mm e a espessura de parede do tubo interno adentrando quantifica para 3 mm. A espessura de parede do tubo externo adentrando quantifica para 1 mm e o valor de redução quantifica para 0,1 mm. Disso, uma dimensão de ferramenta de 27,3 mm foi derivada.
[0061] Na concretização que é mostrada, o círculo dividido formando a ranhura (4) possui um raio de 0,5 mm. O círculo dividido está em recesso (é rebaixado) na superfície externa (2) do tubo interno (1) de maneira tal que a largura da ranhura (4) mensurada como uma linha de conexão entre as duas bordas em uma direção perpendicular para o eixo geométrico longitudinal do tubo interno (1) quantifica para 1,88 mm. A profundidade da ranhura (4) nesta concretização que é mostrada quantifica para 0,7 mm e é mensurada entre o ponto da ranhura (4) possuindo a profundidade a maior e a linha de conexão entre as duas bordas da ranhura (4) na superfície externa (2) e perpendicular para esta linha de conexão.
[0062] A Figura 6 mostra uma vista de seção transversal dos tubos completados da Figura 3 depois da extração do tubo interno (1) e do tubo externo (5) através do terceiro molde de extração. É para observado que a superfície externa (2) do tubo interno (1) contata a superfície interna (14) do tubo externo (5).
[0063] A superfície externa do tubo externo (5) nas Figuras é simbolizada pelo numeral de referência (15).
[0064] Na concretização que é mostrada, o segundo molde de extração compreende uma dimensão de ferramenta, isto é, um diâmetro de ferramenta mínimo de 27,3 mm. O diâmetro externo do tubo externo adentrando para o terceiro molde de extração quantifica para 30 mm com uma espessura de parede de 1 mm.
[0065] A Figura 9 mostra uma concretização de um tubo (16’) em concordância com a presente invenção, em que o tubo interno (1’) possui uma superfície externa (2’) sem ranhuras e sem recessos. Ao invés disso, três ranhuras (13) são extraídas para o tubo externo (5’) montadas em cima do tubo interno (1’). Para este propósito, o tubo externo (5’) foi extraído de uma concavidade (de um oco), em que uma ferramenta e um molde de extração e um mandril montado foram utilizados. Este molde de extração forma o primeiro molde de extração no sentido do presente pedido de patente.
[0066] O mandril (2) sobre sua superfície de ferramenta definindo a superfície interna do tubo externo compreende três seções de projeção externamente para extrair as ranhuras (13) na superfície interna do tubo externo. Em adição, é possível que também na superfície interna (17’) do tubo externo (5’), recessos venham a ser proporcionados nos quais sensores podem ser colocados. Estes recessos podem ser inseridos na superfície interna (17’) por fresagem.
[0067] A Figura 10 mostra uma seção transversal esquemática através de um tubo (16’’). Nesta concretização da presente invenção do tubo (16’’), a superfície interna (17’) do tubo externo (5’) e bem como a superfície externa (2) do tubo interno (1) cada uma compreende quatro cavidades (4, 13). As ranhuras (4) do tubo interno (1) e as ranhuras (13) do tubo externo (5’) foram fabricadas como foi descrito para o tubo interno (1) da Figura 1 até a Figura 5 e para o tubo externo (5’) da Figura 9. As ranhuras (4, 13) são localizadas de maneira tal que as mesmas definem um espaço comum.
[0068] Para propósitos da presente invenção original, é observado que todas as características se tornam aparentes para uma pessoa especializada no estado da técnica a partir da presente descrição, das Figuras e das reivindicações de patente acompanhantes, até mesmo se as mesmas somente tenham sido descritas com referência para particulares adicionais características e podem ser combinadas tanto em si mesmas ou quanto em combinações arbitrarias com outras características ou grupos de características apresentadas aqui tanto quanto tais condições não venham a ser explicitamente excluídas ou fatos técnicos venham a excluir tais combinações ou tornar as mesmas sem utilidade. Uma descrição extensiva, explícita, de cada possível combinação de características foi somente omitida de maneira tal a proporcionar uma descrição curta e legível. Enquanto a presente descrição tenha sido mostrada em detalhes nas Figuras e na descrição acima, esta descrição é somente um exemplo e não é considerada para restringir o escopo de proteção como é definido pelas reivindicações de patente anexadas. A presente invenção não é restrita para as concretizações aqui apresentadas. LISTA DE REFERÊNCIA 1, 1’ tubo interno 2, 2’ superfície externa do tubo interno 4 ranhura na superfície externa do tubo interno 5, 5’ tubo externo 6 recesso 7 linha de sinal 8 sensor 9 terceiro molde de extração 10 superfície de ferramenta interna do molde de extração 11 dimensão de ferramenta 12 seção de projeção da superfície de ferramenta interna 13 ranhura na superfície interna do tubo externo 14, 14’ superfície interna do tubo interno 15 superfície externa do tubo externo 16, 16’, 16’’ tubo 17, 17’ superfície interna do tubo externo

Claims (8)

1. Método para fabricação de um tubo (16, 16’) de metal, em que o tubo (16, 16’) compreende uma superfície externa (15) e uma superfície interna (14, 14’), o método compreendendo as etapas de: prover um tubo externo (5, 5’) de metal com uma superfície externa (15), uma superfície interna (17, 17’), uma dimensão externa e uma dimensão interna; prover um tubo interno (1, 1’) de metal com uma superfície externa (2, 2’), uma superfície interna (14, 14’), uma dimensão externa e uma dimensão interna; em que prover o tubo interno (1), compreende as etapas de: - prover uma concavidade de metal; - extrair a concavidade de metal através de um segundo molde de extração (9) com uma superfície de ferramenta interna (10) formando a superfície externa (2) do tubo interno (1); - em que uma dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna (10) do segundo molde de extração (9) é escolhida de maneira tal que a dimensão externa do tubo externo (1) é menor do que a dimensão interna do tubo externo (5, 5’); e - em que a superfície de ferramenta interna (10) do segundo molde de extração (9) compreende pelo menos uma seção (12) se projetando internamente de maneira tal que uma ranhura (4) se estendendo em uma direção longitudinal do tubo interno (1) é extraída na superfície externa (2) do tubo interno (1) para o tubo interno (1), ou em que prover o tubo externo (5, 5’) compreende as etapas de: - prover uma concavidade de metal; - extrair a concavidade de metal através de um primeiro molde de extração possuindo uma superfície de ferramenta interna (10) formando a superfície externa (15) do tubo externo (5’) e sobre um mandril com uma superfície de ferramenta externa formando a superfície interna (17’) do tubo externo (5’) para o tubo externo (5’); em que uma dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do primeiro molde de extração e uma dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta externa do mandril são escolhidas de maneira tal que a dimensão interna do tubo externo (5,5’) é maior do que a dimensão externa do tubo interno (1, 1’); e - em que a superfície de ferramenta externa do mandril compreende pelo menos uma seção se projetando externamente de maneira tal que uma ranhura (13) se estendendo em uma direção longitudinal do tubo externo (5’) é extraída na superfície interna (17’) do tubo externo (5’), inserindo o tubo interno (1, 1’) no tubo externo (5, 5’) de modo que o tubo interno (1, 1’) se estende no tubo externo (5, 5’); e extrair o tubo interno (1, 1’) e o tubo externo (5, 5’) juntos através de um terceiro molde de extração com uma superfície de ferramenta interna formando a superfície externa (15) do tubo (16, 16’); em que uma dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do terceiro molde de extração é escolhida de maneira tal que pela extração, a dimensão interna do tubo externo (5, 5’) é reduzida de maneira tal que depois da extração, o tubo externo (5, 5’) é ajustado por força em cima do tubo interno (1, 1’), caracterizado pelo fato de que antes da etapa de inserir o tubo interno (1, 1’) no tubo externo (5, 5’) pelo menos uma linha de sinal (7) é colocada na ranhura (4) do tubo interno.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a linha de sinal (7) é escolhida a partir de um grupo consistindo de uma linha para um sinal elétrico, uma linha para um sinal eletromagnético, uma linha para um sinal óptico e uma combinação das mesmas.
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tubo externo (5, 5’) compreende uma espessura de parede precedente a extração através do terceiro molde de extração e a dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do terceiro molde de extração é escolhida de maneira tal que a dimensão de ferramenta da superfície de ferramenta interna do terceiro molde de extração é igual a dimensão externa do tubo interno (1, 1’) precedente a extração através do terceiro molde de extração mais duas vezes a espessura de parede do tubo externo (5, 5’) precedente a extração através do terceiro molde de extração e menos um valor de redução, em que o valor de redução quantifica para pelo menos 0,01 mm, tal como para pelo menos 0,05 mm.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos a superfície de ferramenta externa do mandril compreende uma pluralidade de seções se projetando externamente ou a superfície de ferramenta interna (10) do segundo molde de extração (9) compreendendo uma pluralidade de seções (12) se projetando internamente, de maneira tal que uma pluralidade de ranhuras (4, 13) é extraída na superfície interna (17) do tubo externo (5’) ou na superfície externa (2) do tubo interno (1) em uma direção longitudinal.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que antes da etapa de inserir o tubo interno (1, 1’) no tubo externo (5, 5’) pelo menos o tubo externo (5’) é trabalhado por corte de metal, de maneira tal que pelo menos um recesso é formado na superfície interna (17’) do tubo externo (5’), em que o recesso é conectado a pelo menos uma ranhura (13), ou o tubo interno (1) é trabalhado por corte de metal de maneira tal que pelo menos um recesso (6) é proporcionado na superfície externa (2) do tubo interno (1), em que o recesso (6) se conecta a pelo menos uma ranhura.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o recesso (6) possui uma profundidade em uma direção radial do tubo externo (5’) ou do tubo interno (1), em que a profundidade do recesso (6) é igual a uma profundidade da ranhura (4, 13) na direção radial do tubo externo (5’) ou do tubo interno (1).
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que antes da etapa de inserir o tubo interno (1, 1’) no tubo externo (5, 5’) pelo menos um sensor (8) é colocado na ranhura (4, 13) ou no recesso (6), em que o sensor (8) é conectado a uma linha de sinal (7).
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sensor (8) é escolhido a partir de um grupo consistindo de um sensor de aceleração, um sensor de vibração, um sensor de condutividade, um sensor de pressão, um sensor de temperatura, um medidor de tensão, um sensor de corrosão, um sensor de campo magnético, um sensor de fluxo de calor e um sensor de torque ou qualquer combinação dos mesmos.
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