BR112018013034B1

BR112018013034B1 - Encaixe de extremidade de conexão de uma linha flexível, dispositivo para medir a integridade de um elemento alongado em uma linha flexível e método para medir a integridade de pelo menos uma linha flexível

Info

Publication number: BR112018013034B1
Application number: BR112018013034-6A
Authority: BR
Inventors: Yann Nicolas
Original assignee: Technip N-Power
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2022-06-07
Also published as: EP3397883B1; US10890506B2; DK3397883T3; FR3046452A1; CN108700225B; US20190003921A1; WO2017114942A1; BR112018013034A2; CN108700225A; EP3397883A1; FR3046452B1

Abstract

ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO DE UMA LINHA FLEXÍVEL, DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO E MÉTODO ASSOCIADO. Trata-se do encaixe de extremidade (2) que compreende: - uma parte de extremidade do revestimento tubular (20); - uma seção de extremidade (32) de cada elemento alongado (29; 31); - uma abóboda de extremidade (50) e uma cobertura (51) que definem uma câmara (52) para receber cada seção de extremidade (32). O encaixe de extremidade (2) inclui pelo menos um transdutor (4) para gerar uma onda ultrassônica guiada no elemento alongado (29; 31), o transdutor de geração (4) é colocado no elemento alongado (29; 31) na câmara de recebimento (52), sendo que o transdutor de geração (4) tem um volume menor que 200 mm3, em particular, compreendido entre 20 mm3 e 50 mm3.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um encaixe de extremidade de conexão de uma linha flexível, sendo que a linha flexível compreende pelo menos um revestimento tubular e pelo menos um elemento alongado disposto ao redor do revestimento tubular, sendo que o encaixe de extremidade compreende uma parte de extremidade do revestimento tubular, uma seção de extremidade de cada elemento alongado, uma abóboda de extremidade e uma cobertura que define uma câmara para receber cada seção de extremidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A linha flexível é, em particular, um cano flexível do tipo não ligado projetado para transferir hidrocarbonetos através de um corpo de água, tal como um oceano, mar, lago ou rio.

[003] Tal cano flexível é, por exemplo, produzido de acordo com documentos normativos API 17J (Specification for Unbonded Flexible Pipe) e API RP 17B (Recommended Practice for Flexible Pipe) estabelecidos pelo Instituto Americano de Petróleo.

[004] O cano é geralmente formado por um conjunto de camadas concêntricas e sobrepostas. Dentro do significado da presente invenção, o mesmo é considerado "não ligado” quando pelo menos uma das camadas do cano pode se mover longitudinalmente em relação aos estratos adjacentes quando o cano é dobrado. Em particular, um cano não ligado é um cano sem materiais de ligação que conectam os estratos que formam o cano.

[005] O cano é geralmente posicionado através de um corpo de água, entre um conjunto de fundo, projetado para coletar o fluido minerado no fundo do corpo de água, e um conjunto de superfície flutuante projetado para conectar e distribuir o fluido. O conjunto de superfície pode ser uma plataforma semissubmersível, um FPSO ou outro conjunto flutuante.

[006] De maneira conhecida, tal cano inclui uma estrutura tubular interna que compreende pelo menos um revestimento de pressão. O cano inclui camadas de blindagem contra tração posicionadas ao redor da estrutura tubular interna.

[007] Em alguns casos, para exploração de fluidos em águas profundas, o cano flexível tem um comprimento que excede 800 m. As extremidades do cano têm encaixes de extremidades para se conectarem ao conjunto de fundo e ao conjunto de superfície.

[008] Esses canos são submetidos a forças de tração axial muito altas, em particular, quando o corpo de água no qual o cano está posicionado é muito profundo.

[009] Nesse caso, o encaixe de extremidade superior que conecta o cano ao conjunto de superfície precisa reagir com uma tensão axial muito significativa, que pode atingir diversas de centenas de toneladas. Essas forças são transmitidas ao encaixe de extremidade por meio de camadas de blindagem contra tração que se estendem ao longo do cano.

[010] Os elementos de blindagem dos canos são, particularmente, submetidos a estresse durante a vida útil do cano. Esse é, em particular, o caso nos encaixes de extremidades, em que esses elementos alongados que formam as blindagens são ancorados ao mesmo tempo que são incorporados em uma massa de resina.

[011] Portanto, a integridade das camadas de blindagens contra tração é essencial para a vida útil do cano. Caso apareçam defeitos nos elementos de blindagem, os mesmos podem causar fraqueza de alguns dos elementos ou até mesmo rompimentos mecânicos, que podem ter consequências muitos prejudiciais na retenção do cano.

[012] A fim de solucionar esse problema, o documento no EP 0.415.848 descreve um método para monitorar um cano tubular flexível no qual sensores acústicos estão dispostos no revestimento externo, ou no último, para captar sinais acústicos emitidos pelos fios de blindagem quando os mesmos se esfregam entre si.

[013] Tal técnica tem a vantagem de poder determinar eventos particulares que ocorrem nos fios de blindagem, tais como a geração de rompimentos.

[014] No entanto, esses sensores são passivos e não permitem uma análise ativa dos defeitos, em qualquer momento, visto que é necessário monitorar os eventos que ocorrem no cano continuamente.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[015] Uma meta da invenção é permitir o monitoramento eficaz da integridade de elementos alongados presentes em um cano flexível, ativa e individualmente, a fim de monitorar a ocorrência de fraqueza mecânica nesses elementos.

[016] Com essa finalidade, a invenção se refere a um encaixe de extremidade do tipo mencionado acima caracterizado pelo fato de que o encaixe de extremidade inclui pelo menos um transdutor para gerar uma onda ultrassônica guiado no elemento alongado, sendo que o transdutor de geração é colocado no elemento alongado na câmara de recebimento, o transdutor de geração tem um volume menor que 200 mm3, em particular, compreendido entre 20 mm3 e 50 mm3.

[017] O encaixe de extremidade, de acordo com a invenção, pode incluir um ou mais dentre os seguintes recursos, considerados sozinhos ou de acordo com qualquer combinação (ou combinações) tecnicamente possíveis. - o transdutor de geração tem uma espessura, considerada em relação ao revestimento, menor que 2 mm, vantajosamente menor que 1/10 mm; - um material de enchimento da câmara de recebimento, sendo que o material de enchimento está em contato com a seção de extremidade do elemento alongado e cobre o transdutor de geração; - uma camada de blindagem, sendo que o elemento alongado é um elemento de blindagem da camada de blindagem; - uma camada de blindagem interna pelo menos uma camada de blindagem externa, sendo que o encaixe de extremidade compreende pelo menos uma seção de extremidade interna de pelo menos um elemento de blindagem da camada de blindagem interna e pelo menos uma seção de extremidade externa de pelo menos um elemento de blindagem da camada de blindagem externa; - o encaixe de extremidade que compreende um primeiro transdutor de geração de uma onda ultrassônica guiada aplicada na seção de extremidade interna, e um segundo transdutor de geração de uma onda ultrassônica guiada aplicada na seção de extremidade externa; - o transdutor de geração é colado na seção de extremidade do elemento alongado; - o transdutor de geração é coberto por um estrato de material protetor com uma espessura menor que 50% da espessura do transdutor de geração; - a seção de extremidade do elemento alongado compreende pelo menos uma face lateral e pelo menos uma borda localizada na extremidade livre da seção de extremidade, sendo que o transdutor de geração é aplicado na face lateral e/ou na borda; - a seção de extremidade do elemento alongado compreende um gancho, torção e/ou onda, sendo que o transdutor de geração está localizado no gancho, torção e/ou onda; - o transdutor de geração é preso a uma superfície plana; - diversas seções de extremidade de elementos alongados separados, sendo que o encaixe de extremidade compreende adicionalmente diversos transdutores de geração de uma onda ultrassônica guiada, sendo que cada um é aplicado a um elemento alongado separado; - o transdutor de geração pode emitir uma onda ultrassônica guiada com uma frequência compreendida entre 10 kHz e 5 MHz, vantajosamente entre 50 kHz e 500 kHz; - o transdutor de geração é escolhido dentre um transdutor piezoelétrico, vantajosamente, um transdutor de membrana piezoelétrico, um transdutor de ângulo variável, um transdutor interdigital e/ou um transdutor tipo pente excitado, um transdutor EMAT e/ou a transdutor de efeito magnetostritivo. - uma janela de inspeção visual está disposta na espessura de uma parte posterior da cobertura, ao longo de pelo menos um elemento alongado e/ou um colar de bloqueio posterior do elemento alongado ou de cada elemento alongado. -

[018] A invenção também se refere a um dispositivo para medir a integridade de um elemento alongado em uma linha flexível que compreende: - um encaixe de extremidade, conforme definido acima; - pelo menos um transdutor para receber a onda ultrassônica guiada emitida pelo transdutor de geração formada vantajosamente pelo transdutor de geração, por um gerador de sinal, conectado ao transdutor de geração ou a cada transdutor de geração e um detector de sinal, conectado ao transdutor de recebimento.

[019] A invenção também se refere a um método para medir a integridade de pelo menos uma linha flexível que compreende as seguintes etapas: - fornecer um dispositivo conforme definido acima; - gerar uma onda guiada com o uso do transdutor de geração em um elemento alongado da linha flexível; - receber um sinal capturado pelo transdutor de recepção do elemento alongado; - processar o sinal recebido para determinar a presença de defeitos no elemento alongado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[020] A invenção será compreendida mediante a leitura da seguinte descrição, fornecida somente como um exemplo, e em referência aos desenhos em anexo, em que: - A Figura 1 é uma vista em perspectiva em recorte parcial de uma seção central de um cano flexível destinado a ser conectado a um encaixe de extremidade de acordo com a invenção; - A Figura 2 é uma vista em corte parcial de um primeiro encaixe de extremidade de acordo com a invenção; - A Figura 3 é uma vista de um detalhe da seção de extremidade de um elemento de blindagem do encaixe de extremidade da Figura 2, equipado com transdutores acústicos; - A Figura 4 é uma vista semelhante à Figura 3 de outra realização de um elemento de blindagem, de acordo com a invenção; - A Figura 5 é uma vista de um detalhe da Figura 2 que ilustra o posicionamento do transdutor acústico; - A Figura 6 é uma vista esquemática de uma alternativa do transdutor aplicado a um elemento de blindagem; - A Figura 7 é uma vista esquemática de outra alternativa do transdutor aplicado a um elemento de blindagem; - A Figura 8 é uma vista que ilustra esquematicamente a propagação de uma onda guiada em um elemento de blindagem; - A Figura 9 é uma vista semelhante à Figura 2 de um detalhe de outro encaixe de extremidade de acordo com a invenção; - A Figura 10 é uma vista em corte de uma seção de extremidade de um elemento de blindagem do encaixe de extremidade da Figura 2, equipado com transdutores acústicos de acordo com uma realização da invenção; - A Figura 11 é uma vista semelhante à Figura 10 de outra realização da invenção; - A Figura 12 é uma vista semelhante à Figura 2 de outro encaixe de extremidade de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[021] Doravante, os termos "frontal" e “posterior" devem ser entendidos em relação à posição do meio de uma seção de cano flexível.

[022] O termo "posterior" se refere a mais próximo do meio da seção de cano flexível e mais distante de uma extremidade de uma extremidade da seção de cano flexível, ao passo que o termo "frontal" se refere a mais distante do meio da seção de cano flexível e mais próximo de uma extremidade da seção de cano flexível.

[023] Os termos "externo" e "interno" se referem respectivamente a radialmente mais distante do eixo geométrico do cano flexível e radialmente mais próximo do eixo geométrico do cano flexível.

[024] Um primeiro encaixe de extremidade instrumentado 2 de acordo com a invenção do cano flexível 10 é ilustrado pelas Figuras 2 e 5. O encaixe de extremidade instrumentado 2 é dotado de pelo menos um transdutor 4 para gerar uma onda ultrassônica guiada em pelo menos um elemento alongado do cano flexível 10.

[025] Conforme será observado abaixo, o encaixe de extremidade instrumentado 2 é conectado a uma unidade de detecção de defeito 6 para formar, com o encaixe de extremidade instrumentado 2, um dispositivo 8 para medir a integridade dos elementos alongados do cano flexível 10.

[026] O cano flexível 10 inclui uma seção central 12 ilustrada parcialmente na Figura 1. O mesmo inclui, em cada uma das extremidades axial da seção central 12, um encaixe de extremidade 2 (não mostrado na Figura 1), cujas partes relevantes são mostradas na Figura 2. Pelo menos um encaixe de extremidade 2 do cano é instrumentado.

[027] Com referência à Figura 1, o cano 10 delimita uma passagem central 16 para o fluxo de um fluido, vantajosamente um fluido de óleo. A passagem central 16 se estende ao longo de um eixo geométrico X-X', entre a extremidade a montante e a extremidade a jusante do cano 10. A mesma surge através dos encaixes de extremidade 2.

[028] O cano flexível 10 é projetado para ser posicionado através de um corpo de água (não mostrado) em uma instalação de exploração de fluido, em particular, para hidrocarbonetos.

[029] O corpo de água é, por exemplo, um mar, um lado ou o oceano. A profundidade do corpo de água na instalação de exploração de fluido está, por exemplo, compreendida entre 500 m e 3.000 m.

[030] A instalação de exploração de fluido compreende um conjunto de superfície, em particular flutuante, e um conjunto de fundo (não mostrado) que são geralmente conectados entre si pelo cano flexível 10.

[031] O cano flexível 10 é, de preferência, um cano “não ligado”.

[032] Pelo menos duas camadas adjacentes do cano flexível 10 são livres para se moverem longitudinalmente uma em relação à outra quando o cano flexiona. Vantajosamente, todas as camadas do cano flexível são livres para se moverem uma em relação à outra. Tal cano é, por exemplo, descrito nos documentos normativos publicados pelo Instituto Americano de Petróleo (API), API 17J e API RP 17B.

[033] Conforme ilustrado pela Figura 1, o cano 10 delimita uma pluralidade de estratos concêntricos ao redor do eixo geométrico A-A', que se estende continuamente ao longo do segmento central 12 até os encaixes de extremidade 2 situados nas extremidades do cano.

[034] O cano 10 inclui pelo menos um primeiro revestimento tubular 20 com uma base de um material de polímero que forma vantajosamente um revestimento de pressão.

[035] O cano 10 inclui adicionalmente uma pluralidade de blindagem contra tração camadas 24, 25 posicionadas para fora em relação ao primeiro revestimento 20.

[036] Vantajosamente, e dependendo do uso desejado, o cano 10 inclui adicionalmente uma carcaça interna 26 posicionada no interior do revestimento de pressão 20, uma abóboda de pressão 28 inserida entre o revestimento de pressão 20 e as blindagem contra tração camadas 24, 25 e um revestimento externo 30, projetado para proteger o cano 10.

[037] De maneira conhecida, o revestimento de pressão 20 é projetado para confinar com firmeza o fluido transportado na passagem 16. O mesmo é produzido a partir de um material de polímero, por exemplo, com uma base de uma poliolefina, tal como polietileno, uma base de uma poliamida, tal como PA11 ou PA12, ou uma base de um polímero fluorado, tal como fluoreto de polivinilideno (PVDF).

[038] A espessura do revestimento de pressão 20 está, por exemplo, compreendida entre 5 mm e 20 mm.

[039] Quando a carcaça 26 está presente, a mesma é formada por uma folha de metal perfilada, enrolada em uma espiral. As voltas da folha são vantajosamente grampeadas entre si, o que possibilita reagir às forças de esmagamento radiais.

[040] Nesse exemplo, a carcaça 26 é posicionada dentro do revestimento de pressão 20. O cano é então indicado pelo termo "furo áspero" devido à geometria da carcaça 26.

[041] Em uma alternativa que o mesmo não é mostrado, o cano flexível 10 não tem carcaça interna 26 e é, em seguida, denominado de “furo liso".

[042] O enrolamento helicoidal da folha de metal perfilada que forma a carcaça 26 tem um passo curto, isto é, o mesmo tem um ângulo espiral em relação ao eixo geométrico X-X’ com um valor absoluto próximo de 90°, compreendido entre 75° e 90°.

[043] Nesse exemplo, a abóboda de pressão 28 é projetada para reagir às forças em relação à pressão que prevalece no interior do revestimento de pressão 20. A mesma é formada, por exemplo, por um fio perfilado de metal 31 enrolado em uma espiral ao redor da manga 20. O fio perfilado 31 tem geralmente uma geometria complexa, em particular, no formato de um Z, T, U, K, X ou I. O fio perfilado 31 tem uma parte de extremidade 33 disposta no encaixe de extremidade 2. A parte de extremidade 33 é fornecida vantajosamente na extremidade frontal da mesma com um anel 35 visível, em particular, na Figura 9.

[044] A abóboda de pressão 28 é enrolada em uma espiral com um passo curto ao redor do revestimento de pressão 20, isto é, com um ângulo espiral em relação ao eixo geométrico X-X’ com um valor absoluto próximo a 90°, compreendido tipicamente entre 75° e 90°.

[045] No exemplo mostrado na Figura 1, o cano flexível 10 inclui uma camada de blindagem interna 24 e uma camada de blindagem externa 25 ao redor da qual o revestimento externo 30 está posicionado.

[046] Cada camada de blindagem 24, 25 inclui elementos de blindagem longitudinais 29 enrolados com um passo longo ao redor do eixo geométrico X-X' do cano.

[047] "Enrolado(a) com um passo longo" significa que o valor absoluto em relação ao eixo geométrico X-X’ do ângulo espiral é menor que 60° e está compreendido tipicamente entre 25° e 55°.

[048] Os elementos de blindagem 29 de uma primeira camada 24 são enrolados geralmente com um ângulo oposto em relação aos elementos de blindagem 29 de uma segunda camada 25. Desse modo, caso o ângulo de enrolamento dos elementos de blindagem 29 da primeira camada 24 seja igual a + α, em que α está compreendido entre 25° e 55°, o ângulo de enrolamento dos elementos de blindagem 29 da segunda camada 25 posicionado em contato com a primeira camada 24 é, por exemplo - α, em que α está compreendido entre 25° e 55°.

[049] Os elementos de blindagem 29 são formados, por exemplo, por fios de metal. Alternativamente, os elementos de blindagem 29 são formados, por exemplo, por fios de metal ou fitas compósitas planas preenchidas com fibras de carbono.

[050] Conforme mostrado na Figura 2, os elementos de blindagem 29 têm, cada um, uma seção de extremidade 32 inserida no encaixe de extremidade 2. A seção de extremidade 32 se estende até uma extremidade livre posicionada no encaixe de extremidade 2. A mesma tem vantajosamente uma trajetória espiral ou pseudoespiral com o eixo geométrico X-X' no encaixe de extremidade 2.

[051] No presente contexto, cada seção de extremidade 32 tem um elemento de fixação 36 no encaixe de extremidade 2, por exemplo, um gancho, torção e/ou onda. No exemplo mostrado nas Figuras 2 ou 5, o elemento de fixação 36 é um gancho.

[052] Nesse exemplo, conforme ilustrado pela Figura 3 ou pela Figura 4, cada elemento de blindagem 29 tem pelo menos uma face lateral 38, vantajosamente mais de três faces laterais 38, e uma borda 40, que se estende transversalmente, na extremidade livre do elemento de blindagem 29.

[053] Desse modo, o elemento de blindagem 29 tem um corte transversal em paralelepípedo, em particular, retangular. O corte transversal é substancialmente constante sobre todo o comprimento do elemento de blindagem 29.

[054] O revestimento externo 30 é projetado para impedir a permeação do fluido do exterior do cano flexível 10 em direção ao interior. O mesmo é produzido vantajosamente a partir de um material de polímero, em particular, com uma base de uma poliolefina, tal como polietileno, uma base de uma poliamida, tal como PA11 ou PA12, ou uma base de um polímero fluorado, tal como fluoreto de polivinilideno (PVDF).

[055] A espessura do revestimento externo 30 está compreendida, por exemplo, entre 5 mm e 15 mm.

[056] Conforme ilustrado pela Figura 2, cada encaixe de extremidade 2 inclui uma abóboda de extremidade 50 e uma cobertura de conexão externa 51 que se projeta axialmente para trás da abóboda 50. A cobertura 51 delimita, com a abóboda de extremidade 50 e com uma parte de extremidade do revestimento de pressão 20, uma câmara 52 para receber seções de extremidade 32 dos elementos de blindagem 29 e partes de extremidade 33 da abóboda de pressão 28.

[057] O encaixe de extremidade 2 inclui adicionalmente um conjunto de vedação frontal 54 ao redor do revestimento de pressão 20, e um conjunto de vedação posterior 56 ao redor do revestimento externo 30.

[058] O encaixe de extremidade 2 também compreende um conjunto 58 para prender estratos de blindagem 24, 25 na câmara 52.

[059] Nesse exemplo, a abóboda de extremidade 50 é projetada para conectar o cano 10 a outro encaixe de extremidade de conexão 2 ou a um equipamento terminal, vantajosamente, por meio de um flange de extremidade (não mostrado).

[060] A cobertura 51 delimita a câmara 52 radialmente em direção ao exterior. A mesma cobre o exterior das seções de extremidade 32 das camadas de blindagem 24, 25 e se estende axialmente para as partes de extremidade 33 da abóboda de pressão 28 e se estende axialmente até o conjunto de vedação posterior 56.

[061] O conjunto de vedação frontal 54 inclui pelo menos um anel de encrespamento 59 do revestimento de pressão 20.

[062] O conjunto de prendimento 58 inclui um colar de travamento posterior 62, pressionado na camada externa 25, e vantajosamente um material de enchimento sólido 70 da câmara 52, que incorpora as seções de extremidade 32 das camadas 24, 25 e, caso um seja instalado, o colar 62.

[063] Nesse exemplo, o encaixe de extremidade instrumentado 2 tem uma pluralidade de transdutores 4 para gerar ondas ultrassônicas guiadas fixados a uma pluralidade de elementos filiformes formados pelos elementos de blindagem 29 das camadas de blindagem 24, 25.

[064] Em particular, o encaixe de extremidade instrumentado 2 tem pelo menos um primeiro transdutor de geração 4 disposto em um elemento de blindagem 29 da camada de blindagem interna 24, de preferência, uma pluralidade de primeiros transdutores de geração 4 dispostos em elementos de blindagem separados 29 da camada de blindagem interna 24.

[065] De igual modo, o encaixe de extremidade instrumentado 2 tem pelo menos um segundo transdutor de geração 4 disposto em um elemento de blindagem 29 da camada de blindagem externa 25, de preferência, uma pluralidade de segundos transdutores de geração 4 dispostos em elementos de blindagem separados 29 da camada de blindagem externa 25.

[066] Vantajosamente, cada elemento de blindagem 29 de cada camada 24, 25 é dotado de pelo menos um transdutor de geração 4.

[067] Cada transdutor de geração 4 está disposto em uma seção de extremidade 32 do elemento de blindagem 29, na câmara 52.

[068] Cada transdutor de geração 4 está disposto próximo da extremidade livre da seção de extremidade 32, em particular, no elemento de fixação 36.

[069] Cada transdutor de geração 4 está localizado, de preferência, em uma superfície plana, antes ou após a parte curvada do elemento de fixação 36.

[070] Cada transdutor de geração 4 está vantajosamente localizado axialmente ao longo de uma superfície externa 60 da abóboda 50 na qual as seções de extremidade 32 repousam.

[071] No exemplo ilustrado na Figura 3, os transdutores de geração 4 estão presos nas faces laterais respectivas 38 do elemento de blindagem 29 próximo da extremidade livre.

[072] Alternativa ou adicionalmente, conforme ilustrado pela Figura 4, pelo menos um transdutor de geração 4 está preso na borda 40.

[073] O prendimento de cada transdutor de geração 4 é feito vantajosamente por colagem, em particular, com uma base de uma cola termoplástica, tal como uma cola de poliamida ou cianoacrilato ou com uma base de uma cola termoendurecível, tal como uma cola de epóxi.

[074] No exemplo mostrado na Figura 2, cada transdutor de geração 4 é coberto pelo material de enchimento endurecido 70 presente na câmara 52 em contato com a seção de extremidade 32 do elemento de blindagem 29. Em uma alternativa (não mostrada), o transdutor de geração é coberto por um estrato de material protetor com uma espessura menor que 50% da espessura do transdutor de geração 4.

[075] Esse material protetor é produzido, por exemplo, a partir de uma base de silicone.

[076] A fim de fornecer uma compacidade satisfatória na câmara 52, o transdutor de geração 4 tem um volume total menor que 200 mm3, em particular, compreendido entre 20 mm3 e 50 mm3.

[077] O transdutor de geração 4 é plano. De preferência, o mesmo tem uma espessura menor que 2 mm, em particular, compreendido entre 0,1 mm e 0,5 mm.

[078] O comprimento do transdutor 4 está compreendido, por exemplo, entre 5 mm e 20 mm e a largura do mesmo está compreendida entre 5 mm e 20 mm.

[079] Cada transdutor de geração 4 pode criar uma onda ultrassônica guiada ou um trem de ondas ultrassônicas guiadas, destinadas para se propagarem no elemento de blindagem 29.

[080] A onda ultrassônica guiada pode ser capturada por um transdutor de recebimento (não mostrado) que é, por exemplo um transdutor separado do transdutor de geração 4, colocado em uma distância do último, por exemplo, pelo menos 1 m, em particular, diversos metros no mesmo elemento de blindagem 29, de acordo com um então chamado modo "captura de passo".

[081] Alternativamente, o transdutor de recebimento é produzido a partir do transdutor de geração 4, sendo que a onda guiada é refletida por um defeito e/ou por uma extremidade do elemento de blindagem 29 para ser capturada novamente pelo transdutor 4, que funciona tanto como um transmissor e como um receptor.

[082] Os tempos de chegada dos ecos de sinal refletido indicam as distâncias relativas. Caso um defeito seja encontrado na trajetória da onda, parte da energia do mesmo será, em seguida, refletida, e um eco adicional aparecerá precocemente no transdutor 4.

[083] A onda guiada criada pelo transdutor de geração 4 pode se propagar no elemento de blindagem 29. A onda é guiada pela geometria do elemento de blindagem 29 e se propaga entre as faces 38 do elemento de blindagem 29. Dadas as propriedades de simetria, a natureza e a dispersão das ondas, há um número finito de modos de propagação em uma determinada frequência.

[084] A energia é distribuída na espessura diferentemente dependendo do modo de propagação considerado. Conectando-se a energia da onda à amplitude dos movimentos, sabendo a distribuição da energia de um modo de uma onda guiada em um elemento de blindagem 29, defeitos sutis localizados na espessura nas localizações em que essa energia é substancial serão, em seguida, prejudiciais.

[085] Em um elemento alongado, tal como um elemento de blindagem 29, três famílias de onda guiada são primariamente suscetíveis a se propagarem.

[086] Um primeiro modo se propaga na superfície do elemento de blindagem 29 e constitui ondas de Rayleigh. Nesse modo, as ondas prejudicam apenas uma espessura de material aproximadamente igual ao comprimento de onda.

[087] Um segundo modo com um único componente, que constitui as ondas de Love, corresponde a ondas transversas, cuja polarização é perpendicular ao plano de propagação. Essas ondas também são denominadas de ondas de SH, devido ao fato de que essas são ondas S (ondas de cisalhamento) com uma polarização horizontal.

[088] No caso de um elemento de blindagem que compreende um material isotrópico, um terceiro modo com três componentes pode se propagar em um elemento de blindagem 29 e constitui ondas de Lamb ou ondas de placa. A família de modos tem uma polarização que é continuada no plano de propagação.

[089] As ondas de Lamb são modos específicos ao elemento de blindagem 29. Essas ondas, do tipo P-SV, resultam do acoplamento entre as ondas longitudinais (L ou P) e as ondas verticais transversais (TV ou SV).

[090] Esses modos de Lamb são classificados em duas famílias em relação às simetrias do campo de movimento na espessura da placa. Portanto, são distinguidos os modos Sn simétrico e An antissimétrico cujas deformações são respectivamente simétricas e antissimétricas na espessura do elemento de blindagem 29. O índice n é um número inteiro que corresponde à ordem do modo de propagação.

[091] A propagação das ondas guiadas em cada elemento de blindagem 29 possibilita observar as conversões do modo incidente (ou modos incidentes). Os obstáculos ou defeitos que são incorporados por mudanças de impedância mais ou menos abruptas favorecem determinadas conversões de modo.

[092] De modo geral, um sinal obtido pelo transdutor de recepção durante uma inspeção contém contribuições correspondentes à propagação de diversos modos, sendo que cada modo tem características específicas que são variáveis com a frequência.

[093] As propriedades características associados a cada modo (velocidade de fase, velocidade de grupo) podem ser representadas na forma de curvas de dispersão. Quanto maior for a frequência, maior será a resolução espacial e melhor será a capacidade de detecção de defeitos pequenos. No entanto, o amortecimento das ondas ultrassônicas é mais rápido e a distância de exame se torna menor.

[094] Em particular, a medição da energia transportada por uma onda de Lamb é útil para obter energia balances entre as ondas incidentes e aquelas refletidas ou transmitidas após um defeito, por exemplo.

[095] O conhecimento das velocidades de fase é usado para reconhecimento das diferentes ondas presentes no elemento de blindagem em imagens que mostram as evoluções espaço-temporais dos movimentos normais.

[096] De preferência, o transdutor de geração 4 cria um único modo de propagação (ou preponderante) que tem uma dispersão limitada na faixa de frequência mais ampla possível. O modo de propagação mais apropriado é escolhido com base na geometria e nas dimensões do defeito cuja detecção é desejada e na sensibilidade do mesmo às características geométricas do defeito.

[097] A escolha do modo de propagação está associada à escolha de uma frequência que pode estar compreendida entre 10 kHz e 5 MHz, em particular, entre 50 kHz e 5 MHz, vantajosamente entre 50 kHz e 500 kHz.

[098] O modo de propagação preponderante é escolhido com base na distribuição espacial do mesmo na seção, o fluxo de energia transportado para detectar um defeito localizado na superfície ou no núcleo do elemento de blindagem 29.

[099] Desse modo, o uso de ondas guiadas na espessura do material (ondas de Lamb e SH) é de grande interesse para a inspeção dos elementos de blindagem 29, visto que as ondas guiadas permitem uma inspeção muito rápida ao longo de diversas dezenas de metros da presença de defeitos de corrosão, rachaduras ou rompimentos.

[0100] As ondas de superfície são bem adequadas para detectar pequenos defeitos de superfície ou quantificar a qualidade e natureza da interface entre um elemento de blindagem 29 e o ambiente do mesmo, em particular, para inspecionar a interface com o material de enchimento 70 no encaixe de extremidade 2 ou a presença de água no espaço anular entre o revestimento de pressão 20 e o revestimento externo 30.

[0101] Visto que a geometria do elemento de blindagem 29 guia as ondas, a presença de uma variação ambiental nas interfaces do elemento de blindagem 29 é detectável. Com base na natureza do ambiente em contato com as interfaces do elemento de blindagem 29, as regras de propagação para as ondas guiadas nessas interfaces são modificadas.

[0102] Por exemplo, caso o espaço anular da linha flexível seja inundado pela água do mar, a propagação das ondas ao longo de um elemento de blindagem 29 submerso resultará na modificação das propriedades do mesmo. As ondas então refletidas em direção ao transdutor de geração terão uma amplitude inferior àquelas das ondas emitidas. Parte da energia é transferida ao ambiente circundante, nesse caso, a água do mar.

[0103] O transdutor de geração 4 é, de preferência, um transdutor piezoelétrico. Em um primeiro exemplo, ilustrado pela Figura 3 ou pela Figura 4, o transdutor de geração 4 é, de preferência, uma pastilha piezoelétrica 88 (PW) colada no elemento de blindagem 29. Tal pastilha 88, em particular, possibilita gerar as ondas guiadas de Rayleigh e de Lamb no elemento de blindagem 29.

[0104] Alternativamente, conforme ilustrado pela Figura 6, um remendo 90 de material plástico, por exemplo, Plexiglas, é inserido entre a pastilha e a face 38 do elemento de blindagem 29. A pastilha 88 é, então, inclinada por um ângulo neutro em relação à superfície do remendo 90, ao passo que a superfície do remendo 90 é, por sua vez, inclinada por um ângulo não neutro, de preferência, maior que 0° e, no máximo, igual a 70° em relação à face lateral 38 do elemento de blindagem 29. Tal disposição também possibilita gerar ondas guiadas de Rayleigh e de Lamb no elemento de blindagem 29.

[0105] Alternativamente (não mostrado), o transdutor de geração 4 é um transdutor de ângulo variável.

[0106] Na alternativa mostrada na Figura 7, o transdutor de geração 4 é um transdutor interdigital 92. Esse transdutor 92 compreende eletrodos paralelos 94 na forma de dedos dispostos paralelos entre si, com um primeiro grupo de eletrodos conectados a um primeiro terminal de uma fonte de excitação e um segundo grupo de eletrodos conectados a um segundo terminal de uma fonte de excitação. Os eletrodos 94 são, de preferência, impressos em um filme plástico do tipo PVDF ou em uma folha piezocompósita. Esse transdutor também possibilita gerar ondas guiadas de Rayleigh de Lamb no elemento de blindagem 29.

[0107] Em outra alternativa (não mostrado), o transdutor de geração 4 compreende elementos piezoelétricos na forma de tira. O mesmo é denominado pelo termo “tipo pente excitado" de acordo com um modo de vibração apropriado (longitudinal ou transversal).

[0108] Alternativamente, o transdutor de geração 4 é um transdutor acústico eletromagnético denominado pelo acrônimo “EMAT”.

[0109] Esse transdutor funciona pela força de Lorentz ou por um efeito magnetostritivo diretamente no elemento de blindagem 29.

[0110] Também alternativamente, o transdutor de geração 4 é um transdutor de efeito magnetostritivo com o uso de um remendo de materiais magnetostritivos (primariamente, remendo de níquel) colado diretamente no elemento de blindagem 29 e excitado para fora por um enrolamento com um formato e dimensões apropriados alimentados por um gerador de corrente elétrica de alta intensidade.

[0111] Em referência à Figura 2, a unidade de detecção de defeito 6 compreende um gerador de sinal 96, conectado a cada transdutor de geração 4 para excitar o transdutor de geração 4 e gerar as ondas guiadas, um detector de sinal 98 conectado a cada transdutor de recebimento para capturar o sinal recebido pelo transdutor de recebimento e um computador 100 para processar o sinal recebido.

[0112] O gerador de sinal 96 pode gerar pelo menos dois tipos de sinais. Um primeiro tipo de sinal compreende pulsos que podem gerar pulsos com uma tensão com capacidade para atingir até 200 V, com uma duração muito curta (< 0,1 pts). Um segundo tipo de sinal consiste em trens de sinais, vantajosamente sinusoidais, com uma duração que pode atingir até diversas centenas de ciclos e uma frequência definida, por exemplo, compreendida entre 10 kHz e 5 MHz. Quanto mais longo for o trem de sinais (até diversas centenas de períodos), mais substancial a energia transportada será.

[0113] Conforme indicado anteriormente, a frequência de excitação está compreendida entre 10 kHz e 5 MHz, em particular, entre 50 kHz e 5 MHz, vantajosamente entre 50 kHz e 500 kHz.

[0114] O detector de sinal 98 está conectado ao transdutor de recebimento para capturar o sinal recebido, ou diretamente durante uma propagação entre o transdutor de geração 4 e o transdutor de recebimento colocado separado do mesmo, ou recebido por reflexão, quando o transdutor de recebimento é produzido a partir do transdutor de geração 4.

[0115] O computador de processamento 100 pode processar os sinais temporais recebidos do detector de sinal 98. O computador de processamento 100 pode, por exemplo, realizar uma transformada para distinguir os pacotes de onda que se movem em diferentes velocidades para obter uma representação de tempo-frequência, por exemplo, por meio de transformada de Fourier. Esse processamento compreende, por exemplo, deslizar uma janela temporal no sinal e, para cada posição da janela, computar a transformada de Fourier. Os modos guiados aparecem geralmente na forma de tarefas em tal representação.

[0116] A fim de identificar os modos presentes em um sinal, o computador de processamento 100 pode vantajosamente realizar uma transformada de Fourier espaço-temporal dupla. Com essa finalidade, o sinal capturado pelo detector de sinal 98 é submetido a duas transformadas de Fourier sucessivas, temporal, em seguida, espacial.

[0117] Em seguida, o sinal resultante é expresso como uma função do número de ondas kz e a frequência f. A representação obtida separa perfeitamente os diferentes modos presentes e a comparação às curvas de dispersão que ligam os números de onda, e a frequência possibilita identificar os modos. Esse processamento é denominado de "apenas frequência" e caracteriza os modos presentes, o que possibilita deduzir quaisquer dos mesmos por uma mudança de modo.

[0118] Em uma alternativa, o computador de processamento 100 pode extrair informações sobre as ondas que se propagam ao longo de elementos de blindagem 29, realizando-se processamento por "ondeletas". As ondeletas são partes do sinal detectado que correspondem, para cada uma, ao conteúdo da frequência. O computador de processamento 100 pode, então, decompor o sinal em ondeletas. O interesse dessa transformada se encontra em decompor os sinais em um espaço de tempo-frequência. Os sinais das ondas geradas, que podem em seguida se misturar, podem se separar nesse espaço, caso as velocidades das sejam diferentes, o que é geralmente o caso para as ondas guiadas.

[0119] Um método para montar um encaixe de extremidade instrumentado 2, de acordo com a invenção, será descrito agora.

[0120] Inicialmente, após a fabricação da seção central 12 do cano flexível 10, a extremidade do revestimento externo 30 é cortada para expor as seções de extremidade 32 dos elementos de blindagem 29 de cada camada de blindagem 24, 25.

[0121] Nessa configuração, a cobertura 51 e os elementos do conjunto de vedação posterior 56 são desobstruídos ao redor do revestimento externo 30, atrás das seções de extremidade 32.

[0122] Em seguida, os elementos de blindagem 29 são elevados para possibilitar engatar a abóboda de extremidade 50 e os elementos do conjunto de vedação frontal 54.

[0123] Em seguida, os elementos de fixação 36, no presente contexto ganchos, são produzidos na extremidade livre de cada elemento de blindagem 29.

[0124] Os transdutores de geração 4 são, então, fornecidos. Cada transdutor de geração 4 é aplicado a uma face lateral 38 de um elemento de blindagem 29 e/ou à borda 40 do elemento de blindagem 29. O transdutor de geração 4 é preso por colagem no elemento de blindagem 29.

[0125] Pelo menos um elemento de blindagem 29 da camada interna 24 e pelo menos um elemento de blindagem 29 da camada externa 25 são equipados com um transdutor de geração 4. De preferência, uma pluralidade de elementos de blindagem 29 da camada interna 24 e uma pluralidade de elementos de blindagem da camada externa 25 são equipadas, cada uma, com pelo menos um transdutor de geração 4.

[0126] Vantajosamente, todos os elementos de blindagem 29 são equipados com pelo menos um transdutor de geração 4.

[0127] Os transdutores 4 são, em seguida, conectados, por exemplo, de maneira cabeada, à unidade de detecção de defeito 6.

[0128] Em seguida, o conjunto de vedação frontal 54 é colocado para encrespar o revestimento de pressão 20. Os elementos de blindagem 29 são, em seguida, dobrados para frente para serem pressionados contra a superfície externa 60 da abóboda de extremidade 50.

[0129] A cobertura 51 é movida para frente para ser montada a abóboda de extremidade 50 e fechar a câmara de recebimento 52. O conjunto de vedação posterior 56 é, em seguida, colocado para encrespar o revestimento externo 30.

[0130] Em seguida, material de enchimento 70 é vertido na câmara 52 para preencher a câmara 52. O material incorpora as seções de extremidade 32 dos elementos de blindagem 29 e cobre os transdutores de geração 4.

[0131] Os transdutores de geração 4 que têm um volume estérico pequeno e uma espessura limitada não prejudicam a vertedura do material de enchimento 70 e o prendimento das seções de extremidade 32 dos elementos de blindagem 29 na câmara de recebimento 52 do encaixe de extremidade 2.

[0132] Um método para medir a integridade dos elementos de blindagem 29 de um cano flexível 10, realizado com o uso de um encaixe de extremidade instrumentado 2, de acordo com a invenção, será agora descrito.

[0133] Inicialmente, o cano flexível 10, dotado de pelo menos um encaixe de extremidade instrumentado 2, é fornecido. O gerador de sinal 96 da unidade de detecção de defeito 6 é conectado ao transdutor de geração 4 disposto no encaixe de extremidade instrumentado 2.

[0134] Em intervalos regulares, por exemplo, em uma frequência compreendida entre 10 kHz e 5 MHz, o gerador de sinal 96 é ativado para criar impulsos que podem gerar pulsos, com uma duração curta ou trens de sinais com uma duração que pode atingir até diversas centenas de ciclos.

[0135] A frequência dos sinais 96 está compreendida, de preferência, entre 10 kHz e 5 MHz, em particular, entre 50 kHz e 5 MHz, vantajosamente entre 50 kHz e 500 kHz.

[0136] Portanto, cada transdutor de geração 4 cria, no elemento de blindagem 29 no qual o mesmo está disposto, uma onda ultrassônica guiada, que se propaga ao longo do elemento de blindagem 29, conforme ilustrado pela Figura 8.

[0137] Conforme indicado acima, a onda é uma onda de Rayleigh que se propaga, de preferência, na superfície do elemento de blindagem 29 e/ou uma onda de Lamb que se propaga no núcleo do elemento de blindagem 29.

[0138] A onda ultrassônica guiada se propaga rapidamente em uma distância maior que 1 m, em particular, maior que 10 m e vantajosamente compreendida entre 10 m e 100 m.

[0139] Durante a passagem no elemento de blindagem 29, caso a onda encontre defeitos e/ou obstáculos, isso cria uma mudança de impedância mais ou menos abrupta, que pode converter os modos de propagação incidentes.

[0140] Caso o transdutor de recebimento seja separado do transdutor de geração 4, o sinal obtido após a propagação é coletado diretamente pelo transdutor de recebimento localizado remotamente, sem reflexão do sinal.

[0141] Em contrapartida, quando o transdutor de recebimento é produzido a partir do transdutor de geração 4, o sinal é refletido, por exemplo, mediante a passagem por um defeito e/ou na extremidade do elemento de blindagem 29, e o sinal refletido é recebido pelo transdutor de geração 4.

[0142] O sinal recebido pelo transdutor de recebimento é coletado pelo receptor de sinal 98, em seguida, é processado pelo computador de processamento 100.

[0143] Vantajosamente, as propriedades características associadas a cada modo, tais como a velocidade de fase, a velocidade de grupo, são calculadas e são representadas na forma de curvas de dispersão. A energia transportada pela onda ultrassônica guiada também é medida a fim de obter equilíbrios de energia entre as ondas incidentes e aquelas refletidas ou transmitidas após um defeito.

[0144] Conforme especificado anteriormente, a fim de detectar os modos que estão presentes, uma representação de tempo-frequência pode ser calculada, deslizando-se uma janela temporal no sinal e para cada posição da janela, calculando-se a transformada de Fourier. Os modos guiados, em seguida, aparecem na forma de zonas específicas na representação de tempo- frequência.

[0145] Alternativamente, conforme indicado anteriormente, uma transformada de Fourier espaço-temporal dupla é feita para obter uma representação como uma função do número de ondas e a frequência que separa os modos que estão presentes. Isso permite a comparação aos modos de dispersão que ligam os números das ondas e da frequência, para uma identificação dos modos e para determinar quaisquer conversões de modo relacionadas aos defeitos.

[0146] Alternativamente, o processamento por ondeletas é feito, conforme indicado acima.

[0147] Então, é possível detectar rompimentos, rachaduras e corrosão de elementos de blindagem 29 da camada externa 25 e da camada interna 24 no encaixe de extremidade 2 ou no comprimento de trabalho na seção central 12 até uma distância de diversas dezenas de metros, por exemplo, sob a rigidez.

[0148] A presença de água no espaço anular até uma distância de diversas dezenas de metros também pode ser inspecionada.

[0149] O método de acordo com a invenção possibilita adicionalmente avaliar a qualidade da interface resina / blindagem da camada externa 25 na camada interna 24 nos encaixes de extremidades 2.

[0150] Em uma alternativa, mostrada na Figura 9, pelo menos um transdutor de geração 4 é montado em um fio 31 da abóboda de pressão 28, na câmara de recebimento 52 do encaixe de extremidade 2 e/ou no anel 35 localizado na extremidade do fio 31.

[0151] Então, é possível transmitir um sinal acústico na forma de uma onda guiada no elemento alongado produzido a partir de um fio 31 da abóboda de pressão 28. Então, é possível detectar rompimentos, rachaduras nos fios que foram a abóboda de pressão 28.

[0152] Alternativamente, (não mostrado), pelo menos um transdutor de geração 4 é montado em um fio de travamento, quando tal fio de travamento estiver presente.

[0153] Em realizações alternativas preferenciais da invenção ilustradas nas Figuras 10 e 11, dois transdutores 4 ficam presos em oposição, isto é, opostos diametralmente, em faces respectivas opostas 38A, 38B; 38C, 38D do elemento de blindagem 29. De preferência, os transdutores 4 estão localizados no elemento de fixação 36, após a parte curvada do mesmo, na extremidade livre.

[0154] No exemplo ilustrado na Figura 10, um transdutor 4 é preso na face interna 38A do elemento de blindagem 29 localizado por toda a superfície externa 60 da abóboda de extremidade 50, ao passo que outro transdutor 4 é preso na face externa 38B do elemento de blindagem 29 localizado por toda a superfície interna da cobertura 51.

[0155] Em outro exemplo ilustrado na Figura 11, um transdutor 4 é preso em uma face lateral 38C do elemento de blindagem 29, ao passo que outro transdutor 4 é preso na outra face lateral 38D do elemento de blindagem 29.

[0156] Um dentre os transdutores 4 é um transdutor de geração de onda, ao passo que o outro transdutor diametralmente oposto é um transdutor de recebimento para as ondas geradas no elemento de blindagem 29.

[0157] Com essa configuração na qual os transdutores de geração e de recebimento 4 são presos no elemento de blindagem 29 de maneira diametralmente oposta, a faixa de frequência ou a energia necessária para gerar trens de onda no elemento de blindagem 29 é inferior para as outras configurações de posição dos transdutores 4 descritos acima.

[0158] Portanto, é possível otimizar o projeto dos transdutores, isto é, otimizar o formato e/ou tamanho do mesmo, à luz do desempenho desejado.

[0159] Além disso, essa realização alternativa da invenção possibilita desacoplar a função de geração de onda guiada da função de detecção de onda guiada refletida, diferentemente do caso em que o transdutor de geração também realiza a função de recebimento de onda guiada.

[0160] Dessa maneira, a função principal de cada transdutor é otimizada. Por exemplo, é possível aprimorar a função de detecção principal do transdutor de recebimento das ondas guiadas aumentando-se a sensibilidade de detecção do mesmo.

[0161] De acordo com uma realização particular da invenção, o pelo menos um transdutor de geração 4 é posicionado, em seguida, preso em pelo menos um elemento de blindagem 29 da camada de blindagem externa 25 e/ou da camada de blindagem interna 24, a fim de monitorar a evolução da integridade do pelo menos um elemento de blindagem 29 em tempo real quando a linha flexível está em produção.

[0162] Em produção, a linha flexível é submetida a forças de tração longitudinais cuja maioria é reagida pelos elementos de blindagem 29 e mais particularmente na extremidade dos mesmos localizados na câmara 52 delimitada pela abóboda de extremidade 50 e pela cobertura 51 do encaixe de extremidade de conexão 2.

[0163] Um estudo foi conduzido pelo Requerente a fim de avaliar a probabilidade de uma onda que pode se propagar em um elemento de blindagem 29 submetido a uma carga mecânica de tração.

[0164] Com essa finalidade, diversas amostras de elemento de blindagem 29 nos quais os transdutores de geração 4 são presos são instaladas entre as garras de uma máquina de teste de tração. O elemento de blindagem 29 é puxado ou, de preferência, submetido à tensão, em intervalos de tempos regulares. A força de tração aplicada ao elemento de blindagem 29 ocorre de modo que o último se estique por um determinado comprimento. Uma vez que o elemento de blindagem é alongado pelo comprimento desejado que representa o que um fio de blindagem contra tração é submetido quando o cano está em uso, um pulso é, então, gerado através do elemento de blindagem 29. Então, observa-se como o trem de onda se move ao longo do elemento de blindagem 29.

[0165] Com essa finalidade, o Requerente pôde observar que a geração de pulsos através dos elementos de blindagem 29 submetidos às forças de tração não afeta a transmissão de trem de onda. O fato de que o elemento de blindagem 29 foi esticado e que a microestrutura foi, portanto, modificada não impede que o trem de onda circule ao longo do dito elemento de blindagem 29.

[0166] No entanto, isso permanece válido no caso em que os elementos de blindagem 29 são puxados até o limite elástico máximo dos mesmos. No caso que o elemento de blindagem 29 foi puxado além desse limite e foi, portanto, plastificado, o pulso gerado não possibilita transmitir o trem de onda ao longo de todo o comprimento. Portanto, o trem de onda é atenuado consideravelmente na zona plastificada.

[0167] Dependendo do modo de propagação e/ou da frequência excitação das ondas guiadas geradas no elemento de blindagem 29, a amplitude das ondas guiadas pode ser inalterada ou, do contrário, modificada, isto é, maior ou menor.

[0168] Além disso, o modo de propagação e/ou a frequência de excitação das ondas guiadas geradas no elemento de blindagem 29 também podem influenciar a velocidade de propagação dos mesmos. A velocidade dos mesmos pode ser acelerada, ou do contrário, diminuída quando os mesmos encontram a zona do elemento de blindagem 29 que foi esticada mecanicamente.

[0169] Em contrapartida, quando os elementos de blindagem 29 tiverem sido mecanicamente esticados até o domínio de plastificação dos mesmos, as ondas guiadas geradas não são transmitidas a todo o comprimento do elemento de blindagem 29. As mesmas são atenuadas consideravelmente ou até mesmo interrompidas pela zona do elemento de blindagem 29 que foi esticada mecanicamente até plastificação.

[0170] Como resultado, além de monitorar a integridade dos elementos de blindagem 29 a fim de detectar rachaduras e/ou rompimentos assim como corrosão (perdas de espessura), esse método de medição também possibilita a verificação em tempo real do alongamento sofrido por cada um dos elementos de blindagem 29 quando a linha flexível está em produção.

[0171] A Figura 12 mostra outro encaixe de extremidade de conexão 2 da linha flexível 10 de acordo com a invenção. Esse encaixe de extremidade 2 compreende, na parte posterior do mesmo, uma janela de inspeção visual 510 disposta na espessura da cobertura 51. Tal janela 510 é descrita, por exemplo, no pedido internacional no WO2016/042487 depositado pelo Requerente. A janela 510 é colocada ao longo de pelo menos um elemento de blindagem 29 da camada de blindagem externa 25 e/ou de um colar de bloqueio posterior 62 do elemento blindagem 29 ou de cada elemento de blindagem 29.

[0172] A presença da janela de inspeção visual 510 permite o acesso à camada de blindagem externa 25 da linha flexível 10. Além disso, além de poder realizar monitoramento visual e em tempo real da integridade mecânica dos fios de blindagem, a janela 510 oferece vantajosamente a possibilidade de posicionamento, em seguida, prendimento dos transdutores de geração 4 em cada um dos fios que formam a camada de blindagem externa 25 a fim de inspecionar e detectar, em tempo real, início de rachadura e/ou rompimento dentro dos fios de blindagem.

[0173] Além disso, a implantação dos transdutores de geração 4 também possibilita detectar inundação do espaço anular da linha 10 através do encaixe de extremidade 2, assim como a possibilidade de um ou diversos fios de blindagem serem corroídos.

[0174] De preferência, a implantação dos transdutores de geração 4 nos fios de blindagem da camada de blindagem externa 25 é feita durante a fabricação da linha flexível. No entanto, a implantação dos transdutores 4 também pode ser feita posteriormente, antes de instalar a linha no corpo de água ou até mesmo após comissionamento.

Claims

1. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2) DE UMA LINHA FLEXÍVEL, sendo que a linha flexível compreende pelo menos um revestimento tubular (20) e pelo menos um elemento alongado (29; 31) disposto ao redor do revestimento tubular (20), sendo que o encaixe de extremidade (2) compreende: - uma parte de extremidade do revestimento tubular (20); - uma seção de extremidade (32) de cada elemento alongado (29; 31); - uma abóboda de extremidade (50) e uma cobertura (51) que definem uma câmara (52) para receber a seção de extremidade (32); caracterizado pelo encaixe de extremidade (2) incluir pelo menos um transdutor (4) para gerar uma onda ultrassônica guiada no elemento alongado (29; 31), em que o transdutor de geração (4) é colocado no elemento alongado (29; 31) na câmara de recebimento (52), sendo que o transdutor de geração (4) tem um volume menor que 200 mm3, preferivelmente, compreendido entre 20 mm3 e 50 mm3.

2. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo transdutor de geração (4) ter uma espessura, considerada em relação ao revestimento (20), menor que 2 mm, preferivelmente menor que 1/10 mm.

3. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por incluir um material de enchimento (70) da câmara de recebimento (52), sendo que o material de enchimento (70) está em contato com a seção de extremidade (32) do elemento alongado (29; 31) e cobre o transdutor de geração (4).

4. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela linha flexível compreender pelo menos uma camada de blindagem (24, 25), sendo que o elemento alongado (29; 31) é um elemento de blindagem da camada de blindagem (24, 25).

5. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela linha flexível compreender pelo menos uma camada de blindagem interna (24) e pelo menos uma camada de blindagem externa (25), sendo que o encaixe de extremidade (2) compreende pelo menos uma seção de extremidade interna (32) de pelo menos um elemento de blindagem (29) da camada de blindagem interna (24) e pelo menos uma seção de extremidade externa (32) de pelo menos um elemento de blindagem (29) da camada de blindagem externa (25), sendo que o encaixe de extremidade (2) compreende um primeiro transdutor de geração (4) de uma onda ultrassônica guiada aplicada na seção de extremidade interna (32), e um segundo transdutor de geração de uma onda ultrassônica guiada (4) aplicada na seção de extremidade externa (32).

6. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo transdutor de geração (4) estar colado na seção de extremidade (32) do elemento alongado (29; 31).

7. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo transdutor de geração (4) ser coberto por um estrato de material protetor com uma espessura menor que 50% da espessura do transdutor de geração (4).

8. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela seção de extremidade (32) do elemento alongado (29; 31) compreender pelo menos uma face lateral (38) e pelo menos uma borda (40) localizada na extremidade livre da seção de extremidade (32), sendo que o transdutor de geração (4) é aplicado na face lateral (38) e/ou na borda (40).

9. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela seção de extremidade (32) do elemento alongado (29; 31) compreender um gancho, torção e/ou onda, sendo que o transdutor de geração (4) está localizado no gancho, na torção e/ou na onda.

10. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo transdutor de geração (4) ser preso em uma superfície plana.

11. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por incluir diversas seções de extremidade (32) de elementos alongados separados (29; 31), sendo que o encaixe de extremidade (2) compreende adicionalmente diversos transdutores de geração (4) de uma onda ultrassônica guiada, cada um aplicado em um elemento alongado separado (29; 31).

12. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo transdutor de geração (4) poder emitir uma onda ultrassônica guiada com uma frequência compreendida entre 10 kHz e 5 MHz, prefererivelmente entre 50 kHz e 500 kHz.

13. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo transdutor de geração (4) ser escolhido dentre um transdutor piezoelétrico, vantajosamente, um transdutor de membrana piezoelétrico, um transdutor de ângulo variável, um transdutor interdigital e/ou um transdutor tipo pente excitado, um transdutor EMAT e/ou um transdutor de efeito magnetostritivo.

14. ENCAIXE DE EXTREMIDADE DE CONEXÃO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por uma janela de inspeção visual (510) estar disposta na espessura de uma parte posterior da cobertura (51), ao longo de pelo menos um elemento alongado (29) e/ou um colar de bloqueio posterior (62) do elemento alongado (29) ou de cada elemento alongado (29).

15. DISPOSITIVO (8) PARA MEDIR A INTEGRIDADE DE UM ELEMENTO ALONGADO (29; 31) EM UMA LINHA FLEXÍVEL, caracterizado por compreender: - um encaixe de extremidade (2), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14; - pelo menos um transdutor para receber a onda ultrassônica guiada emitida pelo transdutor de geração (4) formada pelo transdutor de geração (4), por um gerador de sinal (96), conectado ao transdutor de geração (4) ou a cada transdutor de geração (4) e um detector de sinal (98), conectado ao transdutor de recebimento.

16. MÉTODO PARA MEDIR A INTEGRIDADE DE PELO MENOS UMA LINHA FLEXÍVEL, caracterizado por compreender as etapas: - fornecer um dispositivo (8), conforme definido na reivindicação 15; -gerar uma onda guiada com o uso do transdutor de geração (4) em um elemento alongado (29; 31) da linha flexível; - receber um sinal capturado pelo transdutor de recepção do elemento alongado (29; 31); - processar o sinal recebido para determinar a presença de defeitos no elemento alongado (29; 31).