BR112018013388B1 - Anel de suporte, combinação de uma seção de tubo e o anel de suporte e método de soldagem topo a topo de seções de tubo - Google Patents

Abstract

ANEL DE SUPORTE E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE OLEODUTOS SUBMARINOS. A presente invenção refere-se a um anel de suporte (42) que apoia um anel de solda (52) de modo a orientar máquinas de soldagem em torno de uma seção de tubo revestido. O anel de suporte (42) tem um corpo tubular (44) a fim de apoiar o anel de solda (52), o corpo (44) tendo uma curvatura substancialmente circular em torno de um eixo longitudinal. Pelo menos uma extensão de aterramento (62) conectada ao corpo (44) é deslocada no sentido longitudinal e radialmente para fora com relação ao corpo (44) e ao eixo longitudinal. Isso permite que a extensão de aterramento (62) fique assentada radialmente do lado de fora de um revestimento de tubo (32) da seção de tubo, ao mesmo tempo que o corpo (44) envolve uma zona de extremidade recortada (40) onde o revestimento de tubo (32) é recortado. As seções de tubo dispostas ponta com ponta para soldagem podem, cada das mesmas, ser montadas com esses anéis de suporte (42). Isso permite que os anéis de solda (52) envolvam ambas as zonas de extremidade recortadas (40), como também permite que efetivas conexões de aterramento sejam produzidas sem aumentar o tamanho das zonas de extremidade recortadas (40).

Description

[001] A presente invenção refere-se à fabricação de oleodutos submarinos ou estruturas submarinas ocas alongadas similares por meio de soldagem.

[002] Os oleodutos usados na indústria de petróleo e gás subma rinos são mais comumente feitos de comprimentos de tubos de aço soldados juntos ponta com ponta. Existe, portanto, a necessidade na indústria de se produzir perímetros circunferenciais e soldas topo a topo entre as sucessivas seções de tubo, tais como juntas de tubos ou hastes de tubos, que compreendem muitas juntas de tubo previamente soldadas entre si. Tais soldagens podem, por exemplo, ser feitas quando se fabrica oleodutos ao largo em operações de lançamento em S ou lançamento em J ou ao se fabricar oleodutos ao largo em uma empresa de extração de petróleo em reservas submarinas para subsequentes operações de lançamento de bobinas.

[003] Quando um oleoduto é disposto ao largo em operações de lançamento em S ou lançamento em J, a fabricação de juntas de tubos é realizada a bordo de um navio de lançamento de tubos, tais como uma balsa de lançamento de tubos que lança a coluna de tubos resultante para dentro do mar. No método de lançamento em S, por exemplo, uma coluna de tubos é montada sobre o convés do navio em uma linha de tiro horizontal com várias estações de soldagem. Depois de testar e revestir as soldas em outras estações a jusante na linha de tiro, a coluna de tubos é lançada do navio ao longo de um suporte de lançamento de modo a se curvar para baixo através da água até o leito do mar.

[004] A esse respeito, faz-se referência à vista esquemática da Figura 1 dos desenhos, na qual um navio de lançamento de tubos 10 configurado para o método de instalação de lançamentos em S se movimenta da esquerda para a direita, tal como ilustrado, durante uma operação de lançamento de tubos. O navio 10 transporta um suprimento de juntas de tubos 12 em seu convés 14 que são soldadas uma à outra em uma ou mais estações de soldagem 16 de modo a formar uma coluna de tubos 18 que se movimenta a ré com relação ao navio 10 ao longo de uma linha de tiro. As soldas são testadas em uma ou mais estações de teste 20 localizadas a jusante (isto é, atrás) das estações de soldagem 16 e são, em seguida, revestidas em uma ou mais estações de revestimento 22 localizadas a jusante das estações de teste 20. As estações de soldagem 16, as estações de teste 20 e as estações de revestimento 22 se encontram, portanto, na linha de tiro ao longo da qual a coluna de tubos 18 se desloca à medida que a mesma é montada, testada e revestida antes de ser lançada do navio 10 para dentro do mar 24.

[005] A coluna de tubos 18 é suportada por um sistema tensor 26 localizado a jusante das estações de revestimento 22. A coluna de tubos 18 é lançada do navio 10 por meio de um suporte de lançamento 28 que se estende à popa do navio 10, localizada a jusante do sistema tensor 26. O suporte de lançamento 28 compreende rolos 30 que suportam o encurvamento da coluna de tubos 18 à medida que a mesma entra no mar 24. A coluna de tubos 18 pende do suporte de lançamento 28 em uma forma de S raso sob tensão que atua entre o sistema tensor 26 e um ponto de pouso no fundo do mar (não representado).

[006] É desejável realizar o lançamento de tubos tão rapidamente quanto permita a segurança da operação. Isso minimiza o custo de operação do navio e reduz a imobilização de capital valioso relativo aos equipamentos. Essa operação também reduz a 'janela de tempo' de condições marítimas favoráveis que possam ser necessárias no sentido de concluir uma tarefa de lançamento de tubos.

[007] A velocidade do lançamento de tubos depende da minimi- zação da escala de tempo de todas as operações em um caminho crítico. Dadas as etapas de processamento sequenciais e escalonadas de soldagem, as operações de testes e revestimento em um lançamento em S, é particularmente importante que a soldagem não leve mais tempo que o necessário. Caso contrário, ocorrerá um gargalo no processo de fabricação e instalação de oleodutos.

[008] A fim de atenuar a corrosão de um oleoduto e opcionalmen te também reduzir a transferência de calor dos ou para os fluidos que o oleoduto carrega em uso, as seções de tubo são pré-revestidas com revestimentos de tubo que, opcionalmente, são também termicamente isolantes. Normalmente, uma camada interna fina de base anticorro- são, epóxi ligado por fusão (FBE) ou adesivo aplicado diretamente à superfície metálica externa do tubo é envolvida por uma camada externa mais espessa de material protetor ou isolante que poderá ser, por exemplo, de polipropileno (PP) ou que poderá ser, ela mesma, uma estrutura em camadas. É também conhecido aplicar um revestimento de peso de concreto (CWC) como uma camada externa em torno de uma camada interna de epóxi FBE, de modo a conferir uma flu- tuabilidade negativa sobre um oleoduto e prover uma proteção mecânica.

[009] Um curto comprimento do tubo subjacente deve ser deixa do sem revestimento em uma extremidade de uma seção de tubo a fim de facilitar uma soldagem topo a topo. Sendo assim, o trabalho preparatório sobre uma seção de tubo, antes da soldagem, tipicamente envolve o corte de uma quantidade do revestimento de tubo da extremidade do tubo subjacente de modo a formar uma zona de recuo que se estende proximalmente a partir da extremidade distal saliente do tubo. O comprimento da zona de recuo poderá ser determinado de certa maneira em função de restrições térmicas em particular a fim de evitar a fusão ou de outro modo a degradação do revestimento de tubo devido ao calor da soldagem.

[0010] A borda cortada do revestimento de tubo pode ser chanfra da de modo a produzir uma forma de cone truncado ou poderá ser cortada reta de modo a se assentar em um plano radial ortogonal ao eixo longitudinal central do oleoduto. De qualquer maneira, o resultado será que uma borda distal cortada do revestimento de tubo ficará recuada proximalmente a partir da extremidade distal adjacente do tubo subjacente.

[0011] Na prática, quando um revestimento de tubo compreende uma camada interna dentro de uma camada externa, a operação de recorte poderá deixar dois recuos distintos na borda do revestimento. Primeiramente, a camada externa, que poderá ser de plástico ou de concreto, é recortada na direção proximal de modo a expor a camada interna, que poderá ser de epóxi FBE ou adesivo. A camada interna exposta é removida das cercanias imediatas da solda ao ser moída ou usinada de modo a expor uma tira circunferencial estreita de metal nu que se estende proximalmente a partir da extremidade distal do tubo subjacente.

[0012] Consequentemente, a zona de recuo que se estende a par tir da extremidade distal do tubo subjacente até a borda cortada do re-vestimento de tubo compreende uma tira circunferencial de metal nu no lado distal de uma tira circunferencial adjacente da camada interna exposta. A borda distal da camada interna exposta forma um primeiro recuo raso na borda do revestimento de tubo. À medida que a camada interna se projeta distalmente para além da borda cortada da camada externa, essa camada externa formará um segundo recuo maior na borda do revestimento de tubo, disposto proximalmente com relação ao primeiro recuo.

[0013] Em uma estação de soldagem, duas seções de tubo a se rem juntadas são alinhadas ponta com ponta depois de seus revestimentos de tubo serem recortados. Um anel de solda é preso em torno da zona de recuo de uma das seções de tubo, e um fio de terra é fixado à zona de recuo oposta da outra seção de tubo a fim de conectar as seções de tubo à terra. Máquinas de soldagem são acopladas ao anel de solda a fim de realizar automaticamente uma solda, de preferência por meio de soldagem a arco elétrico, enquanto as mesmas se movimentam ao longo do anel em torno da junta onde as seções de tubo se encontram. A Patente dos Estados Unidos Número de Série 3718798 descreve uma típica máquina de soldagem.

[0014] Depois de a soldagem ser concluída, um teste não destruti vo (NDT), tal como um teste radiográfico ou um teste ultrassônico, deverá ser feito na solda a fim de detectar quaisquer defeitos. Por fim, depois de passar o teste NDT, a região não revestida do tubo em torno da junta soldada é revestida com um revestimento de junta de campo a fim de atenuar a corrosão e manter qualquer nível de isolamento térmico ou de proteção mecânica que seja considerado necessário para os fins do oleoduto. Nas operações de lançamento em S, o revestimento de junta de campo é feito a montante do suporte de lançamento, em uma ou mais estações de revestimento para as quais a coluna de tubos avança de uma forma gradual após soldagem. Quando o revestimento de junta de campo é aplicado e é curado ou de outro modo solidificado, as seções de tubos unidos ficarão prontas para lançamento no mar como parte de um oleoduto submarino.

[0015] O material usado para o revestimento de junta de campo complementa adequadamente o material dos revestimentos de tubo. Por exemplo, um revestimento de junta de campo entre os revestimentos de tubo de polipropileno pode ser feito por meio de moldagem por injeção de polipropileno para dentro da abertura entre as bordas adja- centes dos revestimentos de tubo.

[0016] Um anel de solda é uma tira de metal ou faixa estendida no sentido circunferencial que é montada sobre a zona de recuo em torno de uma das extremidades de tubo adjacentes, próxima à junta a ser soldada. Um exemplo de um anel de solda é apresentado na Patente dos Estados Unidos Número de Série 3910480; e a Patente dos Estados Unidos Número de Série 5944248 apresenta um aperfeiçoamento no sentido de lidar com problemas de posicionamento.

[0017] As Patentes do Japão JPS 55128381 e 6336972 mostram exemplos de anéis de 'guia' de suporte providos na periferia externa de um tubo. Um anel rotativo com componentes de soldagem fixados é montado no anel de guia, em cada caso.

[0018] Convencionalmente, duas máquinas de soldagem são si multaneamente usadas no mesmo anel de solda a fim de acelerar o processo de soldagem. As máquinas ficam angularmente espaçadas uma da outra na direção circunferencial do anel, em torno do eixo longitudinal central do oleoduto.

[0019] Pessoas não familiarizadas com a indústria poderão pensar que seria simples acelerar o processo de soldagem ao montar mais máquinas de soldagem em um anel de solda. No entanto, na prática, não é possível usar mais de duas máquinas de soldagem em um anel de solda em função do risco de se deformar o anel. Além disso, pode não ser possível simplesmente aumentar o tamanho do anel de solda a fim de tornar o mesmo mais forte, uma vez que a espessura do anel de solda é limitada pelo comprimento axial da zona de recuo.

[0020] A fim de ilustrar este ponto, a Patente Coreana KR 100889585 apresenta um grande anel de solda preso, mas esse anel grande nem sempre é prático em um uso real. A este respeito, uma zona de recuo correspondentemente longa aumentará a quantidade de material que deverá ser usado ao se aplicar um revestimento de junta de campo a fim de encher a abertura resultante entre as bordas adjacentes dos revestimentos de tubo. Isso irá desvantajosamente aumentar o tempo de ciclo para o revestimento de junta de campo, particularmente com relação aos materiais termoplásticos, tais como o poli- propileno, uma vez que um corpo maior de material fundido tenderá a levar mais tempo para se resfriar e se solidificar. O resultado poderá ser para colocar uma etapa de revestimento de junta de campo em um caminho crítico em vez da soldagem, e, por conseguinte, perde-se todo o benefício de uma soldagem mais rápida enquanto se espera que a etapa de revestimento de junta de campo seja concluída.

[0021] Sendo assim, as pessoas não familiarizadas com a indús tria poderão pensar que seria simples adicionar um outro anel de solda de modo que, por exemplo, um anel fique posicionado na zona de recuo de cada extremidade de tubo adjacente. No entanto, a necessidade de fazer com que o fio de terra fique firmemente conectado eletricamente a uma zona de recuo de uma seção de tubo se opõe a essa alternativa. Com relação a esse aspecto, deve-se notar que os métodos de soldagem a arco realizados em oleodutos submarinos requerem que os fios de terra carreguem uma corrente muito grande a fim de iniciar o arco necessário, corrente essa que poderá ser da ordem de 1000A.

[0022] Um outro desafio é lidar com cortes que, na prática, não são consistentes em suas dimensões: em particular, o comprimento axial e a forma da zona de recuo podem variar. Além disso, a camada interior do revestimento nem sempre poderá removida de toda a circunferência como um todo da parede de tubo subjacente no sentido de expor o metal nu.

[0023] Um anel de solda apresentado na Publicação WO 2007/110514 é feito de duas metades que são presas juntas em torno da zona de recuo. Esse desenho não é vulnerável às pequenas varia- ções da geometria recuada, mas ainda requer um aterramento separado do recuo e da área de solda para as operações de soldagem a arco.

[0024] Nesse contexto, a presente invenção provê um anel de su porte que pode ser montado em uma zona de recuo em torno de uma extremidade de uma seção de tubo, de preferência antes de a seção de tubo avançar para uma estação de soldagem na linha de tiro. O anel de suporte da presente invenção é concebido de modo a facilitar a montagem de um anel de solda, por conseguinte, reduzindo o posicionamento e o tempo de conexão, como também fazer uma boa conexão elétrica para um ou mais fios de terra. O anel de suporte da presente invenção pode também se adequar aos recuos de diferentes formatos e comprimentos axiais, especialmente recuos menores.

[0025] Em um certo sentido, a presente invenção se refere a um anel de suporte para ajudar um anel de solda a envolver uma seção de tubo, o anel de suporte tendo: um corpo tubular com uma curvatura substancialmente circular em torno de um eixo longitudinal a fim de apoiar o anel de solda; e pelo menos uma extensão de aterramento conectada ao corpo; em que a ou cada extensão de aterramento é deslocada no sentido longitudinal e radialmente para fora ao longo do ou com relação ao corpo e ao eixo longitudinal.

[0026] A ou cada extensão de aterramento é disposta de modo a ficar eletricamente conectada à terra, e, portanto, adequadamente tem provisões de conectores de terra, tais como formações de conectores às quais um ou mais fios de terra podem ser fixados. Deste modo, o anel de suporte da presente invenção provê uma instalação de ater- ramento confiável ao explorar o espaço disponível no lado radial ex- terno de um revestimento de tubo, longitudinalmente deslocado da zona de recuo. Isso evitará uma incidência sobre a zona de recuo na qual o corpo tubular poderá, em contrapartida, ser fixado ao tubo a fim de apoiar um anel de solda que envolve o tubo.

[0027] Sendo assim, a presente invenção libera ambas as zonas de recuo opostas das seções de tubo adjacentes a fim de carregar os anéis de suporte da presente invenção, de modo a duplicar o número de anéis de solda e, por conseguinte, as máquinas de soldagem que poderão operar simultaneamente sobre a solda. Importante frisar que esse aperfeiçoamento de mudança de recuo resultante na velocidade de soldagem poderá ser obtido sem ter de aumentar o tamanho dos recuos a fim de acomodar os fios de terra ou anéis de solda mais espessos. A diminuição do tamanho dos recuos evitará a lentidão da operação de revestimento de junta de campo subsequente, o que poderia de outro modo negar qualquer vantagem na velocidade de soldagem.

[0028] Um recuo se estende adequadamente em uma direção ra dial externa entre o corpo e a ou cada extensão de aterramento de modo a conectar a extensão ao corpo e efetuar o deslocamento radial da extensão com relação ao corpo. O recuo poderá ser juntado diretamente ao corpo, adequadamente em uma borda longitudinal do corpo, ou poderá ser juntado ao corpo indiretamente através de uma aba estendida no sentido longitudinal. De maneira similar, o recuo poderá ser juntado direta ou indiretamente à ou a cada extensão de aterra- mento, de preferência, a uma borda longitudinal da extensão.

[0029] O recuo entre o corpo e a ou cada extensão de aterramento poderá, por exemplo, se assentar em um plano substancialmente ortogonal ao eixo longitudinal em torno do qual o corpo é curvado. De maneira alternativa, o recuo poderá, em vez disso, ser inclinado em um ângulo agudo com relação a esse eixo.

[0030] A ou cada extensão de aterramento se estende adequada mente apenas parcialmente em torno da circunferência do corpo tubular e de preferência fica em cantiléver a partir do corpo de modo a se estender no sentido longitudinal do corpo para fora da extremidade distal do tubo, opcionalmente através do recuo acima mencionado.

[0031] O corpo e a ou cada extensão de aterramento são de prefe rência rigidamente conectados, por exemplo, pelo fato de serem integrais um com relação ao outro, além de serem eletricamente conectados um ao outro. Convenientemente, portanto, o corpo e a extensão fazem parte do mesmo componente metálico. Esse componente poderá ser fabricado por meio de soldagem, embora as suas peças possam também ser aparafusadas ou de outro modo juntadas entre si.

[0032] O corpo tubular compreende, adequadamente, pelo menos duas peças de anel parcialmente tubulares em cada seção parcialmente circular, por exemplo, duas peças de anel substancialmente semi-tubulares, a fim de completar um anel substancialmente circular quando juntadas. Nesse caso, conectores, tais como dobradiças, trincos ou prendedores, poderão ser providos no sentido de unir as peças de anel ao redor da seção de tubo. Pelo menos uma das peças de anel irá apoiar pelo menos uma extensão de aterramento.

[0033] Os anéis de solda podem ser integrados ao ou acoplados de maneira removível ao corpo tubular, e, portanto, poderá de maneira similar compreender pelo menos duas peças de anel parcialmente tubulares em cada seção parcialmente circular.

[0034] O corpo tubular tem de preferência uma face radial interna escalonada, essa face compreendendo uma porção radial interna que fica longitudinalmente deslocada de uma porção radial externa com relação ao eixo longitudinal. A porção radial externa fica convenientemente disposta entre a porção radial interna e a ou cada extensão de aterramento na direção longitudinal. Ao se adequar ao perfil escalona- do da zona de recuo entre o metal nu do tubo e a camada interna do revestimento de tubo, essa face interna escalonada permitirá que a porção radial interna faça um bom contato ao longo de uma ampla área com o metal nu.

[0035] De um modo vantajoso, o deslocamento radial da ou de ca da extensão de aterramento é suficiente para exceder a espessura máxima de um revestimento de tubo aplicado à seção de tubo.

[0036] Qualquer parte do anel de suporte, tal como uma extensão de aterramento, poderá incluir dispositivos de resfriamento. Tais dispositivos podem incluir canais de água para o resfriamento da água.

[0037] O anel de suporte da presente invenção pode compreender ou suportar uma blindagem a fim de proteger uma seção de tubo subjacente contra um calor radiante ou salpicos de solda. Convenientemente, a blindagem poderá ser provida ou colocada no recuo acima mencionado entre o corpo tubular e a ou cada extensão de aterramen- to.

[0038] A ou cada extensão de aterramento pode compreender uma placa tubular ou parcialmente tubular, cuja curvatura é adequadamente também substancialmente centralizada sobre o eixo longitudinal.

[0039] A presente invenção se refere ainda a uma combinação do anel de suporte da presente invenção montado em uma seção de tubo, sendo que o corpo tubular envolve uma zona de extremidade recortada na qual um revestimento de tubo da seção de tubo é recortado, e a ou cada extensão de aterramento se assenta no sentido radial externo do revestimento de tubo de tal modo que o revestimento fique assentado entre a extensão de aterramento e o tubo que fica abaixo do revestimento. Sendo assim, a extensão se estende no sentido proximal com relação a uma borda distal do revestimento de tubo. Em tal combinação, duas seções de tubo dispostas ponta com ponta para uma soldagem topo a topo podem ser montadas com um respectivo anel de suporte, a ou cada extensão de aterramento de cada anel de suporte sendo conectada a pelo menos um fio de terra.

[0040] O conceito da presente invenção também abrange um mé todo relacionado de seções de tubo de soldagem topo a topo, o método compreendendo as etapas de: montar um corpo tubular em pelo menos uma das seções de tubo em torno de uma zona de extremidade na qual um revestimento de tubo da seção de tubo é recortado de modo a apoiar um anel de solda que envolve a zona de extremidade recortada da seção de tubo; posicionar pelo menos uma formação de aterramento ou a extensão de aterramento no sentido radial externo do revestimento de tubo da seção de tubo, a ou cada formação de aterramento ou extensão de aterramento sendo conectada ao corpo tubular e deslocada no sentido longitudinal e radialmente para fora ao longo do ou com relação ao corpo tubular e a um eixo longitudinal central da seção de tubo; conectar pelo menos um fio de terra à ou a cada formação de aterramento ou extensão de aterramento; e suprir uma energia de soldagem a arco elétrico para ou de outra maneira energizar pelo menos duas máquinas de soldagem sobre o anel de solda com uma corrente que flui através do fio de terra a fim de soldar as seções de tubo.

[0041] Quando a soldagem é completada, as máquinas de solda gem poderão ser desmontadas do anel de solda, o anel de solda podendo ser removido do corpo tubular, e o corpo tubular podendo ser removido da seção de tubo.

[0042] Convenientemente, a ou cada formação de aterramento poderá ser posicionada simultaneamente com a montagem do corpo tubular em torno da zona de extremidade recortada, mais convenientemente ao se montar um anel de suporte na seção de tubo que im- plementa e, portanto, conecta rigidamente os dois dispositivos.

[0043] O corpo tubular é de preferência montado em torno da zona de extremidade recortada antes de alinhar as seções de tubo ponta com ponta. O anel de solda pode ser montado no corpo tubular antes ou depois desse alinhamento. As máquinas de soldagem poderão, nesse caso, ser montadas sobre o anel de solda.

[0044] Pode ser possível integrar o anel de solda ao corpo tubular, caso em que a montagem do corpo tubular na seção de tubo e a remoção do corpo tubular da seção de tubo irão servir também para colocar e retirar o anel de solda.

[0045] De um modo vantajoso, os respectivos corpos tubulares são montados em torno das zonas de extremidade recortadas de cada uma das duas seções de tubo. Os corpos tubulares poderão, nesse caso, apoiar os respectivos anéis de solda, cada qual envolvendo uma das zonas de extremidade recortadas. As zonas de extremidade recortadas se ligarão quando as seções de tubo são alinhadas, após o que os anéis de solda ficarão paralelos um ao outro em uma relação espaçada longitudinal sobre a junta a ser soldada. Um dos anéis de solda poderá ter pelo menos duas máquinas de soldagem montadas sobre o mesmo; o outro dentre os anéis de solda pode ter pelo menos uma máquina de soldagem montada sobre o mesmo.

[0046] Em suma, um anel de suporte ajuda um anel de solda a orientar pelo menos uma máquina de soldagem em torno de uma seção de tubo. O anel de suporte tem um corpo tubular a fim de apoiar o anel de solda, o corpo tendo uma curvatura substancialmente circular em torno de um eixo longitudinal. Pelo menos uma extensão de ater- ramento conectada ao corpo é deslocada no sentido longitudinal e radialmente para fora ao longo do ou com relação ao corpo e ao eixo longitudinal. Isso permite que a ou cada extensão de aterramento se assente radialmente para fora de um revestimento de tubo da seção de tubo, ao mesmo tempo que o corpo envolve uma zona de extremidade recortada na qual o revestimento de tubo é recortado.

[0047] As seções de tubo revestidas adjacentes ponta com ponta para soldagem podem ser montadas com anéis de suporte similares. Isso permitirá que os anéis de solda envolvam ambas as zonas de extremidade recortadas e permitam que efetivas conexões de aterramen- to sejam feitas sem aumentar o tamanho das zonas de extremidade recortadas.

[0048] Para que a presente invenção possa ser mais facilmente compreendida, a seguir será feita referência, a título de exemplo, aos desenhos em anexo, nos quais: a Figura 1 é uma vista lateral esquemática de um navio de lançamento de tubos que executa uma operação de lançamento em S tal como conhecida na técnica anterior; as Figuras 2 a 5 são vistas em perspectiva de juntas de tubos revestidos soldadas topo a topo juntas ponta com ponta, cada junta de tubo sendo equipada com um anel de suporte da presente invenção a fim de apoiar um respectivo anel de solda montado com máquinas de soldagem; a Figura 6 é uma vista lateral em seção longitudinal corres-pondente à Figura 5; e a Figura 7 é uma vista em perspectiva esquemática de uma variante do anel de suporte da presente invenção.

[0049] Já foi feita referência à Figura 1 no sentido de descrever uma operação de lançamento em S. Embora a presente invenção apresente benefícios particulares no contexto de uma operação de lançamento em S, tal como ilustrado na Figura 1, a mesma poderá também ser usada com vantagem na fabricação de oleodutos submarinos em outras circunstâncias, tais como em um navio de lançamento em J no mar ou em uma instalação de extração de petróleo em reser- vas submarinas em terra.

[0050] Em seguida, com referência às Figuras 2 a 6, numerais si milares são usados para características similares. Esses desenhos mostram juntas de tubos revestidos 12 que são soldadas topo a topo juntas ponta com ponta de acordo com a presente invenção. Essa operação é possível de ser realizada em uma estação de soldagem 16 na linha de tiro de um navio de lançamento de tubos 10, tal como mostrado na Figura 1. A operação de soldagem é realizada depois de etapas preparatórias, tais como o recorte dos revestimentos de tubo 32 e antes de etapas subsequentes, tais como testes de solda e revestimento de junta de campo. Essas etapas subsequentes são tipicamente realizadas nas estações seguintes 20, 22 na linha de tiro, tal como também mostrado na Figura 1.

[0051] A Figura 6 mostra em mais detalhes que os revestimentos de tubo 32 das juntas de tubo 12 compreendem, cada qual, uma camada interna fina 34 de, por exemplo, epóxi FBE aplicada diretamente à superfície metálica externa do tubo subjacente 36, envolvida por uma camada externa muito mais espessa 38 de, por exemplo, polipro- pileno ou concreto.

[0052] Pequenos comprimentos de tubo 36 são deixados sem re vestimento nas extremidades adjacentes das juntas de tubo 12 em virtude de previamente cortar alguns dos revestimentos de tubo 32. As zonas recortadas resultantes 40 se estendem em direções proximais opostas longe das extremidades distais adjacentes das juntas de tubo 12. Sendo assim, as bordas distais cortadas dos revestimentos de tubo 32 são recuadas proximalmente a partir das extremidades distais adjacentes dos tubos subjacentes 36. Nesse caso, as bordas cortadas das camadas externas 38 dos revestimentos de tubo 32 são cortadas retas, mas, em contrapartida, as mesmas poderão ser chanfradas.

[0053] Cada junta de tubo 12 é montada com um anel de suporte metálico 42 em conformidade com a presente invenção. Para esse fim, cada anel de suporte 42 tem um corpo tubular 44 que envolve e se fixa em torno da zona recortada 40 de uma junta de tubo 12. Neste exemplo, o corpo tubular 44 compreende duas peças de anel substancialmente semi-tubulares, cada qual sendo de uma seção parcialmente circular com um eixo de curvatura que coincide com o eixo longitudinal central comum 46 das juntas de tubo 12. As peças de anel são unidas em um lado por meio das dobradiças 48 mostradas na Figura 3 e no outro lado por meio de trincos ou prendedores 50 mostrados nas Figuras 4 e 5 a fim de completar um anel substancialmente circular quando colocado em torno das juntas de tubo 12.

[0054] Anéis de solda 52 são fixados aos respectivos corpos tubu lares 44 dos anéis de suporte 42 a fim de envolver as zonas recortadas 40 das juntas de tubo 12. Os anéis de solda 52 se assentam paralelos uns aos outros com uma relação longitudinal espaçada sobre a junta 54 a ser soldada.

[0055] As máquinas de soldagem 56 montadas sobre os anéis de solda 52 se movimentam ao longo dos anéis de solda 52 e, por conseguinte, em torno das juntas de tubo 12. As máquinas de soldagem 56 se movimentam circunferencialmente em torno das juntas de tubo 12 de modo que as cabeças de solda 58 carregadas pelas máquinas de soldagem 56 possam passar por sucessivos cordões de solda dentro de um sulco 60 da junta 54 definida entre as extremidades adjacentes das juntas de tubo 12. Os serviços incluindo conexões de energia, conexões de dados, gás de proteção e o fio de solda são alimentados continuamente para as cabeças de solda 58 durante uma soldagem.

[0056] Para fins de ilustração, cada anel de solda 52 é mostrado suportando uma máquina de soldagem 56. No entanto, na prática, um dos anéis de solda 52 poderá suportar duas máquinas de soldagem 56 e o outro dentre os anéis de solda 52 poderá suportar pelo menos uma máquina de soldagem 56, mas, de preferência, duas máquinas de soldagem 56.

[0057] Cada anel de suporte 42 compreende ainda uma extensão de aterramento 62 que é conectada de forma rígida e integralmente ao corpo tubular 44. A extensão de aterramento 62 compreende uma chapa parcialmente tubular cuja curvatura fica também substancialmente centralizada sobre o eixo longitudinal central 46. A chapa se estende parcialmente em torno da circunferência do corpo 44 e fica em cantiléver a partir do lado proximal do corpo 44 de modo a se estender para longe da extremidade distal da junta de tubo 12.

[0058] Um recuo 64 em cada borda longitudinal proximal do corpo 44 se estende em uma direção radial externa entre o corpo 44 e uma borda longitudinal distal da extensão de aterramento 62 de modo a conectar a extensão 62 ao corpo 44. Nesse exemplo, o recuo 64 se situa em um plano substancialmente ortogonal ao eixo longitudinal central 46.

[0059] Em virtude do recuo 64, a extensão de aterramento 62 é deslocada no sentido longitudinal e radialmente para fora com relação ao corpo 44 e o eixo longitudinal central 46. O deslocamento radial é maior que a espessura dos revestimentos de tubo 32. Isso posiciona a extensão de aterramento 62 radialmente para fora do revestimento de tubo 32 da junta de tubo 12 e, desta maneira, evita o alargamento da zona recortada 40 ou uma incidência contra a zona recortada 40 da outra junta de tubo 12.

[0060] As extensões de aterramento 62 dos anéis de suporte 42 têm, cada uma das mesmas, formações de conector 66 às quais um ou mais fios de terra 68 podem ser fixados por meio de um alicate de travamento 70.

[0061] A Figura 6 mostra que as bordas cortadas dos revestimen tos de tubo 32 são recuadas neste exemplo. As zonas recortadas 40 compreendem, cada uma das mesmas, uma tira circunferencial estreita 72 de metal nu que se estende proximalmente a partir da extremidade distal do tubo subjacente 36, onde a camada interna 34 é moída ou usinada, cuja tira 72 é disposta sobre o lado distal de uma tira cir- cunferencial adjacente 74 da camada interna 34. A borda distal da camada interna 34 entre essas tiras 72, 74 forma um primeiro recuo raso 76 na borda cortada do revestimento de tubo 32. Por outro lado, a borda distal cortada da camada externa 38 forma um segundo recuo radial maior 78 na borda cortada do revestimento de tubo 32, disposto proximalmente com relação ao primeiro recuo 76.

[0062] O corpo tubular 44 de cada anel de suporte 42 tem uma face radial interna recuada de modo a coincidir com o perfil escalonado na zona recortada 40 entre o metal nu do tubo 36 e a camada interna 34 do revestimento de tubo 32. Essa face radial interna compreende uma porção radial interna 80 deslocada no sentido longitudinal a partir de uma porção radial externa 82 com relação ao eixo longitudinal central 48. A porção radial externa 82 é disposta entre a porção radial interna 80 e a extensão de aterramento 62 na direção longitudinal.

[0063] Finalmente, com referência à Figura 7 dos desenhos, essa figura mostra um anel de suporte 84 que é uma variante do anel de suporte 42 das Figuras 2 a 6. O anel de suporte 84 convenientemente ilustra características opcionais da presente invenção que podem ser adotadas individualmente ou em qualquer combinação.

[0064] Uma característica opcional mostrada na Figura 7 é que o recuo 64 entre o corpo tubular 44 e a extensão de aterramento 62 é unido ao corpo 44 indiretamente através de uma aba estendida no sentido longitudinal 86. A aba 86 é encastrada a partir do corpo 44 e fica assentada no mesmo raio do corpo 44 com relação ao eixo longitudinal 46.

[0065] Uma outra característica opcional mostrada na Figura 7 é que o anel de suporte 84 compreende ou suporta uma blindagem 88 que provê uma tela térmica a fim de proteger a junta de tubo subjacente 12 do calor radiante ou dos salpicos do processo de soldagem. Quaisquer respingos que se aderem à junta de tubo 12, por outro lado, precisarão ser removidos após a conclusão da solda e antes do teste NDT.

[0066] Convenientemente, a blindagem 88 poderá ser provida so bre o, ou suportada pelo recuo 64 entre o corpo tubular 44 e a extensão de aterramento 62. Nesse exemplo, a blindagem 88 se estende em torno de um arco similar a uma metade de anel do corpo 44 de modo a formar uma tela circunferencial completa quando duas metades de anel são juntadas em torno de uma junta de tubo 12.

[0067] A Figura 7 mostra ainda que qualquer parte do anel de su porte 84 pode incluir provisões de resfriamento, tais como o corpo tubular 44, a extensão de aterramento 62 ou uma blindagem 88. Essas provisões podem compreender canais de água 90 para o resfriamento de água.

[0068] Uma outra característica opcional mostrada na Figura 7 é um par de alças termicamente isolantes 92 que se estendem lateralmente a partir do anel de suporte 84 de modo que os operários de soldagem possam remover o anel de suporte 84 após a soldagem tão rapidamente quanto possível. Os operários de soldagem usarão luvas de segurança, mas a temperatura do anel de suporte 84 pode ser elevada. A aba 86 provê um local conveniente para uma ou mais alças 92, tal como mostrado. No entanto, qualquer local que não bloqueie o equipamento de soldagem e, por conseguinte, fique afastado do corpo tubular 44 poderá ser usado para a ou cada alça 92, tal como sobre a extensão de aterramento 62, sobre o recuo 64 ou sobre a blindagem térmica 88.

Claims (16)

1. Anel de suporte (42, 84) para ajudar um anel de solda (52) a envolver uma seção de tubo (12), em que o anel de solda (52) é configurado para ser fixado ao anel de suporte (42, 84) e é configurado para guiar uma ou mais máquinas de soldagem (56), montáveis ao anel de soldagem (52), em torno da seção de tubo (12), o anel de suporte sendo caracterizado pelo fato de compreender: um corpo tubular (44) com uma curvatura circular em torno de um eixo longitudinal (48) a fim de apoiar o anel de solda (52); e pelo menos, uma extensão de aterramento (62) ligada ao corpo (44); em que a ou cada extensão de aterramento (62) é deslocada no sentido longitudinal em relação ao corpo (44), e radialmente para fora com relação ao corpo (44) e ao eixo longitudinal (48).

2. Anel de suporte, de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado pelo fato de que a ou cada extensão de aterramento (62) tem provisões de conector de aterramento (66) às quais um ou mais fios de terra (68) podem ser fixados.

3. Anel de suporte, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender um recuo (64) que se estende em uma direção radial externa entre o corpo (44) e a ou cada extensão de aterramento (62) de modo a conectar a extensão (62) ao corpo (44) e realizar o deslocamento radial da extensão (62) com relação ao corpo (44).

4. Anel de suporte, de acordo com a reivindicação 3, carac-terizado pelo fato de que o recuo (64) é unido diretamente ao corpo (44).

5. Anel de suporte, de acordo com a reivindicação 4, carac-terizado pelo fato de que o recuo (64) é unido ao corpo (44) em uma borda longitudinal do corpo.

6. Anel de suporte, de acordo com a reivindicação 3, carac-terizado pelo fato de que o recuo (64) é unido ao corpo (44) por meio de uma aba estendida no sentido longitudinal (86).

7. Anel de suporte, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que o recuo (64) é unido a uma borda longitudinal da ou de cada extensão de aterramento (62).

8. Anel de suporte, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a ou cada extensão de aterramento (62) é encastrada a partir do corpo (44) de modo a se estender no sentido longitudinal do corpo (44).

9. Anel de suporte, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo (44) é rigidamente conectado à ou a cada extensão de aterramento (62).

10. Anel de suporte, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo tubular (44) compreende pelo menos duas peças de anel parcialmente tubulares, cada qual tendo uma seção parcialmente circular, a fim de completar um anel circular quando juntadas.

11. Anel de suporte, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo tubular (44) tem uma face radial interna escalonada, essa face compreendendo uma porção radial interna (80) longitudinalmente deslocada de uma porção radial externa (82) com relação ao eixo longitudinal (48).

12. Combinação de uma seção de tubo (12) e o anel de suporte (42, 84), como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o anel de suporte (42, 84) é encaixado à seção de tubo (12), e em que: o corpo tubular (44) envolve uma zona de extremidade recortada (40) onde um revestimento de tubo (32) da seção de tubo (12) é recortado; e a ou cada extensão de aterramento (62) fica disposta no lado de fora no sentido radial do revestimento de tubo da seção de tubo.

13. Combinação, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de compreender ainda um anel de solda (52) suportado pelo e que envolve o corpo tubular (44) de modo a prover uma faixa estendida no sentido circunferencial para uma ou mais máquinas de soldagem (56).

14. Método de soldagem topo a topo de seções de tubo juntas para formar uma tubulação, cada uma das seções de tubo (12) tendo um revestimento de tubo (32), em que cada uma das seções de tubo (12) compreende uma zona de extremidade recortada (40) em volta de uma extremidade da seção de tubo (12) onde o revestimento de tubo (32) foi recortado, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: montar um corpo tubular (44) em pelo menos uma das seções de tubo (12) em torno da zona de extremidade recortada (40) da seção de tubo, de modo a apoiar um anel de solda (52) que envolve a zona de extremidade recortada (40) da seção de tubo (12); posicionar pelo menos uma formação de aterramento (62) no sentido radial externo do revestimento de tubo (32) da seção de tubo (12), a ou cada formação de aterramento (62) sendo conectada ao corpo tubular (44) e deslocada no sentido longitudinal em relação ao corpo tubular (44) e radialmente para fora com relação ao corpo tubular (44) e a um eixo longitudinal (48) central da seção de tubo (12); conectar pelo menos um fio de terra (68) à ou a cada formação de aterramento (62); e suprir uma energia de soldagem a arco elétrico para pelo menos duas máquinas de soldagem (56) sobre o anel de solda (52) com uma corrente que flui através do ou de cada fio de terra (62) a fim de soldar as seções de tubo (12).

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de posicionar a ou cada formação de aterramento (62) simultaneamente com a montagem do corpo tubular (44) em torno da zona de extremidade recortada (40).

16. Método, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, carac-terizado pelo fato de compreender: montar o corpo tubular (44) em torno da zona de extremidade recortada (40) antes de alinhar as seções de tubo (12) ponta com ponta; montar os respectivos corpos tubulares (44) em torno das zonas de extremidade recortadas (40) de cada uma das seções de tubo (12); e montar pelo menos duas máquinas de soldagem (56) em um dos anéis de solda (52) e pelo menos uma máquina de soldagem (56) nos demais anéis de solda (52).

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