BR112018073838B1

BR112018073838B1 - Método para conectar dois elementos unitários de cano de transporte de fluido com o uso de carcaças rígidas

Info

Publication number: BR112018073838B1
Application number: BR112018073838-7A
Authority: BR
Inventors: Giulio Fatica; Taoufik MAJDOUB
Original assignee: Saipem S.A.
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2022-06-14
Also published as: AU2017270665B2; FR3051528A1; US20210331422A1; US20200307113A1; FR3051528B1; AU2017270665A1; WO2017203128A3; WO2017203128A2; BR112018073838A2; EP3464985A2; EP3464985B1

Abstract

A invenção fornece um método de conectar entre si dois elementos de unidade (4, 4') de um cano de transporte de fluido, sendo que cada elemento de unidade de cano é produzido a partir de liga de metal e é coberto por um revestimento isolante externo (6, 6') produzido a partir de um material termoplástico, com a exceção de uma porção de extremidade que não tem um revestimento isolante externo, sendo que o método compreende uma etapa de soldagem de topo em ângulo em conjunto de dois elementos de unidade de cano em suas porções de extremidade que não têm revestimento isolante externo, uma etapa de montar mecanicamente pelo menos duas carcaças rígidas (14, 16) produzidas a partir de um material termoplástico nas porções de extremidade dos elementos de unidade de cano que não têm um revestimento isolante externo, e uma etapa de manter as carcaças vedadas contra o revestimento isolante externo dos dois elementos de unidade de cano.

Description

Antecedentes da Invenção

[001] A presente invenção refere-se ao campo geral de canos de transporte de fluido e, em particular, canos submarinos, que repousam no leito marinho ou que fornecem uma conexão de fundo-à-superfície para transferir hidrocarbonetos, por exemplo, óleo e gás, provenientes dos poços submarinos de produção. A invenção refere-se, mais particularmente, a conectar dois elementos unitários entre si de tais canos.

[002] Esses canos submarinos compreendem geralmente um tubo de liga de aço que é coberto por um revestimento isolante externo, tipicamente, um polímero termoplástico, para limitar as perdas de calor ao meio circundante. A espessura do revestimento externo varia dependendo das condições de operação para o fluido que deve ser transportado (comprimento de cano, temperatura de fluido, composição de fluido, etc.).

[003] Geralmente, esses canos são montados em terra para formar elementos de comprimento de unidade (denominado juntas duplas, triplas ou quádruplas, com o termo "junta quádrupla", que significa literalmente seções quádruplas de tubo, sendo usado abaixo para qualquer tal comprimento de unidade). Tais juntas quádruplas são, então, transportadas no mar em uma embarcação de colocação.

[004] Durante a colocação, as juntas quádruplas são conectadas uma à outra a bordo da embarcação progressivamente enquanto as mesmas estão sendo colocadas no mar. A colocação pode ser realizada com a utilização de uma torre de configuração em J ou configuração em S posicionada na embarcação de colocação. Com a configuração em J, o cano submarino é tipicamente rebaixado a partir da embarcação de colocação quase verticalmente (na faixa +30° a -10° em relação à vertical). A configuração em J é colocação de catenária simples em que o ângulo quase vertical de inclinação do cano diminui progressivamente à medida que o mesmo se move para baixo até o mesmo seja compatível com o declive do fundo do mar. Com a configuração em S, o cano submarino é tipicamente rebaixado a partir da embarcação de colocação quase horizontalmente e o mesmo se curva subsequentemente a fim de alcançar o fundo do mar.

[005] As técnicas de configuração em J e configuração em S exigem que cada junta quádrupla nova esteja conectada a bordo da embarcação de colocação ao cano submarino antes de ser rebaixada no mar movendo-se a embarcação de colocação. Essa etapa de conectar a junta quádrupla nova ao cano submarino é realizada por soldagem de topo em ângulo das extremidades livres produzidas a partir de aço respectivos dos tubos da junta quádrupla nova e do cano submarino. A conexão da junta quádrupla nova e do cano submarino isolado entre si se torna possível por meio de uma operação preliminar que é realizada após as juntas quádruplas terem sido revestidas na fábrica, sendo que essa operação consiste em remover o revestimento isolante nas extremidades ao longo de um comprimento definido que permite que soldagem e o equipamento de inspeção não destrutivo sejam implantados.

[006] Uma vez que as extremidades foram soldadas entre si, é necessário usar um novo revestimento isolante para cobrir a zona do cano que inclui a solda conjuntamente com as porções do tubo do cano a partir do qual o revestimento isolante externo foi removido (cuja zona é denominada o "corte"), e fazer o mencionado enquanto se assegura que essa cobertura seja colocada no lugar de uma maneira que é apropriadamente vedada ao remanescente do revestimento isolante externo do cano. Para esse propósito, o corte pode ser coberto por diversas camadas sucessivas de diferentes materiais de polímero. Por exemplo, depois de preparar a superfície de aço exposta por jato de granalha, uma primeira camada relativamente fina que forma um primário de proteção de corrosão é aplicada diretamente ao corte, uma segunda camada mais espessa de um adesivo à base de polímero é aplicada no primário de aderência, e uma terceira camada relativamente espessa é aplicada no adesivo até pelo menos a espessura do revestimento que já está aplicado no cano. Alternativamente, depois de depositar um primário de aderência no corte, é possível aplicar o material isolante por moldagem por injeção.

[007] Aquele método de aplicar o revestimento isolante externo sobre o corte é denominado "revestimento de junta de campo". Referência pode ser feita ao Documento No WO 2012/098528, que descreve um exemplo de tal técnica de aplicação.

[008] Entretanto, aquela técnica de "revestimento de junta de campo" apresenta um certo número de desvantagens. Em particular, o tempo que leva é relativamente longo, e é, dessa forma, restritivo (tipicamente da ordem de 20 minutos (min) a 30 min por operação). Quando se envolve moldagem por injeção do material, técnica a qual apresenta um problema de assegurar que a moldagem se adira ao corte no cano, especificamente, a durabilidade do sistema depende do sucesso com o qual a junta moldada se adere no revestimento existente. Por fim, é uma técnica de aplicação que fornece pouca flexibilidade.

Objetivo e Sumário da Invenção

[009] Um objetivo principal da presente invenção é, dessa forma, propor um método de conexão que não apresenta as desvantagens mencionadas acima de "revestimento de junta de campo".

[0010] Em conformidade com a invenção, esse objetivo é alcançado por um método para conectar dois elementos unitários entre si de um cano de transporte de fluido, sendo que cada elemento unitário de cano é produzido a partir de liga de metal e é coberto por um revestimento isolante externo produzido a partir de um material termoplástico, com a exceção de uma porção de extremidade que não tem um revestimento isolante externo, em que o método compreende: uma etapa de soldar, por soldagem de topo em ângulo, entre si dois elementos unitários de cano em suas porções de extremidade que não têm revestimento isolante externo; uma etapa de montar mecanicamente pelo menos duas carcaças rígidas produzidas a partir de um material termoplástico nas porções de extremidade dos elementos unitários de cano que não têm um revestimento isolante externo; e uma etapa de manter as carcaças vedadas contra o revestimento isolante externo dos dois elementos unitários de cano.

[0011] O método da invenção é notável pelo fato de que o mesmo usa carcaças rígidas que são montadas no corte do revestimento isolante e que são fixados (direta ou indiretamente) ao revestimento isolante externo por ligação por soldagem. Essas carcaças são adequadas para serem montadas entre si e às porções de extremidade dos elementos unitários de cano que não têm nenhum revestimento isolante externo, tornando assim possível garantir a continuidade do revestimento isolante do cano. Essas carcaças podem ser produzidas a partir do mesmo material básico que o do revestimento isolante externo, tornando assim possível garantir a continuidade das propriedades isolantes do revestimento isolante sobre a zona de conexão entre os dois elementos unitários de cano.

[0012] A etapa de manter as carcaças vedadas pode ser realizada por revestimento ligado por fusão. Sob tais circunstâncias, o tempo necessário para ligar as carcaças pode ser muito curto, da ordem de cerca de 3 min, que apresenta uma economia considerável de tempo em comparação à técnica de revestimento de junta de campo de arte anterior. Adicionalmente, tendo recurso para ligação, manter as carcaças no corte não apresenta problemas de adesão com as porções de extremidade dos elementos unitários de cano. Por fim, o método é aplicável a qualquer material termoplástico usado para produzir o revestimento isolante externo e para quaisquer dimensões para o elemento unitário de cano.

[0013] Sob tais circunstâncias, cada carcaça pode ser produzida a partir de um material termoplástico que é termoquimicamente compatível com o material termoplástico do revestimento isolante externo e pode incluir pelo menos uma resistência elétrica posicionada em superfícies radiais para ligação que são colocadas em contato, durante a etapa de manter as carcaças vedadas, com o revestimento isolante externo do elemento unitário de cano, e em uma superfície externa para ligação que deve ser colocada em contato com a outra carcaça.

[0014] Durante a etapa de manter as carcaças vedadas, as resistências elétricas das carcaças são então conectadas a uma fonte de eletricidade de modo a fazer com que o material que constitui as carcaças derreta na superfície de modo a fornecer fixação vedada das carcaças entre si e contra o revestimento isolante externo dos dois elementos unitários de cano. Isso garante primeiramente que as carcaças sejam mantidas vedadas em suas extremidades longitudinais contra os revestimentos isolantes externos dos dois elementos unitários de cano e, em segundo lugar, que as carcaças sejam fixadas entre si de maneira vedada.

[0015] A resistência elétrica de cada carcaça pode ser posicionada em um único ziguezague nas superfícies radiais e na superfície externa para ligação da carcaça. Alternativamente, cada carcaça pode incluir pelo menos uma resistência elétrica posicionada em uma respectiva superfície radial para ligação, e pelo menos uma outra resistência elétrica em uma superfície externa para ligação que deve ser colocada em contato com a outra carcaça.

[0016] Alternativamente, a etapa de manter as carcaças vedadas pode ser realizada por revestimento ligado por laser.

[0017] Sob tais circunstâncias, o material que constitui as carcaças pode ser transparente ou translúcido de modo a permitir que o laser passe através das carcaças às superfícies para ligação, sendo que a ligação por laser das carcaças inclui posicionar filmes de material que é absorvente no comprimento de onda do laser entre superfícies de contato longitudinal das carcaças, e opcionalmente, posicionar filmes de material absorvente entre superfícies radiais em contato das carcaças e do revestimento isolante externo dos dois elementos unitários de cano quando esse revestimento não é produzido a partir de um material absorvente.

[0018] Em outra implantação, a etapa de manter as carcaças vedadas compreende posicionar uma luva anular ao redor das carcaças enquanto as mesmas são mecanicamente montadas nas porções de extremidade dos elementos unitários de cano que não têm nenhum revestimento isolante externo de modo a cobrir ambas as ditas carcaças e também porções dos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano, sendo que a dita luva é produzida a partir do mesmo material que um material que constitui os revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano ou fora de um material termoplástico que é termoquimicamente compatível com o mesmo, e é fixada de maneira vedada nos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano por ligação por soldagem.

[0019] A luva pode ser fixada de maneira vedada nos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano por revestimento ligado por fusão.

[0020] Sob tais circunstâncias, a luva pode incluir pelo menos uma resistência elétrica em uma superfície interna que, durante a etapa de posicionar a luva, é colocada em contato com as porções dos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano que são cobertos pela dita luva e que está conectada a uma fonte de eletricidade a fim de fazer com que a superfície do material que constitui a luva derreta de modo a fornecer fixação vedada da luva nos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano.

[0021] Alternativamente, a luva pode ser fixada de maneira vedada nos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano por revestimento ligado por laser.

[0022] Sob tais circunstâncias, o material que constitui a luva pode ser transparente ou translúcido a fim de permitir que o laser passe através da luva para as superfícies para ligação, sendo que a ligação por laser da luva inclui posicionar filmes de material que é absorvente no comprimento de onda do laser entre as superfícies de contato da luva e o revestimento isolante externo é menos absorvente do que a luva.

[0023] Seja qual for a modalidade, as porções de extremidade dos dois elementos unitários de cano que não têm revestimentos isolantes externos pode ser obtida por usinagem, sendo que as carcaças apresentam formatos cortados em suas extremidades longitudinais que são complementares aos formatos cortados das ditas porções de extremidade dos elementos unitários de cano.

[0024] Ademais, os elementos unitários de cano são preferencialmente produzidos a partir de liga de aço, sendo que o revestimento isolante externo e as carcaças são produzidos com base em termoplástico puro e/ou com base em termoplástico que é espumado ou preenchido com microesferas de vidro oco, ou com base em termoplástico que é termoquimicamente compatível com o revestimento isolante externo.

Breve Descrição dos Desenhos

[0025] Outras características e vantagens da presente invenção aparecem a partir da seguinte descrição feita com referência aos desenhos anexos, que mostram modalidades que não têm característica limitativa. Nas Figuras:

[0026] - as Figuras 1 a 3 mostram várias etapas em uma implantação de um método da invenção para conectar entre si dois elementos de cano submarino de unidade;

[0027] - a Figura 4 é uma vista em perspectiva de duas carcaças usadas para a técnica de manter vedada por revestimento ligado por fusão;

[0028] - a Figura 5 mostra uma variante para manter as carcaças vedadas por revestimento ligado por laser; e

[0029] - as Figuras 6A a 6C mostram outra implantação para manter as carcaças vedadas entre si e ao revestimento isolante externo de dois elementos unitários de cano.

Descrição Detalhada da Invenção

[0030] A invenção se aplica à conexão de dois elementos unitários entre si de um cano, em particular, um cano submarino, para transportar fluidos, tais como hidrocarbonetos, por exemplo, óleo e gás, provenientes dos poços submarinos de produção.

[0031] Um campo de aplicação da invenção consiste em canos submarinos do tipo cano único, em contraste com canos coaxiais conhecidos como "cano-em-cano" ou "PIP".

[0032] As Figuras 1 a 3 mostram uma aplicação da invenção para conectar respectivos tubos entre si 2 e 2' de dois elementos unitários 4 e 4' (denominado abaixo "juntas quádruplas") de tal cano submarino.

[0033] De maneira conhecida, os respectivos tubos 2, 2' dessas juntas quádruplas são produzidos a partir de liga de aço e os mesmos são cobertos por respectivos revestimentos isolantes externos denominados 6 e 6', para limitar a perda de calor ao meio circundante. Tipicamente, o revestimento isolante externo é constituído por um polímero termoplástico, por exemplo, polipropileno, e o mesmo pode ser constituído de várias camadas diferentes de constituições que podem variar dependendo de condições de operação. A título de exemplo, uso pode ser feito de uma composição para um revestimento isolante externo que é constituído de camadas internas de polipropileno que é espumado ou preenchido com microesferas de vidro ocas (denominado "espuma sintática") conjuntamente com camadas externas de polipropileno puro.

[0034] Embora o cano submarino esteja sendo colocado no mar, as juntas quádruplas são conectadas uma à outra a bordo da embarcação de colocação progressivamente à medida que as mesmas são colocadas no mar (em que a colocação pode ser do tipo de configuração em J ou configuração em S). Essas técnicas de colocação exigem que cada junta quádrupla nova esteja conectada a bordo da embarcação de colocação à junta quádrupla que foi mais recentemente montada ao cano submarino antes de rebaixá-la no mar movendo-se a embarcação de colocação.

[0035] Para esse propósito, e conforme mostrado na Figura 1, é necessário remover, inicialmente, os revestimentos isolantes externos 6 e 6' das porções de extremidade dos tubos 2 e 2' da junta quádrupla nova 4 para montagem e da junta quádrupla montada mais recentemente 4' do cano submarino.

[0036] A título de exemplo, essa etapa é realizada com a utilização de várias técnicas mecânicas diferentes para usinar os revestimentos isolantes externos 6, 6'. Esse recorte pode levar a vários formatos de corte para as respectivas extremidades 6a e 6'a dos revestimentos isolantes externos 6 e 6'. Dessa forma, conforme pode ser mais claramente visto na Figura 4, essas extremidades 6a e 6'a podem ser cortadas para ter o formato de cones truncados. Alternativamente, essas extremidades podem ser proporcionadas outros formatos, tal como por exemplo um formato reto, um formato de escadaria, etc.

[0037] A etapa a seguir do método de conexão consiste em alinhar o eixo geométrico longitudinal 8 da junta quádrupla nova 4 que deve ser montada com o eixo geométrico longitudinal 8' da junta quádrupla montada mais recentemente 4' do cano submarino e em mover essas juntas quádruplas em direção uma à outra de modo a colocar as extremidades livres dos seus respectivos tubos 2, 2' em contato entre si (Figura 2).

[0038] Esses tubos de aço 2, 2' são, então, soldados entre si em suas superfícies livres de modo a formar uma microesfera de solda anular 10 entre os tubos. Essa soldagem pode ser realizada em um ou mais passagens por qualquer técnica de soldagem convencional, em particular, passando-se por meio da parte de fora ou por meio da parte de dentro das juntas quádruplas.

[0039] Uma vez que os tubos 2 e 2' são soldados entre si, os mesmos formam uma zona de corte anular 12 em que o revestimento isolante foi removido, cuja zona é definida longitudinalmente entre as respectivas extremidades 6a e 6'a dos revestimentos isolantes externos 6 e 6'.

[0040] Uma vez que os tubos 2 e 2' foram soldados entre si, o método de conexão da invenção fornece montagem mecânica de pelo menos duas carcaças rígidas 14 e 16 no corte 12, cujas carcaças são produzidas a partir de um material que é idêntico a um material que constitui o revestimento isolante externo 6, 6' das juntas quádruplas (Figura 3).

[0041] Antes dessa montagem, a superfície anular do corte 12 pode precisar ser tratada, por exemplo, realizando-se tratamento para eliminar a escória resultante da operação de soldagem (por retificação) de modo a obter uma superfície que é perfeitamente lisa. Uma vez que a superfície foi alisada, é também possível aplicar na mesma um revestimento anticorrosão primário de epóxi ou outro tipo (não mostrado nas Figuras), com ou sem adesivo, de modo a permitir que as carcaças prendam melhor os tubos das juntas quádruplas.

[0042] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de uma modalidade das carcaças 14 e 16 para montagem no corte.

[0043] Nessa modalidade, as carcaças 14, 16 são duas em número e as mesmas estão na forma de meio-cilindros simétricos de modo a formar um cilindro quando os mesmos são montados entre si no corte. Naturalmente, o número de carcaças usadas para formar o cilindro sendo montado no corte não é limitado a dois.

[0044] Adicionalmente, em suas duas extremidades longitudinais, essas carcaças 14, 16 têm formatos cortados 14a, 16a que são complementares aos formatos cortados nas respectivas extremidades 6a, 6'a dos revestimentos isolantes externos 6, 6'. Os formatos cónicos dessas extremidades 6a, 6'a conforme mostrado nas Figuras 1 a 4 servem para aprimorar o acoplamento entre as carcaças e o corte.

[0045] Adicionalmente, as carcaças 14, 16 são produzidas a partir de material termoplástico que podem ser baseados no mesmo polímero termoplástico que o polímero que constitui o revestimento isolante externo ou de um polímero termoplástico que é termoquimicamente compatível. Desse modo, quando as carcaças são montadas nos tubos das juntas quádruplas, as mesmas fornecem continuidade perfeita para o revestimento isolante externo de juntas quádruplas.

[0046] Em uma modalidade, as carcaças 14, 16 são produzidas inteiramente fora do mesmo termoplástico (por exemplo, um polipropileno) que o usado para produzir o revestimento isolante externo 6, 6'. Em outra modalidade, as carcaças 14, 16 são de composição híbrida, isto é, suas camadas internas são produzidas com o uso do mesmo material termoplástico que o termoplástico usado para produzir o revestimento isolante externo (por exemplo um polipropileno que é espumado ou preenchido com microesferas de vidro oco), enquanto suas camadas externas são produzidas a partir com o mesmo termoplástico que o usado para produzir a camada externa do revestimento isolante externo (por exemplo, um polipropileno puro).

[0047] Uma vez que as carcaças 14, 16 foram mecanicamente montadas no corte 12, é feita provisão para manter as mesmas ali de maneira totalmente vedada.

[0048] Essa etapa de manter as mesmas no lugar de maneira vedada pode ser realizada por uma técnica de revestimento ligado por fusão ou por uma técnica de revestimento ligado por laser.

[0049] Revestimento ligado por fusão consiste em soldar as carcaças 14, 16 diretamente entre si e às respectivas extremidades 6a, 6'a dos revestimentos isolantes externos 6, 6' com o uso de uma ou mais resistências elétricas 18 integradas nas carcaças quando as mesmas são fabricadas, sendo que as carcaças são produzidas a partir de um material termoplástico que é termoquimicamente compatível com o material termoplástico dos revestimentos isolantes externos.

[0050] Desse modo, conforme mostrado na Figura 4, cada carcaça 14, 16 pode ser dotada de uma única resistência elétrica 18 posicionada em um único ziguezague ambas sobre ambas as superfícies radiais 14b, 16b formadas em cada extremidade longitudinal da carcaça em seus formatos cortados 14a, 16a, e também sobre uma das duas superfícies longitudinais 14c, 16c que se estendem entre as carcaças 14a, 16a (somente uma das duas superfícies longitudinais de cada carcaça é dotada de uma resistência elétrica, com essas duas superfícies sendo opostas para as duas carcaças).

[0051] Mais precisamente, a resistência elétrica 18 de cada carcaça se estende entre dois conectores 20a e 20b posicionados lado a lado e aproximadamente em distâncias iguais a partir das duas superfícies radiais 14b, 16b. A resistência elétrica se estende desse modo a partir de um desses conectores de modo a percorrer diversas vezes ao longo de uma das superfícies longitudinais 14c, 16c de cada carcaça sobre seu comprimento inteiro, seguida por ambas as suas superfícies radiais 14b, 16b, antes de seguir para o outro conector.

[0052] Embora as carcaças 14, 16 sejam fabricadas, as resistências elétricas 18 são integradas nas mesmas de modo a serem alinhadas com as respectivas superfícies radiais e longitudinais 14b, 16b e 14c, 16c das carcaças.

[0053] Durante a etapa de prender as carcaças de maneira vedada, as resistências elétricas 18 são conectadas por meio dos conectores 20a, 20b a uma fonte de eletricidade (não mostrada nas Figuras). A energia elétrica suprida às resistências elétricas pela fonte de eletricidade é dissipada pelo efeito Joule, tendo assim o efeito de fazer com que as superfícies do material que constituem as carcaças derretam. A mistura homogênea dos materiais das duas carcaças (sobre suas respectivas superfícies longitudinais 14c, 16c) e do material das carcaças com o material que constitui os revestimentos isolantes externos 6, 6' dos tubos (nas superfícies radiais 14b, 16c das carcaças) serve desse modo para garantir a coesão perfeita e vedação, primeiramente entre as carcaças, e em segundo lugar entre as carcaças e esses revestimentos isolantes externos.

[0054] Nessa implantação, cada carcaça tem somente uma resistência elétrica para realizar revestimento ligado por fusão. Naturalmente, é possível contemplar as carcaças tendo uma pluralidade de resistências elétricas que formam uma pluralidade de circuitos elétricos independentes de modo a poder usar diferentes níveis de potência elétrica dependendo das zonas que são derretidas.

[0055] Alternativamente, a etapa de fixar as carcaças de maneira vedada pode ser realizada por revestimento ligado por laser.

[0056] Para esse propósito, e conforme mostrado de modo diagramático na Figura 5, o material do qual as carcaças 14 e 16 são produzidas é transparente (ou translúcido) no comprimento de onda do laser usado para ligação. Dadas o fato de que as carcaças são transparentes ou translúcidas, filmes 22 de material que absorve no comprimento de onda do laser usado são colocados no lugar entre as respectivas superfícies longitudinais 14c, 16c das duas carcaças que estão em contato entre si. Em contraste, não há necessidade de posicionar tais como filmes absorventes entre as superfícies radiais 14b, 16b formadas em cada extremidade longitudinal das carcaças em seus formatos cortados e nas respectivas extremidades 6a, 6'a dos revestimentos isolantes externos 6, 6' contra os quais essas superfícies radiais entram em contato, a menos que o material que constitui o revestimento isolante externo não é absorvente no comprimento de onda do laser.

[0057] Como resultado, durante a etapa de fixação vedada das carcaças, um feixe de laser L é direcionado para a superfície absorvente. A natureza transparente das carcaças 14, 16 permite que os feixes de laser passem as mesmas em sua direção de espessura de modo a alcançar o material absorvente (revestimento isolante externo ou filme 22, se for necessário) nas superfícies que devem ser ligadas entre si, sendo que o material é absorvente no comprimento de onda do feixe de laser L. Visto que esse material (revestimento isolante externo ou filme) é absorvente, as superfícies de contato para ligação entre si são aquecidas absorvendo-se energia do laser, permitindo assim que as mesmas sejam ligadas entre si. A mistura homogênea do material das duas carcaças entre si (em suas respectivas superfícies longitudinais 14c, 16c), e do material das carcaças com o material que constitui os revestimentos isolantes externos 6, 6' (em suas respectivas extremidades 6a, 6'a) serve para fornecer coesão perfeita e vedação, ambas entre as carcaças e também entre as carcaças e esses revestimentos isolantes externos.

[0058] Deve-se observar que o feixe de laser L pode ser aplicado às carcaças por fora do cano, por exemplo com o uso de um laser direcionado para as superfícies que devem ser ligadas entre si e que tem capacidade de girar ao redor do eixo geométrico longitudinal do cano e de se mover em translação longitudinalmente ao longo do cano de modo a realizar ligação longitudinal entre as carcaças.

[0059] Em referência às Figuras 6A a 6C, segue-se uma descrição de outra implantação de manter as carcaças (indiretamente) em contato vedado com o revestimento isolante externo nos dois elementos unitários de cano.

[0060] Nessa implantação, as carcaças 14, 16 são montadas mecanicamente no corte nas juntas quádruplas, conforme descrito em referência à Figura 3.

[0061] Uma vez que as carcaças foram montadas e conforme mostrado na Figura 6A, é feita provisão para posicionar uma luva anular 24 (de diâmetro interno ligeiramente maior do que o diâmetro externo das carcaças montadas) ao redor das carcaças de modo a cobrir as mesmas completamente e também cobrir porções dos revestimentos isolantes externos 6, 6' dos respectivos tubos 2, 2' das juntas quádruplas (em outras palavras, a luva protege longitudinalmente de ambas as extremidades das carcaças).

[0062] A luva 24 é produzida a partir do mesmo material que o material que constitui os revestimentos isolantes externos 6, 6' dos tubos das juntas quádruplas ou fora de um material que é termoquimicamente compatível com o mesmo, e o mesmo é posicionado nas carcaças deslizando-se o mesmo de uma extremidade livre da nova junta quádrupla que deve ser montada voltada para o corte.

[0063] Mais precisamente, em uma implantação, as carcaças 14, 16 são produzidas a partir de termoplástico, por exemplo, de polipropileno puro ou polipropileno espumado ou polipropileno preenchido com microesferas de vidro oco (espuma sintática), e a luva 24 é produzida a partir de termoplástico puro (por exemplo, um polipropileno) do mesmo polímero termoplástico que o polímero que constitui o revestimento isolante externo ou de um polímero termoplástico que é termoquimicamente compatível. Essa implantação serves para aprimorar o isolamento térmico.

[0064] Em outra implantação, as carcaças 14, 16 e a luva 24 são produzidas a partir de termoplástico puro (sem espuma sintática).

[0065] Uma vez que a luva 24 está na posição, a mesma é fixada de maneira vedada ao revestimento isolante externo, tanto por revestimento ligado por fusão ou por revestimento ligado por laser, de modo a atuar indiretamente para prender as carcaças de maneira vedada no revestimento isolante externo.

[0066] Com revestimento ligado por fusão (Figura 6B), a luva 24 incorpora uma respectiva resistência elétrica 26 em sua superfície interna e em cada uma de suas duas extremidades longitudinais, sendo que essa resistência elétrica entra em contato com as porções dos revestimentos isolantes externos 6, 6' dos tubos que são cobertos pela dita luva.

[0067] Durante a etapa de ligação apropriada, essas resistências elétricas são conectadas por pares de conectores 28a, 28b a uma fonte de eletricidade (não mostrado nas Figuras) de modo a proporcionar surgimento de derretimento de superfície do material que constitui a luva, adequado para fixar a luva de maneira vedada nos revestimentos isolantes externos dos dois tubos das juntas quádruplas. Mais precisamente, a dissipação de efeito de Joule da potência elétrica entregada às resistências elétricas tem o efeito de fazer com que o material que constitui a luva derreta na superfície. A mistura homogênea do material da luva com o material dos revestimentos isolantes externos dos tubos serve para fornecer coesão e vedação perfeitas entre a luva e aqueles revestimentos isolantes externos.

[0068] Com o revestimento ligado por laser (Figura 6C), o material que constitui a luva 24 é transparente ou translúcido no comprimento de onda do laser usado (não mostrado na Figura 6C), e filmes anulares 30 de material que é absorvente no comprimento de onda do laser são posicionados entre as duas extremidades longitudinais da luva e as porções dos revestimentos isolantes externos 6, 6' dos tubos que são cobertos pela dita luva se o revestimento isolante externo for menos absorvente do que a luva. Quando o revestimento isolante externo é produzido a partir de um material que é mais absorvente que o material de luva, tais filmes não são necessários.

[0069] Durante a etapa de ligação apropriada, o feixe de laser é aplicado ao material absorvente (revestimento isolante externo ou filme 30, se for necessário). A natureza transparente da luva do comprimento de onda do laser permite que o feixe de laser passe através da mesma na direção de espessura de modo a alcançar o material absorvente. Visto que esse material (revestimento isolante externo ou filme 30, se for necessário) é absorvente, as superfícies de contato para ligação entre si são aquecidas absorvendo-se a energia do laser, permitindo assim que as mesmas se liguem entre si. A mistura homogênea do material da luva e o material dos revestimentos isolantes externos dos tubos serve para garantir coesão e vedação perfeitas entre as carcaças e esses revestimentos isolantes externos.

[0070] De modo vantajoso, antes, durante, ou após a etapa de fixação vedada da luva 24, a pressão externa de pelo menos 1 bar é aplicada à mesma de modo a permitir que a luva se deforme passivamente e se encaixe proximamente aos perfis externos das carcaças 14, 16 e das porções dos revestimentos isolantes externos 6, 6' dos tubos que são cobertos pela dita luva.

Claims

1. Método para conectar dois elementos unitários entre si (4, 4') de um cano de transporte de fluido, sendo que cada elemento unitário de cano é produzido a partir de liga de metal e está coberto por um revestimento isolante externo (6, 6') produzido a partir de um material termoplástico, com a exceção de uma porção de extremidade que não tem um revestimento isolante externo, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: uma etapa de soldar, por soldagem de topo em ângulo, entre si dois elementos unitários de cano em suas porções de extremidade que não têm revestimento isolante externo; uma etapa de montar mecanicamente pelo menos duas carcaças rígidas (14, 16) produzidas a partir de um material termoplástico nas porções de extremidade dos elementos unitários de cano que não têm um revestimento isolante externo; e uma etapa de manter as carcaças vedadas contra o revestimento isolante externo dos dois elementos unitários de cano que compreende posicionar uma luva anular (24) ao redor das carcaças enquanto as mesmas são mecanicamente montadas nas porções de extremidade dos elementos unitários de cano que não têm nenhum revestimento isolante externo de modo a cobrir ambas as ditas carcaças e também porções dos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano, sendo que a dita luva é produzida a partir do mesmo material que um material que constitui os revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano ou a partir de um material termoplástico que é termoquimicamente compatível com o mesmo, e é fixada de maneira vedada nos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano por ligação por soldagem.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a luva é vedada de maneira vedada nos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano por revestimento ligado por fusão.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a luva inclui pelo menos uma resistência elétrica (26) em uma superfície interna que, durante a etapa de posicionar a luva, é colocada em contato com as porções dos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano que são cobertos pela dita luva e que está conectada a uma fonte de eletricidade a fim de fazer com que a superfície do material que constitui a luva derreta de modo a fornecer fixação vedada da luva nos revestimentos isolantes externos dos elementos unitários de cano.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a luva é fixada de maneira vedada nos revestimentos isolantes externos dos dois elementos unitários de cano por revestimento ligado por laser.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o material que constitui a luva é transparente ou translúcido a fim de permitir que o laser passe através da luva para as superfícies para ligação, sendo que a ligação por laser da luva inclui posicionar filmes (30) de material que é absorvente no comprimento de onda do laser entre as superfícies de contato da luva e o revestimento isolante externo é menos absorvente do que a luva.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as porções de extremidade dos dois elementos unitários de cano que não têm revestimentos isolantes externos são obtidas por usinagem, sendo que as carcaças apresentam formatos cortados em suas extremidades longitudinais que são complementares aos formatos cortados das ditas porções de extremidade dos elementos unitários de cano.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as carcaças são produzidas a partir com base em termoplástico puro e/ou com base em termoplástico que é espumado ou preenchido com microesferas de vidro oco, ou com base em termoplástico que é termoquimicamente compatível com o revestimento isolante externo.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma etapa de aplicar pressão externa na luva.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pressão externa aplicada na luva é pelo menos 1 bar.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 e 9, caracterizado pelo fato de que a pressão externa é aplicada na luva antes, durante ou após a etapa de fixação vedada da luva.