BR112020006784B1 - Peça de extremidade, tubo flexível e método para fabricar uma peça de extremidade de um tubo flexível - Google Patents

Abstract

A peça de extremidade (11) compreende uma abóbada de extremidade (60); uma região de extremidade (56) de uma estrutura de reforço compósita (22); um membro de retenção (92), adequado para reter a região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22) fixada contra a abóbada de extremidade (60); e um membro de vedação (90). O membro de vedação (90) se projeta radialmente em torno da região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22), sendo ligado à região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22). O membro de vedação (90) tem uma superfície frontal (96) que não é perpendicular a um eixo central. A superfície frontal (96) interage com uma superfície de rolamento complementar (94) na abóbada de extremidade (60), o membro de vedação (90) tendo uma superfície traseira (100) aplicada contra um batente (110) do membro de retenção (92).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma peça de extremidade para um tubo de transporte flexível de fluido, o tubo flexível definindo uma passagem de circulação interna de fluido com um eixo central, o tubo flexível compreendendo uma estrutura de reforço compósita tubular, a estrutura de reforço compósita compreendendo pelo menos uma camada de reforço compreendendo uma matriz de polímero e fibras de reforço, a peça de extremidade compreendendo: - uma abóboda de extremidade; - uma região de extremidade da estrutura de reforço compósita com um eixo central; - um membro de retenção, adequado para reter a região de extremidade da estrutura de reforço compósita contra a abóbada de extremidade; e - um membro de vedação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Os tubos flexíveis conhecidos são, por exemplo, produzidos de acordo com os documentos normativos publicados pelo Instituto Americano de Petróleo (API), API 17J, 4a edição, maio de 2014 e API RP 17B, 5a edição - maio de 2014.

[003] Tubos flexíveis do tipo mencionado acima são usados, em particular, em águas profundas na indústria de petróleo e gás. Eles de forma geral se estendem através de um corpo de água entre um conjunto de superfície e um conjunto inferior. Esses tubos também podem se estender entre dois conjuntos de superfície.

[004] O conjunto inferior destina-se a coletar o fluido obtido no fundo do corpo de água. O conjunto da superfície é de forma geral flutuante e destina-se a coletar e distribuir o fluido. O conjunto de superfície pode ser uma plataforma semi-submersível, um FPSO (unidade flutuante de armazenamento e descarregamento da produção) ou outro conjunto flutuante.

[005] De um modo conhecido, esse tubo compreende uma estrutura tubular interna compreendendo pelo menos uma bainha tubular.

[006] Em certos casos, para a obtenção de fluidos em águas profundas, o tubo flexível pode ter um comprimento superior a 800 m, ainda superior a 1000 m ou 2000 m para aplicações em águas ultra profundas.

[007] Para grandes profundidades, a pressão hidrostática à qual a parte externa do tubo é submetida se torna crítica quando a pressão interna do tubo diminui repentinamente, por exemplo, durante um desligamento da produção.

[008] Nesse caso, para evitar o colapso do tubo sob o efeito da diferença de pressão entre o exterior e o interior do tubo, é conhecido por colocar uma carcaça interna na bainha tubular. A carcaça interna tem a forma, por exemplo, de uma tira de metal perfilada, enrolada em espiral. As espiras da tira são de forma vantajosa grampeadas uma na outra, o que torna possível absorver as forças radiais de esmagamento.

[009] O tubo é então referido pelo termo “furo bruto”, devido à geometria da carcaça.

[010] Essa solução resolve o problema do tubo sendo triturado, mas não é totalmente satisfatório, especialmente em grandes profundidades.

[011] Em primeiro lugar, a presença de uma carcaça grampeada na passagem da circulação de fluido cria distúrbios no fluxo do fluido que circula na passagem, o que pode levar a fenômenos indesejáveis. Além disso, em grandes profundidades, os fenômenos de corrosão por fadiga se tornam muito significativos. A bainha tubular também tende a rastejar para dentro entre as folgas da carcaça.

[012] Para superar esses problemas, a US 2015/0204472 descreve um tubo flexível que compreende uma estrutura de reforço compósita compreendendo uma matriz com fibras de reforço incorporadas na matriz.

[013] Essa estrutura de reforço compósita compreende um tubo feito de material compósito para servir tanto a função de um assistente de pressão disposto fora de uma bainha tubular interna, quanto de uma carcaça disposta dentro da bainha tubular interna.

[014] Para ser usado, o tubo flexível do tipo mencionado acima deve ser conectado, por exemplo, a um coletor no conjunto da superfície ou a outro tubo flexível. Uma peça de extremidade é fornecida em cada extremidade do tubo para essa finalidade.

[015] A peça de extremidade possui uma abóbada interna e uma cobertura de retenção que interage com uma região cônica fornecida na extremidade livre da estrutura compósita. Um membro de vedação é interposto entre a extremidade da estrutura compósita e a abóbada.

[016] Esse tubo não é totalmente satisfatório. Como o membro de vedação é fixado entre a abóbada e a estrutura compósita, o risco de vazamento não pode ser excluído se a montagem da peça de extremidade não for realizada corretamente ou após um uso prolongado durante o qual a peça de extremidade é submetida a inúmeras tensões mecânicas.

[017] Isso pode levar a vazamentos de fluidos prejudiciais ao meio ambiente e que podem afetar a segurança operacional.

[018] Portanto, um objetivo da invenção é fornecer uma peça de extremidade para um tubo flexível de transporte de fluido que seja adequado para grandes profundidades e que ofereça uma conexão muito firme a um conjunto de superfície ou a outro tubo flexível, ao mesmo tempo em que é simples de instalar.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[019] Para este fim, a invenção refere-se a uma peça de extremidade do tipo mencionado acima, caracterizada pelo membro de vedação se projetar radialmente em torno da região de extremidade da estrutura de reforço compósita, estando ligado à região de extremidade da estrutura de reforço compósita, tendo o elemento vedante uma superfície frontal não perpendicular ao eixo central, a superfície frontal interagindo com uma superfície de rolamento complementar na abóbada de extremidade, tendo o membro de vedação uma superfície traseira aplicada adjacente a uma parada do membro de retenção.

[020] A peça de extremidade de acordo com a invenção pode ter uma ou mais das seguintes características, tomadas isoladamente ou em qualquer combinação tecnicamente viável: - a superfície traseira é uma superfície não perpendicular ao eixo central, de forma vantajosa uma superfície cônica, enquanto o batente define uma superfície complementar à superfície traseira; - a superfície frontal possui, em seção em pelo menos um plano axial que passa pelo eixo central, uma região inclinada em um ângulo superior a 10° em relação ao eixo central, em especial entre 15° e 40°; - a superfície de rolamento complementar na abóbada de extremidade tem um assistente de compressão inserido no membro de vedação; - a superfície de rolamento complementar adjacente à abóbada de extremidade compreende: - uma região frustocônica frontal com um semi-ângulo frontal no ápice, e - uma região frustocônica traseira com um semi-ângulo traseiro no ápice superior ao semi-ângulo frontal no ápice, - O assistente de compressão sendo definido entre a região frustocônica frontal e a região frustocônica traseira; - o membro de vedação tem uma espessura máxima superior a 2 mm e, em particular, entre 3 mm e 10 mm; - o membro de vedação possui, entre a superfície frontal e a superfície traseira, uma superfície periférica cilíndrica externa que conecta a superfície frontal à superfície traseira; o comprimento da superfície periférica externa, paralela ao eixo central, é de forma vantajosa superior ou igual a 30 mm, em particular entre 75 mm e 300 mm, e de preferência entre 75 mm e 100 mm; - o membro de vedação compreende pelo menos uma região externa formada a partir de polímero livre de fibras, em particular uma região formada a partir do mesmo polímero que a matriz de polímero, sendo a superfície frontal interagida com o rolamento complementar delimitado na região externa formada a partir de polímero livre de fibras; - a espessura da região externa é de forma vantajosa superior ou igual a 0,5 mm, de forma mais vantajosa superior ou igual a 1 mm e, de preferência, entre 2 mm e 10 mm; - o polímero é um termoplástico semi-cristalino com uma temperatura de transição vítrea Tg superior a 80 °C, de forma preferencial superior a 130 °C, tendo o referido polímero um módulo de Young medido a 23 °C de acordo com a norma ASTM D638, superior a 3 GPa, de preferência superior a 4 GPa; - o membro de vedação é feito de polímero, sendo completamente livre de fibras de reforço; - o membro de vedação é feito de polímero termoplástico semi- cristalino com uma temperatura de transição vítrea Tg superior a 80 °C, de forma preferencial superior a 130 °C, tendo o referido polímero um módulo de Young medido a 23 °C de acordo com o padrão ASTM D638, superior a 3 GPa, de forma preferencial superior a 4 GPa; - o membro de vedação é ligado quimicamente e/ou por fusão à região de extremidade da estrutura de reforço compósita; - compreende uma região de extremidade de uma bainha tubular do tubo flexível, a região de extremidade da bainha tubular definindo a passagem interna, a região de extremidade da estrutura de reforço compósita tubular sendo aplicada à região da extremidade da bainha tubular fora da bainha tubular ligada à bainha tubular; - compreende seções de extremidade dos elementos de blindagem do tubo flexível, a peça de extremidade compreendendo uma cobertura externa, delimitando com a abóbada de extremidade, uma câmara para receber as seções de extremidade, de forma vantajosa preenchida com um material de enchimento sólido submergindo as seções de extremidade; e - a superfície frontal liga uma superfície externa do tubo à superfície periférica externa, possivelmente por meio de uma região de extremidade cilíndrica.

[021] A invenção também se refere a um tubo flexível definindo uma passagem de circulação interna de fluido com um eixo central, o tubo flexível compreendendo: - uma estrutura de reforço compósita, a estrutura de reforço compósita compreendendo pelo menos uma camada de reforço compreendendo uma matriz de polímero com fibras de reforço; e - uma peça de extremidade como definida acima, montada na extremidade do tubo flexível.

[022] O tubo flexível de acordo com a invenção pode incluir uma ou mais das seguintes características, tomadas isoladamente ou em qualquer combinação tecnicamente viável: - compreende uma bainha tubular definindo a passagem interna, sendo a estrutura de reforço compósita tubular aplicada à bainha tubular fora da bainha tubular, sendo ligada à bainha tubular; e - compreende pelo menos uma camada de blindagem disposta em torno da estrutura de reforço compósita, a ou cada uma das blindagens não estando ligada à estrutura de reforço compósita.

[023] O objetivo da invenção é também um método de fabricação de uma peça de extremidade para um tubo flexível de transporte de fluido, conforme definido acima, compreendendo as seguintes etapas: - fornecimento de um tubo flexível, definindo uma passagem de circulação interna de fluido com um eixo central, o tubo flexível compreendendo uma estrutura de reforço compósita, a estrutura de reforço compósita compreendendo pelo menos uma camada de reforço compreendendo uma matriz de polímero com fibras de reforço, - fornecimento de uma abóbada de extremidade, - afastamento de uma região de extremidade da estrutura de reforço compósita; - montagem de um membro de retenção, adequado para sustentar a região de extremidade da estrutura de reforço compósita contra a abóbada de extremidade; caracterizado pela seguinte etapa: - fornecimento de um membro de vedação que se projeta radialmente em torno da região de extremidade da estrutura de reforço compósita, sendo conectado à região de extremidade da estrutura de reforço compósita, - colocar em contato uma superfície frontal que não é perpendicular ao eixo central do membro de vedação com uma superfície de rolamento complementar na abóbada de extremidade, e - colocar em contato uma superfície traseira do membro de vedação contra uma parada do membro de retenção.

[024] O método de acordo com a invenção pode incluir uma ou mais das seguintes características, tomadas isoladamente ou em qualquer combinação tecnicamente viável: - deslocamento do membro de retenção para a frente para aproximar o membro de retenção da abóbada de extremidade, em que uma pressão de contato superior ou igual a 100 MPa (1000 bar) é de forma vantajosa gerada entre a superfície frontal e a superfície de rolamento complementar na abóbada de extremidade; - bloqueio na posição do membro de retenção em relação à abóbada de extremidade; - o fornecimento do membro de vedação inclui a formação e a fixação simultânea do membro de vedação em torno da região de extremidade da estrutura de reforço compósita; - a formação e a fixação simultânea do membro de vedação incluem o enrolamento em torno da estrutura de reforço compósita e a fusão na estrutura de reforço compósita de pelo menos uma tira de material polimérico, depois a solidificação da tira de material polimérico, o método compreendendo de forma vantajosa a usinagem da superfície frontal não perpendicular ao eixo central após a solidificação; e - o tubo flexível compreende pelo menos uma camada de blindagem de tração não ligada à estrutura de reforço compósita, a camada, ou cada camada de blindagem de tração compreendendo pelo menos um elemento de blindagem enrolado em torno da estrutura de reforço compósita, o método compreendendo a folga das seções de extremidade dos elementos de blindagem, então, após a montagem do membro de retenção, a inserção das seções de extremidade em uma câmara formada entre a abóbada de extremidade e uma cobertura externa, e de forma vantajosa a injeção e solidificação de um material de enchimento que incorpora as seções de extremidade nas câmara.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[025] A invenção será melhor compreendida ao ler a descrição a seguir, dada apenas a título de exemplo, e feita com referência aos desenhos anexos, nos quais: - a Figura 1 é uma vista em perspectiva parcialmente seccionada de um primeiro tubo flexível de acordo com a invenção; - a Figura 2 é uma vista em corte ao longo de um plano axial mediano de uma peça de extremidade do tubo da Figura 1; - a Figura 3 é uma vista em detalhe da montagem de uma região de extremidade da estrutura compósita do tubo da Figura 1 na peça de extremidade da Figura 2; - A Figura 4 é uma vista em detalhe que ilustra o membro de vedação formado na extremidade da estrutura compósita; - As Figuras 5 e 6 ilustram detalhes de uma estação de fabricação da estrutura compósita e/ou do membro de vedação formado na extremidade da estrutura compósita; - a Figura 7 é uma vista semelhante à Figura 1 de um segundo tubo flexível de acordo com a invenção; - a Figura 8 é uma vista semelhante à Figura 2 da extremidade do tubo da Figura 7; - a Figura 9 é uma vista em detalhe de uma superfície de apoio da abóbada de extremidade da peça de extremidade da Figura 8; e - A Figura 10 é uma vista de um detalhe marcado com (X-X) da peça de extremidade da Figura 8.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[026] A seguir, os termos “exterior” e “interior” são entendidos como significando, respectivamente, radialmente mais distantes do eixo do tubo flexível e radialmente mais próximos do eixo do tubo flexível.

[027] Os termos “frontal” e “traseira” são entendidos axialmente em relação a um eixo (A-A’) do tubo, sendo entendido o termo “frontal” relativamente mais distante do centro do tubo e mais próximo de uma de suas extremidades, sendo entendido o termo “traseira” relativamente mais próximo do centro do tubo e mais distante de uma de suas extremidades. O centro do tubo é o ponto do tubo localizado a uma distância igual das duas extremidades do último.

[028] Um primeiro tubo flexível (10) de acordo com a invenção é ilustrado em diagrama pelas Figuras 1 a 4.

[029] O tubo flexível (10) compreende uma seção central (12) ilustrada em parte na Figura 1. Ele compreende, em cada uma das extremidades axiais da seção central (12), uma peça de extremidade (11), visível em particular na Figura 2.

[030] Com referência à Figura 1, o tubo (10) define uma passagem interna (13) para a circulação de um fluido, de forma vantajosa um fluido de petróleo. A passagem interna (13) se estende ao longo de um eixo (A- A’), entre a extremidade a montante e a extremidade a jusante do tubo (10). Ela se abre através das peças de extremidade (11).

[031] O tubo flexível (10) destina-se a ser disposto através de um corpo de água (14) em uma instalação para explorar fluidos, em particular hidrocarbonetos.

[032] O corpo de água (14) é, por exemplo, um mar, um lago ou um oceano. A profundidade do corpo de água (14) à direita da instalação de operação de fluido está, por exemplo, entre 500 m e 4000 m.

[033] A instalação compreende um conjunto de superfície e um conjunto inferior (não mostrado) ou dois conjuntos de superfície que são de forma vantajosa conectados juntos pelo tubo flexível (10).

[034] O conjunto da superfície é, por exemplo, flutuante. É de forma vantajosa formado por uma unidade flutuante de produção, armazenamento e descarga (FPSO), uma unidade flutuante dedicada ao gás natural liquefeito chamada unidade flutuante de gás natural liquefeito (FLNG), uma plataforma semi-submersível ou uma boia de descarga. Em uma realização alternativa, o conjunto de superfície pode ser uma estrutura rígida fixa do tipo “camisa” ou uma estrutura oscilante no fundo do mar, que pode, por exemplo, ser uma Plataforma de Perna de Tensão (TLP).

[035] Neste exemplo, o tubo flexível (10) conecta o conjunto inferior ao conjunto de superfície. Portanto, o tubo flexível (10) é parcialmente submerso no corpo de água (14) e tem uma extremidade superior disposta em um volume de ar.

[036] Em uma realização alternativa, o tubo flexível (10) pode ser completamente submerso no corpo de água (14) e, por exemplo, conectar dois conjuntos inferior (não mostrados) um ao outro.

[037] Outra realização alternativa consiste em um tubo flexível (10) parcialmente submerso no corpo de água (14) e conectando, por exemplo, dois conjuntos de superfície (tipicamente uma bóia de descarga e um FPSO). Esse é particularmente o caso das linhas flexíveis de descarga de óleo (OOL).

[038] Como ilustrado na Figura 1, o tubo (10) delimita uma pluralidade de camadas concêntricas ao redor do eixo (A-A’), que se estendem continuamente ao longo da seção central (12) até as peças de extremidade (11) localizadas nas extremidades do tubo.

[039] No exemplo da Figura 1, o tubo (10) compreende pelo menos uma bainha tubular interna (20) com base em um material polimérico que constitui de forma vantajosa uma bainha de pressão e uma estrutura de reforço compósita tubular (22), aplicada em torno da bainha tubular (20) ligada a ele. Em uma realização alternativa, o tubo (10) pode ser desprovido de uma bainha tubular interna (20), sendo a estrutura de reforço compósita (22) então vedada.

[040] Neste exemplo, o tubo (10) pode ainda compreender uma pluralidade de camadas de blindagem de tração (24, 25) dispostas externamente em relação à estrutura de reforço compósita (22), enquanto não estão ligadas à estrutura de reforço compósita (22).

[041] De forma vantajosa, e de acordo com o uso pretendido, o tubo (10) também pode compreender camadas antidesgaste (26), interpostas entre a estrutura de reforço compósita (22) e as camadas de blindagem de tração (24, 25), bem como dentro das camadas de blindagem de tração (24, 25). Pode também de forma vantajosa compreender uma fita de reforço (28), enrolada em torno das camadas de blindagem de tração (24, 25), bem como uma bainha externa (30) que se destina a proteger o tubo (10).

[042] De uma maneira conhecida, a bainha tubular (20) destina- se a vedar firmemente o fluido transportado na passagem (13). A bainha tubular (20) também serve para proteger a estrutura de reforço compósita (22) contra abrasão causada pela presença de partículas abrasivas, por exemplo areia, no interior o fluido transportado na passagem (13). A bainha tubular (20) é formada de material polimérico, de preferência termoplástico. Por exemplo, o polímero que forma a bainha tubular (20) é com base em uma poliolefina como polietileno, com base em uma poliamida como PA11 ou PA12, ou com base em um polímero fluorado como o fluoreto de polivinilideno (PVDF).

[043] Em uma realização alternativa, a bainha tubular (20) pode ser formada com base em um polímero de alto desempenho, como PEK (polieteretetona), PEEK (polieterétercetona), PEEKK (polieteretetetona cetona), PEKK (polieteretona cetona), PEKEKK (polieteretoneetoneketona) PAI (poliamida- imida), PEI (poliéter-imida), PSU (polissulfona), PPSU (polifenilsulfona), PES (polietersulfona), PAS (poliarilsulfona), PPE (éter polifenileno), PPS (polissulfeto fenileno), LCP (polímeros de cristal líquido), PPA (poliftalamida) e/ou misturas dos mesmos, ou em uma realização alternativa como uma mistura com PTFE (politetrafluoroetileno) ou PFPE (perfluoropolieter).

[044] A espessura da bainha tubular (20) pode estar, por exemplo, entre 1 mm e 20 mm.

[045] A bainha tubular (20) está na forma de um tubo de material polimérico, de uma tira de material polimérico montado ou de um tapete de polímero impregnado.

[046] Quando a bainha tubular (20) está na forma de um tubo, é de forma vantajosa obtida por extrusão de um tubo termoplástico escolhido, em particular, dentre os polímeros mencionados acima.

[047] Quando a bainha tubular (20) está na forma de uma tira de material polimérico montado, é de forma vantajosa produzida por extrusão e enrolamento de tiras termoplásticas de um polímero, como descrito acima. De preferência, as espiras de uma primeira camada são contíguas (extremidade a extremidade sem sobreposição), enquanto as espiras de uma camada superior são dispostas de modo a ter uma sobreposição de duas tiras inferiores adjacentes para garantir a vedação da bainha tubular (20).

[048] O tubo flexível (10) não possui carcaça interna e é referido como “furo liso”. A superfície interna da bainha tubular (20) delimita diretamente a passagem interna (13).

[049] Neste exemplo, a estrutura de reforço compósita (22) é aplicada diretamente à bainha tubular (20). É montada na bainha tubular (20) para formar um conjunto ligado à bainha tubular (20).

[050] A estrutura de reforço compósita (22) compreende pelo menos uma, de preferência uma pluralidade de lâminas de reforço compósitas laminadas e, opcionalmente, uma camada anti-delaminação interposta entre pelo menos duas camadas de reforço.

[051] Cada camada de reforço laminada compreende uma superposição de camadas de reforço compósitas.

[052] Com referência à Figura 1, cada camada de reforço compósita compreende uma matriz de polímero (40) com fibras de reforço (42) incorporadas na matriz (40).

[053] De preferência, a matriz (40) é formada a partir de um polímero, em particular a partir de um polímero termoplástico. O polímero da bainha tubular (20) é de forma vantajosa do mesmo tipo que o da matriz (40). Dentro do significado da presente invenção, “do mesmo tipo” é entendido como significando que o polímero da bainha tubular (20) e o polímero de a matriz (40) é adequada para derreter e formar uma mistura íntima, sem separação de fases, após o resfriamento.

[054] Por exemplo, o polímero que forma a matriz (40) é com base em uma poliolefina como o polietileno, com base em uma poliamida como PA11 ou PA12, ou com base em um polímero fluorado como o fluoreto de polivinilideno (PVDF).

[055] Em uma realização alternativa, a matriz (40) pode ser formada com base em um polímero de alto desempenho, como PEK (poliéter- cetona), PEEK (polieterétercetona), PEEKK (polieterétercetona), PEKK (polieter-cetona), PEKEKK (polieterconeone-cetona-cetona-cetonaoneone- cetonaoneonona), PAI (poliamida), PAI (poliamida) PEI (poliéter-imida), PSU (polissulfona), PPSU (polifenilsulfona), PES (polietersulfona), PAS (poliarilsulfona), EPI (éter polifenileno), PPS (polissulfeto de fenileno), LCP (polímeros de cristal líquido), PPA (poliftalamida) e/ou misturas dos mesmos ou em mistura com PTFE (politetrafluoroetileno) ou PFPE (perfluoropoliéter).

[056] As fibras de reforço (42) são, por exemplo, fibras de carbono, fibras de vidro, fibras de aramida e/ou fibras de basalto.

[057] As fibras de reforço (42) de forma geral têm uma resistência à tração máxima superior a 2 GPa, de forma vantajosa superior a 3 GPa e, por exemplo, entre 3 GPa e 6 GPa, conforme medido a 23 °C de acordo com a norma ASTM D885M - 10A (2014) e1.

[058] No presente pedido, os termos “resistência à tração máxima” e “resistência à tração” têm o mesmo significado e designam a resistência à tração máxima medida durante um teste de tração.

[059] Além disso, as fibras de reforço (42) têm de forma vantajosa um módulo de tração superior a 50 GPa, por exemplo entre 70 GPa e 500 GPa, em particular entre 50 GPa e 100 GPa para as fibras de vidro, entre 100 GPa e 500 GPa para as fibras de carbono, e entre 50 GPa e 200 GPa para as fibras de aramida, medidas a 23 °C de acordo com a norma ASTM D885M - 10A (2014) e1.

[060] No presente pedido, os termos “módulo de tração”, “módulo de Young” e “módulo de elasticidade à tração” têm o mesmo significado e designam o módulo de elasticidade medido durante um teste de tração.

[061] A densidade das fibras de reforço (42) está de forma geral entre 1,4 g/cm3 e 3,0 g/cm3.

[062] As fibras de reforço (42) são, por exemplo, dispostas unidirecionalmente na matriz (40). Elas são então paralelas uma à outra. Em uma realização alternativa, as fibras de reforço (42) podem ser cruzadas em duas direções ortogonais, ou então dispostas aleatoriamente na matriz (não mostrada).

[063] O comprimento das fibras de reforço (42) em cada camada compósita é superior a 300 m e está, em particular, entre 300 m e 4500 m.

[064] O diâmetro das fibras compósitas é, por exemplo, inferior a 100 mícrons e está, em particular, entre 4 e 10 mícrons.

[065] De preferência, cada camada de reforço compósita é formada por um enrolamento de pelo menos uma tira compósita (44) com várias camadas de fibra (42) incorporadas em uma matriz alongada (40), com um comprimento superior a pelo menos 10 vezes sua largura e pelo menos 10 vezes sua espessura.

[066] Por exemplo, o comprimento de cada tira compósita (44) é superior a 100 m e está entre 100 e 4500 m. A largura de cada tira compósita (44) está entre 6 mm e 50 mm. A espessura de cada tira compósita (44) está entre 0,1 mm e 1 mm.

[067] Cada tira compósita (44) tem, portanto, um módulo de tração superior a 10 MPa a 23 °C, em particular entre 30 GPa e 170 GPa, conforme medido de acordo com a norma NF EN 2561, janeiro de 1996, um alongamento na ruptura superior a 1%, em particular entre 1% e 5%, conforme medido de acordo com a norma NF EN 2561, janeiro de 1996, e uma resistência à tração máxima superior a 100 MPa e, em particular, entre 350 MPa e 3500 MPa, conforme medido de acordo com a norma NF EN 2561 de janeiro 1996.

[068] Durante a produção de cada camada de reforço, a ou cada tira compósita (44) é enrolada em uma hélice em torno do eixo (A-A’) da bainha tubular (20) e é aquecida para causar a fusão parcial da matriz (40) e a conexão com a voltas sucessivas da tira compósita (44) e/ou com as camadas adjacentes que podem ser outras camadas de reforço, camadas anti- delaminação ou a bainha tubular (20).

[069] O valor absoluto do ângulo de enrolamento helicoidal β de cada tira compósita (44) em relação ao eixo (A-A’) do tubo (10) está, por exemplo, entre 60° e 90°. Isso garante o alongamento do compósito sob o efeito da pressão interna e a interação adequada com as camadas de blindagem (24, 25).

[070] A espessura de cada camada compósita é de forma geral entre 0,10 mm e 0,30 mm, por exemplo entre 0,12 mm e 0,17 mm, ou entre 0,22 mm e 0,27 mm.

[071] No exemplo mostrado na Figura 1, o tubo flexível (10) compreende uma camada de blindagem (24) interna e uma camada de blindagem externa (25) em torno da qual a bainha externa (30) está disposta.

[072] Cada camada de blindagem (24, 25) compreende elementos de blindagem (50) longitudinais enrolados em um passo longo em torno do eixo (A-A’) do tubo.

[073] Por “enrolamento com passo longo”, entende-se que o valor absoluto do ângulo da hélice em relação ao eixo (A-A) é inferior a 50° e está tipicamente entre 25° e 45°.

[074] Os elementos de blindagem (50) de uma primeira camada (24) são de forma geral enrolados em um ângulo oposto em relação aos elementos de blindagem (50) de uma segunda camada (25). Assim, se o ângulo de enrolamento em relação ao eixo (A-A’) dos elementos de blindagem (50) da primeira camada (24) é igual a + α, α estando entre 25° e 45°, o ângulo de enrolamento em relação ao eixo (A-A’) dos elementos de blindagem (50) da segunda camada (25) dispostos em contato com a primeira camada (24) é, por exemplo, igual a -α, estando entre 25° e 45°.

[075] Os elementos de blindagem (50) são, por exemplo, formados por fios de metal. Em uma realização alternativa, os elementos de blindagem (50) são formados por fios ou fitas compostos planos reforçados com fibras de carbono.

[076] A combinação de um ângulo de enrolamento β das tiras compósitas (44) de valor absoluto entre 55° e 85°, de preferência entre 60 e 80°, com um ângulo de enrolamento α dos elementos de blindagem (50) de valor absoluto entre 25° e 45°, impede alongamento da estrutura de reforço compósita (22) através de um efeito compensador produzido pelas camadas de blindagem (24, 25).

[077] Como a estrutura de reforço compósita (22) pode ter uma baixa resistência à tração e tende a alongar-se sob o efeito de forças axiais, as blindagens de blindagem (24, 25) absorvem as forças axiais e, assim, impedem o alongamento da estrutura de reforço compósita (22).

[078] A combinação ideal entre os ângulos de enrolamento α, β reduz drasticamente as tensões no conjunto tubular formado pela bainha interna (20) e a estrutura de reforço compósita (22) e, portanto, a espessura necessária para suportar forças de flexão, pressão interna e/ou colapso.

[079] Além disso, graças à rigidez axial da estrutura de reforço compósita (22), as blindagens de tração (24, 25) são mais resistentes à compressão axial nas condições de pressão externa de águas muito profundas.

[080] Além disso, o ângulo de enrolamento α dos elementos de blindagem (50) de valor absoluto entre 25° e 45°, combinado com o ângulo de enrolamento β das tiras compósitas (44) de valor absoluto entre 60° e 80° permite a compressão estrutura de reforço compósita (22) e redução do raio mínimo de curvatura (MBR).

[081] A deformação de tração permissível na superfície superior do conjunto tubular formada pela bainha interna (20) e a estrutura de reforço compósita (22) é superior a 1%. Essa deformação fornece um raio de enrolamento compatível com a maioria dos equipamentos de fabricação e instalação.

[082] A bainha externa (30) destina-se a impedir a permeação de fluido de fora para dentro do tubo flexível (10). É de forma vantajosa feita de material polimérico, em especial à base de uma poliolefina, como polietileno, à base de uma poliamida, como PA11 ou PA12, ou com base em um polímero fluorado, como fluoreto de polivinilideno (PVDF).

[083] A espessura da bainha externa (30) é, por exemplo, entre 5 mm e 15 mm.

[084] Cada camada (26) anti-desgaste é formada, por exemplo, a partir de PA (poliamida), PE (polietileno), PVDF (fluoreto de polivinilideno), PEEK (polieterétercetona), PEKK (polieteretoneketona). Uma camada antidesgaste (26) é disposta entre a estrutura de reforço compósita (22) e a primeira camada de blindagem de tração (24). Outra camada antidesgaste (26) é colocada entre cada par de camadas de blindagem (24, 25), de forma vantajosa conforme indicado na norma API 17J, 4a edição Maio de 2014.

[085] A fita de reforço (28) está na forma, por exemplo, de uma camada anti-fogo de alta resistência. Esta camada é, por exemplo, feita de aramida. A fita é enrolada em torno da camada de blindagem mais externa (25), entre a camada de blindagem (25) e a bainha externa (30), de forma vantajosa, conforme indicado no API 17J, 4a edição, maio de 2014.

[086] Como ilustrado na Figura 2, cada peça de extremidade (11) aqui inclui uma região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22) e seções de extremidade (58) dos elementos de blindagem (50).

[087] A peça de extremidade (11) compreende ainda uma abóbada de extremidade (60) que recebe a região de extremidade (56) e uma cobertura de conexão externa (62) projetada axialmente em direção à traseira a partir da abóbada de extremidade (60). A cobertura (62) define, com a abóbada de extremidade (60), uma câmara (64) para receber as seções de extremidade (58) dos elementos de blindagem (50).

[088] A peça de extremidade (11) compreende ainda um conjunto de vedação frontal (66) em torno da estrutura de reforço compósita (22), mostrada esquematicamente na Figura 2, e um conjunto de vedação traseiro (68) em torno da bainha externa (30).

[089] A peça de extremidade (11) compreende de forma vantajosa um membro anular (69) para segurar as camadas de blindagem (24, 25) localizadas na zona traseira da peça de extremidade (11).

[090] Neste exemplo, a abóbada de extremidade (60) destina-se a conectar o tubo (10) a outra peça de extremidade (11) de conexão ou ao equipamento de extremidade, de forma vantajosa por meio de um flange de extremidade (não mostrado).

[091] A abóbada de extremidade (60) tem um furo central (70) do eixo (A-A’) destinado a permitir o fluxo do fluido através da passagem interna (13) em direção à parte externa do tubo (10) e um alojamento anular (72) localizado ao redor do furo (70) para receber a região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22) e da bainha (20).

[092] De forma vantajosa, a abóbada de extremidade (60) é de metal.

[093] O alojamento anular (72) é delimitado externamente por uma saia traseira (74) da abóbada de extremidade (60).

[094] A cobertura (62) tem uma parede periférica tubular (80) que se estende ao redor do eixo (A-A’). A parede periférica (80) tem uma extremidade frontal (82) fixada na abóbada de extremidade (60), radialmente para fora das camadas de blindagem (24, 25) e uma extremidade traseira que se estende axialmente em direção à traseira além da abóbada de extremidade (60).

[095] A cobertura (62) delimita a câmara (64) radialmente para fora. Uma face traseira (86) da abóbada de extremidade (60) situada fora da saia (74) delimita axialmente a câmara (64) em direção à frente.

[096] O volume da câmara (64) varia de acordo com o tamanho da peça de extremidade (11). Por exemplo, para um tubo de 6 polegadas, ou seja, aproximadamente 15,2 cm, o volume da câmara (64) será de aproximadamente 30 L e para um tubo de 16 polegadas, ou aproximadamente 40,6 cm, o volume da câmara (64) será de aproximadamente 60 L.

[097] O conjunto de vedação dianteiro (66) está localizado de forma vantajosa na frente da peça de extremidade (11), em contato com a abóbada de extremidade (60), sendo deslocado axialmente para a frente em relação ao membro de retenção anular (69) e em relação ao conjunto de vedação traseiro (68).

[098] O conjunto de vedação frontal (66) compreende um membro de vedação (90), integral à região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22), um membro de retenção (92), adequado para reter a região de extremidade (56) fixada contra a abóbada de extremidade (60) por meio do membro de vedação (90), e uma superfície de apoio (94) da abóbada de extremidade (60), adequada para interagir com o membro de vedação (90) para produzir a vedação em torno da estrutura de reforço compósita (22).

[099] O membro de vedação (90) projeta-se radialmente em torno da região de extremidade (56). É aqui aplicado à superfície periférica externa da região de extremidade (56). Tem uma forma anular que se estende angularmente em 360° em torno do eixo (A-A).

[0100] O membro de vedação (90) tem uma superfície frontal (96) que não é perpendicular ao eixo (A-A’). Possui uma superfície periférica cilíndrica externa (98) e uma superfície traseira (100) que é de forma vantajosa cônica.

[0101] Por “não perpendicular ao eixo (A-A’) ” entende-se de forma mais geral uma superfície que secciona um plano mediano que passa através do eixo (A-A’), compreende em um lado do eixo (A-A’) pelo menos um ponto frontal deslocado axialmente ao longo do eixo (A-A’) em relação ao ponto traseiro.

[0102] De forma vantajosa, o membro de vedação (90) tem uma superfície frontal (96) de geometria axissimétrica ao longo do eixo (A-A’). De forma mais vantajosa, o membro de vedação (90) tem uma superfície frontal cônica (96).

[0103] Referindo-se à Figura 4, de preferência, a superfície frontal (96) diverge do eixo (A-A’) movendo-se da frente para trás. Isso significa que o ponto frontal está localizado mais próximo ao eixo (A-A’), enquanto o ponto traseiro está localizado mais longe do eixo (A-A’).

[0104] Além disso, de forma vantajosa, o semi-ângulo no ápice θ do cone que gera a superfície frontal (96) é superior a 10° e de forma geral está entre 15° e 40°.

[0105] Desta forma, o membro de vedação (90) interage de forma vantajosa com a superfície de rolamento complementar (94) da abóbada de extremidade (60) para formar um conjunto de vedação cuja eficiência aumenta com a pressão predominante na passagem interna (13) do tubo flexível (10).

[0106] De fato, um aumento na pressão interna no tubo flexível (10) leva a um aumento nos diâmetros da estrutura de reforço compósita (22) e do membro de vedação (90). Esse aumento no diâmetro pressiona o membro de vedação (90) mais fortemente contra a abóbada de extremidade (60) através da superfície frontal (96) e, portanto, aumenta a pressão de contato entre essas duas partes. Esse aumento na pressão de contato melhora a vedação entre essas partes. O conjunto de vedação assim produzido é auto- energizado e sua eficácia é ainda maior quando a pressão é alta.

[0107] Além disso, este efeito auto-energizante do membro de vedação (90) é ainda maior quando o semi-ângulo no ápice θ é pequeno. Além disso, deve-se notar que esse efeito não ocorre quando a superfície frontal é perpendicular ao eixo (A-A’), o que corresponderia ao caso em que o semi- ângulo θ na parte superior é igual a 90°.

[0108] De forma vantajosa, de acordo com a presente invenção, o semi-ângulo do ápice θ não é zero, isto é, a superfície frontal (96) não é um cilindro com o eixo (A-A’). De fato, isso simplifica o método de montagem da peça de extremidade (11), evitando a necessidade de usar meios de crimpagem radial que são difíceis de implementar.

[0109] Para garantir uma vedação suficiente quando a pressão e a temperatura do fluido são altas, é necessário que, por um lado, a superfície frontal (96) do membro de vedação (90) e, por outro lado, a superfície de rolamento complementar (94) do A abóbada de extremidade (60) com a qual interage é fortemente pressionada uma contra a outra, de forma que a pressão de contato entre essas duas partes é alta o suficiente para garantir a função de vedação necessária. Para alcançar o alto nível de pressão de contato necessário, é necessário deformar uma das duas partes; nesse caso, o membro de vedação (90) é feito de um material mais deformável que o abóbada de extremidade (60).

[0110] A 23 °C, a abóbada de extremidade (60) tem um módulo de elasticidade em tensão e uma dureza maior, respectivamente, que o módulo de elasticidade de tração e a dureza do membro de vedação (90). Assim, durante a compressão do membro de vedação (90), este último deforma e segue a forma da abóbada de extremidade (60) que se deforma menos que o membro de vedação (90).

[0111] No caso em que o semi-ângulo no ápice θ é zero, uma peça anular, de forma vantajosa de metal, ao redor do membro de vedação, deve ser deformada radialmente, o que é difícil de implementar.

[0112] De acordo com a presente invenção, quando a superfície frontal (96) é um cone com um semi-ângulo θ no topo superior a 0°, de forma vantajosa superior a 10°, o efeito de cunha associado a este cone facilita o encaixe da peça de extremidade (11) por permitindo o uso de meios de fixação axial para gerar a pressão de contato necessária na superfície frontal (96). Além disso, essa configuração geométrica permite aplicar uma alta pressão de contato entre, por um lado, a superfície frontal (96) do membro de vedação (90) e, por outro lado, a superfície de rolamento complementar (94) da abóbada de extremidade (60) sem causar o colapso da estrutura de reforço (22). De fato, como essa pressão de contato é orientada de forma perpendicular à superfície frontal (96) do membro de vedação (90) em cada ponto de contato com a abóbada de extremidade (60), segue-se que esta pressão de contato não é orientada de forma perpendicular ao eixo (A-A’) da estrutura de reforço compósita (22). Assim, de acordo com a invenção, este contato pressionado não é orientado radialmente porque também possui um componente axial diferente de zero, além de seu componente radial, o que possibilita reduzir as tensões radiais aplicadas à estrutura de reforço compósita (22).

[0113] Deve ser entendido que o semi-ângulo do ápice θ é o semi- ângulo do ápice antes de encaixar a peça de extremidade (11).

[0114] O membro de vedação (90) também compreende neste exemplo, respectivamente na frente e na parte traseira da superfície frontal (96) e da superfície traseira (100), uma região de extremidade cilíndrica (102) com uma espessura inferior a 25% da espessura máxima do membro de vedação (90), perpendicular ao eixo (A-A’).

[0115] A espessura máxima do membro de vedação (90), perpendicular ao eixo (A-A’), é superior a 2 mm e de forma geral está entre 3 mm e 10 mm. De preferência, a espessura máxima do membro de vedação (90) é menor que a espessura combinada máxima da bainha (20) e da estrutura de reforço compósita (22), perpendicular ao eixo (A-A’) na região de extremidade (56).

[0116] A superfície periférica externa (98) tem um comprimento LS de forma geral superior ou igual a 30 mm, paralelo ao eixo (A-A’). Este comprimento LS é, por exemplo, entre 75 mm e 300 mm e de forma preferencial entre 75 mm e 100 mm. O comprimento LS é suficiente para garantir uma boa transmissão das forças axiais entre, por um lado, a camada de reforço (40) e, por outro lado, o membro de vedação (90).

[0117] A superfície traseira cônica (100) converge para o eixo (A- A’), movendo-se da frente para trás. O semi-ângulo α na parte superior do cone que gera a superfície traseira (100) é superior a 15° e de forma geral está entre 30° e 40°.

[0118] O semi-ângulo α na parte superior do cone que gera a superfície traseira (100) é de forma preferencial superior ao semi-ângulo θ na parte superior do cone que gera a superfície frontal (96).

[0119] De preferência, o membro de vedação (90) é formado a partir de um polímero, em particular a partir de um polímero termoplástico. O polímero do membro de vedação (90) é de forma vantajosa da mesma natureza que a da matriz (40). No significado da presente invenção, “da mesma natureza” significa que o polímero do membro de vedação (90) e o polímero da matriz (40) são adequados para derreter e formar uma mistura íntima, sem separação de fases, após o resfriamento.

[0120] O membro de vedação (90) tem pelo menos uma região externa formada do polímero e livre de fibras de reforço. Em particular, a região externa do membro de vedação (90) localizado sob a superfície frontal (96) está livre de fibras de reforço, o que melhora a flexibilidade e a deformabilidade dessa região e permite que ela desempenhe o papel de uma junta de vedação. Além disso, a espessura da região externa do membro de vedação (90) formada do polímero, livre de fibras de reforço e localizada sob a superfície frontal (96), é de forma vantajosa superior ou igual a 0,5 mm, de forma mais vantajosa superior a ou igual 1 mm e de preferência entre 2 mm e 10 mm. Assim, o membro de vedação (90) é capaz de deformar localmente para aplicar intimamente na superfície de rolamento (94), em pelo menos uma circunferência ao redor do eixo (A-A’).

[0121] De preferência, o membro de vedação (90) é feito de polímero, sendo completamente livre de fibras de reforço. Assim, a fabricação do membro de vedação (90) é simplificada, uma vez que é inteiramente fabricado em polímero e, neste caso, não compreende nenhuma parte feita de material compósito. Além disso, esta forma de realização torna possível obter uma boa vedação porque o membro de vedação (90) é capaz de deformar localmente para aplicar intimamente à superfície de rolamento (94), em pelo menos uma circunferência ao redor do eixo (A-A’). De forma vantajosa, de acordo com este exemplo, o polímero termoplástico é semi-cristalino tendo uma temperatura de transição vítrea Tg superior a 80 °C, de forma preferencial superior a 130 °C. Além disso, de forma vantajosa, o módulo de Young deste polímero semi-cristalino medido a 23 °C de acordo com a Norma ASTM D638 é superior a 3 GPa, de forma preferencial superior a 4 GPa.

[0122] Além disso, de forma vantajosa, a região externa do membro de vedação (90), que é formada do polímero que é livre de fibras de reforço e que está localizada sob a superfície frontal (96), consiste em um polímero termoplástico semicristalino com uma temperatura de transição vítrea Tg maior superior a 80 °C, de preferência superior a 130 °C. Além disso, de forma vantajosa, o módulo de Young deste polímero semi-cristalino medido a 23 °C de acordo com a Norma ASTM D638 é superior a 3 GPa, de forma preferencial superior a 4 GPa. Essa alta rigidez torna possível obter uma alta pressão de contato entre a superfície frontal (96) e a superfície de rolamento (94), evitando deformar excessivamente o membro de vedação (90) e limitando-se a deformações essencialmente elásticas, sendo as deformações plásticas muito pequenas. Além disso, o fato de o polímero ser semi-cristalino e ter uma temperatura de transição vítrea Tg substancialmente mais alta que a temperatura de operação do tubo flexível tem o efeito de que o módulo de Young e a elasticidade do polímero permanecem altos quando o tubo é em serviço. Como resultado, a pressão de contato também permanece alta, o que garante a qualidade da vedação.

[0123] Assim, de acordo com um primeiro exemplo, a região externa do membro de vedação (90), que está localizada sob a superfície frontal (96) e que é isenta de fibras de reforço é de forma vantajosa formada a partir de PEEK (polieterétercetona) e tem uma espessura da ordem de 4 milímetros. O PEEK possui um módulo de Young a 23 °C, ligeiramente superior a 4 GPa, e pode suportar uma compressão de 200 MPa (2000 bar) enquanto se deforma muito levemente na faixa elástica, tipicamente da ordem de 5%, o que neste exemplo corresponde a uma pequena redução de espessura da ordem de 0,2 mm. Além disso, PEEK é um polímero semi-cristalino que tem uma temperatura de transição vítrea Tg ligeiramente acima de 140 °C. Assim, o módulo de Young de PEEK diminui muito pouco quando a temperatura fica acima da temperatura ambiente, tipicamente 23 °C, para uma temperatura da ordem de 130 °C. O módulo de Young a 130 °C é da ordem de 3,8 GPa. Como resultado, a pressão de contato entre a superfície frontal (96) e a superfície de rolamento (94) diminui muito pouco quando a temperatura fica acima da temperatura ambiente para uma temperatura da ordem de 130 °C, o que garante a vedação da peça de extremidade (11) fabricada no ambiente temperatura quando o tubo flexível (10) é usado para transportar um fluido com uma temperatura máxima igual a 130 °C. Neste exemplo, o material compósito usado para formar a estrutura de reforço compósita (22) e as outras regiões do membro de vedação (90), compreende de forma vantajosa uma matriz PEEK reforçada com fibras de carbono.

[0124] De acordo com uma segunda forma de realização vantajosa da invenção, a estrutura de reforço compósita (22) é formada por um material compósito compreendendo uma matriz PEEK reforçada com fibras de carbono, e o membro de vedação (90) é feito de PEEK completamente livre de fibras reforçadoras.

[0125] De acordo com uma terceira forma de realização da invenção, a estrutura de reforço compósita (22) é formada a partir de um material compósito compreendendo uma matriz de PPS (polissulfeto de fenileno) reforçada com fibras de carbono, enquanto o membro de vedação (90) é formado de PPS totalmente livre de fibras de reforço. O PPS é um termoplástico semi-cristalino com uma temperatura de transição vítrea Tg da ordem de 90 °C e um módulo de Young a 23 °C da ordem de 4 GPa.

[0126] Em uma realização alternativa, o membro de vedação (90) é inteiramente formado por um material compósito compreendendo uma matriz de polímero com fibras de reforço incorporadas na matriz e do mesmo tipo que a estrutura de reforço compósita (22). Além disso, a 23 °C, o referido material compósito tem uma resistência à tração módulo de forma vantajosa menor ou igual a 100 GPa, de forma preferencial menor ou igual a 60 GPa, conforme medido de acordo com a norma NF EN 2561, janeiro de 1996. Esta forma de realização da invenção na qual a região externa do membro de vedação (90) que está localizada sob a superfície frontal (96), feita de um material compósito, é vantajosa no caso em que esse material compósito possui flexibilidade e deformabilidade suficientes para atuar como uma vedação, por exemplo, quando esse material compósito compreende uma matriz de poliamida reforçada com fibras de vidro e possui uma resistência à tração módulo da ordem de 3 GPa a 23 °C.

[0127] A razão do módulo axial da estrutura de reforço compósita (22) para o módulo axial do membro de vedação (90) é menor que 35, em particular menor que 25, de forma vantajosa menor que 5. Essa relação é de forma vantajosa superior ou igual a 1. Portanto, o comportamento elástico do membro de vedação (90) na direção axial é semelhante ao comportamento elástico da estrutura de reforço compósita (22) na direção axial. Assim, quando o tubo flexível (10) está em serviço, as forças axiais são transmitidas do membro de vedação (90) para a estrutura de reforço (22) limitando as concentrações de tensões na interface do membro de vedação (90) e da estrutura de reforço (22). Na presente aplicação, o módulo axial de uma estrutura tubular do eixo (A-A’) é igual ao módulo de elasticidade medido através da realização de um ensaio de tração a 23 °C nessa estrutura tubular paralela ao eixo (A-A’). A estrutura de reforço compósita (22) é anisotrópica e tem diferentes propriedades mecânicas nas direções axial e radial. Assim, quando as fibras de reforço (42) da estrutura de reforço compósita (22) são orientadas de forma helicoidal com um ângulo de hélice entre 55° e 85° em relação ao eixo (A-A’), essas fibras contribuem principalmente para aumentar a resistência da estrutura de reforço compósita (22) em relação às forças radialmente orientadas, enquanto elas contribuem pouco para sua rigidez axial. Nesse caso, o módulo axial da estrutura de reforço compósita (22) é tipicamente menor que 10 GPa, ou mesmo menor que 5 GPa, isto é, se aproxima do módulo de Young do polímero que forma a matriz do material compósito a partir do qual a estrutura de reforço compósita (22) é feito. Além disso, de forma vantajosa, o membro de vedação (90) é formado do mesmo polímero que é usado sozinho ou então reforçado com fibras enroladas de forma helicoidal em uma configuração semelhante à da estrutura de reforço compósita (22). O módulo da estrutura de reforço compósita (22) é assim, de acordo com uma forma de realização vantajosa, próximo ao módulo do membro de vedação (90).

[0128] Como será visto abaixo, o membro de vedação (90) está de forma preferencial na forma de um enrolamento de pelo menos uma espessura de tira de polímero fundido. A tira de polímero é mais longa pelo menos 10 vezes a sua largura e pelo menos 10 vezes a sua espessura.

[0129] Por exemplo, o comprimento de cada tira de polímero é superior a 100 me está entre 100 e 4500 m. A largura de cada tira de polímero está entre 6 mm e 50 mm. A espessura de cada tira de polímero está entre 0,1 mm e 1 mm.

[0130] O membro de retenção (92) está, por exemplo, na forma de um colar fixo na abóbada de extremidade (60).

[0131] O membro de retenção compreende, assim, uma extremidade frontal (104) aplicada a uma extremidade traseira da saia (74) da abóbada de extremidade (60), uma parede periférica (106) ao redor da estrutura de reforço compósita (22) e um ombro traseiro (108) projetando-se radialmente em direção ao eixo (A-A’) para definir um batente traseiro (110) para bloquear o membro de vedação (90).

[0132] O colar é, por exemplo, formado por pelo menos dois segmentos montados separadamente na abóbada de extremidade (60) e ligados entre si por elementos de conexão, em particular sistemas de parafuso/parafuso. Isso facilita a montagem do membro de retenção (92) em torno da região de extremidade (56).

[0133] Em uma realização alternativa, o colar pode ser formado em uma peça, o que simplifica a fabricação do batente traseiro (110).

[0134] Os fixadores (111), em particular os parafusos, são montados através da extremidade frontal (104) e através da abóbada de extremidade (60) para fixar o membro de retenção (92) à abóbada de extremidade (60).

[0135] O batente traseiro (110) tem uma forma convergindo para o eixo (A-A’), à medida que se move da frente para a traseira. Tem uma forma complementar à forma da superfície traseira (100) à qual é aplicada.

[0136] A superfície de rolamento (94) é de preferência cônica divergindo do eixo (A-A’) conforme se move da frente para a traseira. De forma vantajosa, como ilustrado na Figura 9 e na Figura 10, a superfície de rolamento (94) tem um assistente de compressão (112) que se projeta em direção ao eixo (A-A’), que deve ser inserido na superfície frontal (96) do membro de vedação (90) em pelo menos uma circunferência ao redor do eixo (A-A’).

[0137] O assistente de compressão (112) é, por exemplo, definido entre uma região frustocônica frontal (116) da superfície de rolamento (94) cônica tendo um semi-ângulo frontal (Y1) no ápice e uma região frustocônica traseira (118), tendo um semi-ângulo traseiro (Y2) no ápice superior ao ângulo frontal no ápice do assento cônico (96).

[0138] De forma vantajosa, a diferença entre (Y2) e (Y1) está entre 5° e 20° e, de forma mais vantajosa, é igual a 10°.

[0139] De forma geral o valor do semi-ângulo θ está entre (yi) e (Y2). Por exemplo, de acordo com uma forma de realização vantajosa, (Y2) é igual a 40°, (Y1) é igual a 30°, enquanto θ é igual a 37°.

[0140] O conjunto de vedação traseiro (68) está disposto na parte traseira do membro de retenção anular (69). Compreende pelo menos um anel de crimpagem traseiro que comprime a bainha externa (30).

[0141] Com referência à Figura 2, o membro de retenção anular (69) está disposto em torno dos elementos de blindagem (50) da camada de blindagem (25), na parte traseira da peça de extremidade (11). Na localização do membro de retenção anular (69), os elementos de blindagem (50) das camadas de blindagem (24, 25) são enrolados de forma helicoidal com o mesmo raio de hélice que o que possuem na seção central (12).

[0142] A zona na qual a camada de blindagem (24, 25) se desvia de forma helicoidal do eixo (A-A’) do tubo, de modo a cobrir uma superfície periférica externa da saia traseira (74) da abóbada de extremidade (60), está localizada entre o membro de retenção anular (69) e a frente da peça de extremidade (11).

[0143] O membro de retenção anular (69) tem a forma de um colar e não contribui significativamente para a retomada das forças de tensão. Sua função é, em particular, impedir a ruptura das camadas de blindagem (24, 25) durante a montagem da peça de extremidade (11).

[0144] A peça de extremidade (11) compreende ainda um material de enchimento sólido (114). O material de enchimento (114) é colocado na câmara (64) em torno do membro de retenção anular (69), a abóbada de extremidade (60) e as seções de extremidade (58) dos elementos de blindagem (50).

[0145] De forma vantajosa, o material de enchimento (114) enche completamente a câmara (64).

[0146] De acordo com a invenção, o material de enchimento (114) compreende uma resina de polímero termoendurecível, em particular uma resina epóxi.

[0147] A estrutura de reforço compósita (22) do tubo flexível (10) e o membro de vedação (90) são de forma preferencial fabricados em uma estação de fabricação (160), após a formação da bainha tubular (20), como mostrado nas Figuras 5 e 6.

[0148] A estação de fabricação (160) compreende uma plataforma giratória (162) definindo um furo central (164) para a passagem da bainha tubular (20) e/ou da estrutura de reforço compósita (22) e pelo menos um desenrolador, de preferência uma desbobinadora, de preferência uma pluralidade de desenroladores (166, 168), transportada pela plataforma giratória (162).

[0149] Cada desenrolador (166, 168) é adequado para desenrolar respectivamente tiras compósitas (44) destinadas a formar cada camada de reforço e/ou tiras de polímero destinadas a formar o membro de vedação (90).

[0150] Cada desenrolador (166, 168) compreende um carretel (170) no qual uma tira é enrolada, um membro (172) para guiar e aplicar a tira na bainha tubular (20) ou em uma camada formada em torno da bainha tubular (20) e um dispositivo de aquecimento (174).

[0151] O guia e o membro de aplicação (172) aqui compreendem um rolo de aplicação (173). O dispositivo de aquecimento aqui compreende um laser de solda.

[0152] Um método de fabricação do tubo flexível (10) de acordo com a invenção será agora descrito.

[0153] Inicialmente, a bainha tubular (20) é formada, por exemplo, por extrusão. A bainha (20) é trazida para a estação de fabricação (160) e é movida em translação através da abertura central (164).

[0154] A placa (162) é girada em torno do eixo de translação da bainha (20). As tiras compósitas (44) são desenroladas sucessivamente dos carretéis (170) e são colocadas em contato com a bainha (20) ou com uma camada formada em torno da bainha (20) usando a guia e aplicação membro (172).

[0155] Uma vez em contato, cada tira compósita (44) é enrolada de acordo com um ângulo de enrolamento selecionado em torno da bainha (20) ou a camada formada em torno da bainha (20) e é ligada a essa camada por fusão gerada pelo dispositivo de aquecimento (174).

[0156] A estrutura de reforço compósita (22) é assim formada.

[0157] Então, os elementos de blindagem (50) das camadas de blindagem de tração (24, 25) são enrolados em torno da estrutura de reforço compósita (22) de maneira não ligada à estrutura de reforço compósita (22). De forma vantajosa, uma camada antidesgaste (26) é interposta entre a estrutura de reforço compósita (22) e a primeira blindagem de tração (24), e entre cada par de blindagens de tração (24, 25).

[0158] Em seguida, uma fita de reforço (28) é enrolada em torno da camada de blindagem de reforço mais externa (25).

[0159] A bainha externa (30) é então formada em torno das camadas de blindagem de tração (24, 25), de maneira não ligada às camadas de blindagem (24, 25).

[0160] De forma vantajosa, todas as camadas localizadas fora da estrutura de reforço compósita (22) não estão ligadas.

[0161] Assim, um tubo flexível (10) com uma passagem interna clara e suave (13) é produzido pelo método de acordo com a invenção. Este tubo flexível é do tipo “furo liso”, que evita a perturbação do fluxo do fluido que passa pela passagem interna (13). O tubo flexível (10) é particularmente leve, pois está livre de carcaça de metal interna e abóbada de pressão, devido a à presença da estrutura de reforço compósita (22) ligada à bainha tubular (20).

[0162] Isto proporciona boa resistência ao esmagamento do tubo (10), em particular a profundidades muito grandes. Além disso, a linha (10) não apresenta problemas de corrosão sob tensão, em particular na presença de sulfeto de hidrogênio. Oferece boa resistência à temperatura e um diâmetro externo menor que as resistências comparáveis. O diâmetro de assentamento da blindagem (24, 25) também é menor, o que limita os efeitos da flambagem lateral.

[0163] Para formar a peça de extremidade (11), a cobertura (62) é primeiramente introduzida em torno da bainha externa (30) com as peças que constituem o conjunto de vedação traseiro (66).

[0164] Então, uma região frontal da bainha externa (30) é removida para revelar os elementos de blindagem (50) das camadas de blindagem (24, 25).

[0165] O membro de retenção anular (69) é então colocado em torno das camadas de blindagem (24, 25). Em seguida, os elementos de blindagem (50) são dobrados para trás.

[0166] O membro de vedação (90) é então formado na região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22). Para esse propósito, a região de extremidade (56) é introduzida através do furo central (164) do dispositivo (160) e a pelo menos uma tira de polímero é enrolada ao redor a estrutura de reforço compósita (22), em um ângulo próximo a 90°, por exemplo entre 70° e 90°. A região de extremidade (56) é ligada à estrutura de reforço compósita (22) e/ou a uma camada enrolada em torno da estrutura de reforço compósita (22), por fusão gerada pelo dispositivo de aquecimento (174).

[0167] Isto sendo feito, a superfície frontal (96) e a superfície traseira (100) são usinadas para adotar sua forma de extremidade, neste caso uma forma cônica.

[0168] Então, a abóbada de extremidade (60) é trazida para a região de extremidade (56), de modo a introduzir a região de extremidade (56) e o membro de vedação (90) no compartimento periférico (72).

[0169] A superfície de rolamento (94) se aproxima da superfície frontal (96), mas deixa uma folga, por exemplo, entre 2 mm e 4 mm, que pode permanecer entre a superfície de rolamento (94) e a superfície frontal (96).

[0170] O membro de retenção (92) é então colocado no lugar, com a parede periférica (106) aplicada em torno da estrutura de reforço compósita (22) e com o batente traseiro (110) em contato com a superfície traseira (100).

[0171] Em seguida, o membro de retenção (92) é movido para frente para aproximá-lo da abóbada de extremidade (60). Esta etapa é realizada apertando os parafusos (111) e/ou usando uma ferramenta do tipo macaco (não mostrada). O assistente de compressão (112) é introduzido no membro de vedação (90) para gerar uma pressão de contato local superior ou igual a 100 MPa (1000 bar) entre a superfície frontal (96) e a superfície de rolamento (94) complementar à abóbada de extremidade (60) e de forma vantajosa entre 180 MPa (1800 bar) e 220 MPa (2200 bar). Isso cria uma vedação firme em pelo menos uma circunferência ao redor do eixo (A-A’).

[0172] Para atingir esse alto nível de pressão de contato, a força de aperto axial que torna possível aproximar a abóbada de extremidade (60) e o membro de retenção (92) é alta, de forma geral superior a 150 kN. Por exemplo, para um tubo com um diâmetro interno de 40 mm, a força de fixação axial é de forma vantajosa superior a 180 kN. Para um tubo com um diâmetro interno de 200 mm, a força de fixação axial é de forma vantajosa superior a 700 kN.

[0173] Uma vez que o aperto axial foi realizado, o membro de retenção (92) é travado na posição em relação à abóbada de extremidade (60), por exemplo, bloqueando os parafusos (111).

[0174] Então, os elementos de blindagem (50) são dobrados para a frente e são aplicados à superfície externa da saia (74). A cobertura (62) é movida para frente e é fixada por sua extremidade frontal (82) à abóbada de extremidade (60), de modo a fechar a câmara (64).

[0175] Um material de enchimento (114) é então introduzido na forma fluida na câmara (64). O material de enchimento (114) solidifica na câmara (64) incorporando as seções de extremidade (58) dos elementos de blindagem (50).

[0176] Com referência à Figura 10, quando o tubo flexível (10) é colocado em serviço, a pressão dentro do tubo flexível (10) tende a diminuir a pressão de contato entre a superfície frontal (96) e a superfície complementar (94) da abóbada de extremidade (60).

[0177] No entanto, de acordo com a invenção, considerando a pressão de contato inicial P1 (antes de o tubo flexível (10) ser colocado em serviço e após o aperto axial), a pressão P2 após o tubo flexível (10) ser colocado em serviço permanece suficiente para garantir a vedação. Assim, de forma vantajosa, a pressão de contato após o tubo flexível ter sido colocado em serviço entre a superfície frontal (96) e a faixa complementar (94) da abóbada de extremidade (60) é superior ou igual a 100 MPa (1000 bar). O perfil de pressão mostrado na Figura 10 é, por exemplo, obtido para uma pressão interna de 50 MPa (500 bar).

[0178] De forma vantajosa, a largura Lp da superfície frontal (96) à qual é aplicada uma pressão P2 superior a 100 MPa (1000 bar) é superior a 3 mm, de forma vantajosa entre 3 mm e 5 mm.

[0179] De forma vantajosa, de acordo com uma forma de realização exemplar em que a estrutura de reforço (22) compreende uma matriz formada de PEEK e fibras de carbono embutidas na referida matriz, e na qual o membro de vedação (90) consiste em PEEK, a abóbada (60) sendo de metal, o assistente de compressão (112) tem um amplitude Ap entre 0,1 mm e 1 mm e de forma vantajosa entre 0,2 mm e 0,5 mm. A amplitude Ap do assistente (112) de crimpagem representa a distância da projeção ortogonal do ponto P de interseção entre o assistente (112) de crimpagem e um semi-plano seccional axial médio do tubo flexível, em uma linha reta (D) que passa pela extremidade frontal do a região frustocônica frontal (116) e através da extremidade traseira da região frustocônica traseira (118). Essa amplitude Ap torna possível gerar uma pressão de contato superior ou igual a 100 MPa (1000 bar) entre a superfície frontal (96) e a superfície de rolamento complementar (94) da abóbada de extremidade (60), e de forma vantajosa entre 180 MPa (1800 bar) e 220 MPa (2200 bar).

[0180] Graças à invenção que acaba de ser descrita, a estrutura de reforço compósita (22) é firmemente fixada à abóbada de extremidade (60) da peça de extremidade (11) por meio do membro de vedação (90) e o membro de retenção (92) formando um batente traseiro (110) interagindo com a superfície traseira (100) do membro de vedação (90).

[0181] Além disso, uma estanqueidade muito eficaz ao fluido é alcançada pela interação entre a superfície de apoio (94) da abóbada de extremidade (60) e a superfície frontal cônica (96) do membro de vedação (90).

[0182] Isso é obtido de maneira simples, com um processo de montagem, limitando o número de etapas a serem executadas e garantindo alta confiabilidade.

[0183] Em uma variante, não mostrada, a superfície de apoio (94) da abóbada de extremidade (60) e a superfície frontal (96) do membro de vedação (90) se estendem na frente das seções de extremidade (58) dos elementos de blindagem (50). Isso evita dobrar as seções de extremidade (58) quando o conjunto de vedação frontal (66) é colocado no lugar.

[0184] Um segundo tubo flexível (210) de acordo com a invenção é ilustrado pelas Figuras 7 e 8. Quanto ao tubo flexível (10), o tubo flexível (210) compreende uma bainha interna (20), uma estrutura de reforço compósita (22) ligada à bainha interna (20) e uma peça de extremidade (11) compreendendo um conjunto de vedação frontal (66) como descrito acima.

[0185] Por outro lado, não possui camadas de blindagem e/ou bainha externa (30). A peça de extremidade (11) fica então livre da cobertura (62).

[0186] Quanto ao primeiro tubo (10), a superfície frontal (96) do membro de vedação (90) é mantida contra a superfície de rolamento (94) da abóbada de extremidade (60) por meio do membro de retenção (92) fixado na abóbada de extremidade (60).

[0187] Em uma variante, a superfície de rolamento (94) está livre de assistente de compressão (112), sendo a pressão de contato na superfície frontal (96) do membro de vedação (90) sendo suficiente para vedar o conjunto em pelo menos uma circunferência ao redor do eixo (A-A’).

[0188] Em outra variante, a superfície traseira (100) e a parada (110) se estendem de forma perpendicular ao eixo (A-A’).

[0189] No exemplo mencionado acima, onde o tubo flexível não possui bainha tubular (20), a superfície interna da estrutura de reforço compósita (22) delimita diretamente a passagem interna (13) de maneira vedada.

[0190] Em uma forma de realização alternativa não mostrada, o tubo flexível compreende uma carcaça interna. A carcaça interna é feita de uma tira de metal perfilada, enrolada em hélice. As curvas sucessivas da tira de metal perfilada são grampeadas uma na outra. A função da carcaça é absorver as forças radiais de esmagamento.

[0191] A carcaça interna é disposta no interior da bainha tubular (20). A superfície interna da carcaça interna delimita a passagem interna (13). Diz-se que o tubo tem um furo áspero. As camadas descritas em conexão com o tubo flexível (10) mostrado na Figura 1 aplicam-se a esta forma de realização exemplar.

[0192] Esta variante é implementada, em particular, quando a matriz de polímero da estrutura de reforço compósita (22) tem um módulo de Young e resistência à fluência insuficientes, de forma que a estrutura de reforço compósita (22) não é capaz de suportar sozinha as forças radiais de esmagamento que o tubo flexível deve resistir. Assim, por exemplo, essa variante é vantajosa quando a matriz de polímero da estrutura de reforço compósita compreende um fluoropolímero, como um fluoreto de polivinilideno (PVDF) ou uma poliamida como um PA11, de forma que o módulo de Young da referida matriz de polímero seja medido a 23 °C é menor ou igual a 1 GPa.

[0193] Em uma realização alternativa, para reduzir as forças de tração exercidas na estrutura de reforço compósita (22), pelo menos parte da superfície externa da estrutura de reforço compósita (22) é revestida com um lubrificante para reduzir o coeficiente de atrito entre a estrutura de reforço compósita (22) e estruturas adjacentes, como como o membro de retenção (92).

[0194] Além disso, as tiras antidesgaste são opcionalmente enroladas em torno de pelo menos parte da superfície externa da estrutura de reforço compósita (22). Por exemplo, as tiras antidesgaste podem ser enroladas entre as camadas de blindagem (24, 25) e a estrutura de reforço compósita (22) para promover o deslocamento axial da estrutura de reforço compósita (22).

[0195] Em uma variante (não mostrada), a região de extremidade (56) compreende um anel de isolamento elétrico, de preferência disposto na parte frontal do membro de vedação (90).

[0196] De forma vantajosa, o anel isolante elétrico fortalece a vedação da peça de extremidade (11) em relação a uma possível migração do fluido da passagem interna (13) em direção à estrutura de reforço (22).

[0197] De acordo com uma variante, o semi-ângulo α no ápice do cone que gera a superfície traseira (100) está entre 60° e 70°.

[0198] De acordo com outra variante, a superfície traseira (100) é perpendicular ao eixo (A-A’). Essa configuração reduz as tensões dentro da estrutura de reforço compósita (22).

[0199] De acordo com esta variante, de preferência, a superfície traseira (100) tem uma transição curva com a região de extremidade (56), por exemplo, uma transição substancialmente continuamente diferenciável por seções ao longo de um plano axial médio do tubo flexível (10).

[0200] Isso reduz as tensões dentro da superfície traseira (100).

[0201] Em uma realização alternativa, a superfície traseira (100) tem uma primeira região frustocônica frontal com um primeiro semi-ângulo do ápice e uma segunda região frustocônica traseira com um segundo semi- ângulo do vértice menor que o primeiro semi-ângulo do vértice. Esta superfície (100) também reduz as tensões dentro da superfície traseira (100), facilitando a fabricação do membro de vedação (90).

[0202] Em uma variante da forma de realização na qual o colar que constitui o membro de retenção (92) é formado a partir de pelo menos dois segmentos montados separadamente na abóbada de extremidade (60) e ligados entre si por membros de conexão, o membro de retenção (92) compreende ainda uma parede periférica frontal destinada a circundar o membro de vedação (90). A parede periférica frontal projeta-se axialmente na frente do flange (104). Ela guia o membro de retenção (92) durante a sua montagem, encaixando-se em um espaço anular entre a saia (74) e o membro de vedação (90).

[0203] Além disso, e para melhorar a vedação da peça de extremidade (11) sob o efeito da pressão externa, uma vedação é disposta entre a extremidade traseira da saia (74) da abóbada de extremidade (60) e a extremidade frontal da parede periférica frontal do membro de retenção (92). O selo é, por exemplo, um selo de face. De forma vantajosa, quando a vedação de face é usada, a superfície traseira (100) não é perpendicular ao eixo central (A-A’). Em uma realização alternativa, para melhorar a vedação da peça de extremidade (11) sob o efeito da pressão externa, uma vedação de pistão é disposta entre a saia (74) e o membro de vedação (90).

[0204] Em outra variante, o membro de vedação (90) é formado por fabricação aditiva (designada pelo termo “impressão 3D”), longe da região de extremidade (56).

[0205] Então, o membro de vedação (90) é aplicado à região de extremidade (56) e é ligado à região de extremidade (56) por ligação ou fusão.

[0206] Para garantir um ajuste apertado do membro de vedação (90) na região de extremidade (56), este último é expandido ou comprimido.

[0207] Em uma realização alternativa, o membro de vedação (90) pode ser formado diretamente por fabricação aditiva em torno da região de extremidade (56).

[0208] De acordo com ainda outra alternativa, o membro de vedação (90) é produzido por moldagem por injeção, compressão, pultrusão ou extrusão e é então usinado para obter a superfície frontal (96) e a superfície traseira (100) de formato cônico. O membro de vedação (90) é então aplicado à região de extremidade (56) e é então colado por colagem ou fusão.

Claims (21)

1. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), para fixação de um tubo flexível (10; 210) para transporte de fluido, o tubo flexível (10; 210) definindo uma passagem interna (13) para circulação de fluido com um eixo central (A- A’), o tubo flexível (10; 210) compreendendo uma estrutura de reforço compósita tubular (22), a estrutura de reforço compósita (22) compreendendo pelo menos uma camada de reforço compreendendo uma matriz (40) de polímero e fibras de reforço (42), a peça de extremidade (11) compreendendo: - uma abóbada de extremidade (60); - uma região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22) com um eixo central (A-A’); - um membro de retenção (92), adequado para reter a região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22) fixada contra a abóbada de extremidade (60); - um membro de vedação (90); caracterizada pelo membro de vedação (90) se projetar radialmente em torno da região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22), sendo ligado à região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22), o membro de vedação (90) tendo uma superfície frontal (96) não perpendicular ao eixo central (A-A’), a superfície frontal (96) interagindo com uma superfície de rolamento complementar (94) na abóbada de extremidade (60), o membro de vedação (90) tendo uma superfície traseira (100) aplicada contra um batente (110) do membro de retenção (92).

2. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela superfície traseira (100) ser uma superfície não perpendicular ao eixo central (A-A’), de forma vantajosa uma superfície cônica, o batente (110) definindo uma superfície complementar à superfície traseira (100).

3. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pela superfície frontal (96) possuir, seccionada em pelo menos um plano axial que passa pelo eixo central (A-A’), uma região inclinada em um ângulo superior a 10° em relação ao eixo central (A-A), em particular compreendido entre 15° e 40°.

4. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela superfície de rolamento (94), na abóbada de extremidade (60), ter um assistente de compressão (112) inserido no membro de vedação (90).

5. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pela superfície de rolamento complementar (94) na abóbada de extremidade (60) compreender: - uma região frustocônica frontal (116) com um semi-ângulo frontal (YI) no ápice, e - uma região frustocônica traseira (118), com um semi-ângulo traseiro no ápice (Y2) superior ao semi-ângulo frontal no ápice (Y1), o assistente de compressão (112) sendo definido entre a região frustocônica frontal (116) e a região frustocônica traseira (118).

6. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo membro de vedação (90) ter uma espessura máxima superior a 2 mm e, em particular, entre 3 mm e 10 mm, tomado de forma perpendicular ao eixo central (A-A’).

7. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo membro de vedação (90) possuir, entre a superfície frontal (96) e a superfície traseira (100), uma superfície periférica cilíndrica externa (98) conectando a superfície frontal (96) à superfície traseira (100), sendo o comprimento da superfície periférica externa (98) tomado em paralelo ao eixo central (A-A’), sendo de forma vantajosa superior ou igual a 30 mm, em particular entre 75 mm e 300 mm e de preferência entre 75 mm e 100 mm.

8. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo membro de vedação (90) compreender pelo menos uma região externa formada por polímero livre de fibras, em particular uma região formada pelo mesmo polímero que a matriz (40) feita de polímero, a superfície frontal (96) interagindo com a superfície complementar (94) sendo delimitada na região externa formada por polímero livre de fibras.

9. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pela espessura da região externa ser superior ou igual a 0,5 mm, de forma mais vantajosa superior ou igual a 1 mm e de forma preferencial entre 2 mm e 10 mm.

10. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizada pelo polímero ser um termoplástico semi-cristalino com uma temperatura de transição vítrea Tg superior a 80 °C, de forma preferencial superior a 130 °C, tendo o polímero um módulo de Young medido a 23 °C, de acordo com a norma ASTM D638 superior a 3 GPa, de forma preferencial superior a 4 GPa.

11. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo membro de vedação (90) ser feito de polímero, sendo completamente livre de fibras de reforço.

12. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo membro de vedação (90) consistir em polímero termoplástico semi-cristalino com uma temperatura de transição vítrea Tg superior a 80 °C, de forma preferencial superior a 130 °C, o polímero tendo um módulo de Young medido a 23 °C de acordo com a norma ASTM D638, superior a 3 GPa, de forma preferencial superior a 4 GPa.

13. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo membro de vedação (90) ser quimicamente ligado e/ou por fusão à região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22).

14. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada por compreender uma região de extremidade de uma bainha tubular (20) do tubo flexível, a região de extremidade da bainha tubular (20) definindo a passagem interna (13), a região de extremidade da estrutura de reforço compósita tubular (22) sendo aplicada à região de extremidade da bainha tubular (20) fora da bainha tubular (20) sendo ligada à bainha tubular (20).

15. PEÇA DE EXTREMIDADE (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada por compreender seções de extremidade (58) dos elementos de blindagem (50) do tubo flexível (10; 210), a peça de extremidade (11), compreendendo uma cobertura externa (62), delimitando com a abóbada de extremidade (60) uma câmara (64) para receber as seções de extremidade (58), de forma vantajosa preenchida com um material de enchimento sólido (114) incorporando as seções de extremidade (58).

16. TUBO FLEXÍVEL (10; 210), definindo uma passagem interna (13) para circulação do fluido do eixo central (A-A’), caracterizado pelo tubo flexível (10; 210) compreender: - uma estrutura de reforço compósita tubular (22), a estrutura de reforço compósita (22) compreendendo pelo menos uma camada de reforço compreendendo uma matriz (40) de polímero e fibras de reforço (42), - uma peça de extremidade (11), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, montada na extremidade do tubo flexível (10; 210).

17. MÉTODO PARA FABRICAR UMA PEÇA DE EXTREMIDADE (11) DE UM TUBO FLEXÍVEL (10; 210), para transportar fluido, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, compreendendo as seguintes etapas: - fornecimento de um tubo flexível (10; 210), definindo uma passagem interna (13) para circulação de fluido do eixo central (A-A’), o tubo flexível (10; 210) compreendendo uma estrutura de reforço compósita (22), a estrutura de reforço compósita (22) compreendendo pelo menos uma camada de reforço compreendendo uma matriz (40) de polímero e fibras de reforço (42), - fornecimento de uma abóbada de extremidade (60) - folga de uma região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22); - montagem de um membro de retenção (92), capaz de manter a região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22) fixada contra a abóbada de extremidade (60); o método sendo caracterizado pelas seguintes etapas: - fornecer um membro de vedação (90) que se projeta radialmente em torno da região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22), sendo ligado à região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22), - colocar uma superfície frontal (96) não perpendicular ao eixo central (A-A’) do membro de vedação (90) em contato com uma superfície de rolamento complementar (94) na abóbada de extremidade (60), e - colocar uma superfície traseira (100) do membro de vedação (90) em contato com um batente (110) do membro de retenção (92).

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por compreender as seguintes etapas: - deslocamento do membro de retenção (92) para a frente para aproximar o membro de retenção (92) da abóbada de extremidade (60), sendo gerada de forma vantajosa uma pressão de contato superior ou igual a 100 MPa, entre a superfície frontal (96) e a superfície de rolamento complementar (94) na abóbada de extremidade (60); - travamento na posição do membro de retenção (92) em relação à abóbada de extremidade (60).

19. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 18, caracterizado pelo fornecimento do membro de vedação (90) compreender a formação e a fixação simultânea do membro de vedação (90) em torno da região de extremidade (56) da estrutura de reforço compósita (22).

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pela formação e fixação simultânea do membro de vedação (90) compreender enrolamento em torno da estrutura de reforço compósita (22) e fusão na estrutura de reforço compósita (22) de pelo menos uma tira de material polimérico, então a solidificação da tira de material polimérico, o método compreendendo de forma vantajosa a usinagem da superfície frontal (96) não perpendicular ao eixo central (A-A’) após a solidificação.

21. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 20, caracterizado pelo tubo flexível (10; 210) compreender pelo menos uma camada de blindagem de tração (24, 25) não ligada à estrutura de reforço compósita (22), a ou cada uma das camadas de blindagem de tração (24, 25) compreendendo pelo menos um elemento de blindagem (50) enrolado em torno da estrutura de reforço compósita (22), o método compreendendo a liberação das seções de extremidade (58) dos elementos de blindagem (50), em seguida, após a montagem do membro de retenção (92), a inserção das seções de extremidade (58) em uma câmara (64) formada entre a abóbada de extremidade (60) e uma cobertura externa (62), e de forma vantajosa a injeção e solidificação de um material de enchimento (114) incorporando as seções de extremidade (58) na câmara (64).