BR112021002012A2

BR112021002012A2 - métodos para diminuir estresse em aparafusamento de flange

Info

Publication number: BR112021002012A2
Application number: BR112021002012-8A
Authority: BR
Inventors: Mark A. Manning; Justin Rye; Flavio Santos
Original assignee: Dril-Quip, Inc.
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-05-04
Also published as: GB202101028D0; US11959567B2; WO2020047366A1; BR122023021105A2; US20210164595A1; NO20210178A1; GB2590012B; GB2590012A

Abstract

MÉTODOS PARA DIMINUIR ESTRESSE EM APARAFUSAMENTO DE FLANGE. A presente invenção refere-se a sistema e método para diminuir estresse fletor em aparafusamento de flange para uma conexão entre um flange e uma peça adjacente de equipamento que são fornecidos. A conexão de flange inclui um único flange com vários parafusos se estendendo através do mesmo. Os parafusos são rosqueados na peça adjacente do equipamento em uma extremidade e uma porca é disposta em uma extremidade oposta de cada parafuso para fornecer um meio para apertar e/ou fixar a conexão do flange. O equipamento ao qual o flange é conectado pode incluir equipamentos de poço submarino com diâmetros externos relativamente grandes. A conexão de flange revelada utiliza uma região inicial de um furo escareado (ou não roscado) na peça de equipamento de acoplamento imediatamente antes do início da rosca formada através do equipamento. Além disso, uma conexão de flange de cubo composto é revelada para reduzir ainda mais estresse fletor nos parafusos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOS PARA DIMINUIR ESTRESSE EM APARAFUSAMENTO DE FLANGE".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica a prioridade do Pedido Provisório US Serial Nº. 62/725.009; depositado em 30 de agosto de 2018, intitulado "METHODS FOR DECREASING STRESS IN FLANGE BOLTING", toda a revelação do qual é aqui incorporada por referência.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente revelação se refere genericamente a flanges e, mais particularmente, a sistemas e métodos para diminuir estresse em aparafusamento do flange.

ANTECEDENTES

[003] Os flanges são usados em uma ampla variedade de contextos, incluindo o campo de equipamentos submarinos. Tradicionalmente, os flanges submarinos têm sido quase exclusivamente baseados em geometria padronizada, definida pelo American Petroleum Institute (API), que consiste em uma face de cubo único consistindo de uma pequena ranhura recortada para uma gaxeta de vedação de metal. Nos últimos anos, a indústria de óleo e gás começou a impelir os limites da tecnologia, perfurando e produzindo poços submarinos em ambientes de alta pressão/alta temperatura (HPHT). Atualmente, o API tem apenas uma seleção limitada de flanges de menor diâmetro que são classificados para estes ambientes de alta pressão e de alta temperatura. No desenvolvimento de um novo flange de grande diâmetro para uso submarino em HPHT, foi descoberto que os grandes gradientes térmicos submetidos aos flanges em HPHT submarinos produzem novos desafios que não podem ser facilmente atendidos pelos tradicionais flanges estilo API de face de cubo único. A abordagem contemporânea adotada pelos fabricantes de equipamentos de HPHT tem sido aumentar a espessura do flange. A análise detalhada mostrou que esta abordagem por si só pode ainda não ser suficiente para lidar com todas as cargas de HPHT, a menos que a espessura seja substancialmente aumentada em relação às espessuras de flange API tradicionais. É agora reconhecido que os flanges que utilizam uma face de cubo composto dentro do diâmetro do círculo do parafuso fornecem capacidades nominais aumentadas sem a necessidade de aumentar a espessura do flange.

[004] Em algumas aplicações, um flange é feito diretamente em um flange adjacente, com vários parafusos se estendendo através dos dois flanges, e cada um tendo um par de porcas (uma em cada lado da conexão do flange) para prender os flanges juntos. Em outras aplicações, particularmente em certas configurações de equipamento submarino, um flange é feito diretamente em outra peça do equipamento usando uma configuração de pino. Ou seja, um parafuso se estende através do flange e para a parte adjacente, e apenas uma porca no lado do flange é usada para apertar a conexão. Em tais casos, os parafusos são aparafusados diretamente nos orifícios roscados na parte adjacente, resultando em um comprimento de fixação mais curto para o parafuso.

[005] A análise mostrou que o aumento do comprimento de fixação de um parafuso através de uma conexão de flange resulta em estresses fletores reduzidos nos parafusos. É desejável minimizar esses estresses fletores. Para minimizar esses estresses fletores, uma abordagem comumente praticada tem sido aumentar a espessura do flange. Infelizmente, o aumento da espessura do flange resulta em altura e peso adicionais da pilha para a conexão. Este aumento na altura e no peso da pilha é indesejável, particularmente em configurações de equipamentos submarinos, devido aos tamanhos já muito grandes dos flanges e do equipamento em uso. É agora reconhecido que um método mais eficiente em termos de espaço e peso é necessário para reduzir as estresses fletores em aparafusamento de flange em montagens onde o flange é conectado a outra peça do equipamento por meio de conexões de pinos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] Para uma compreensão mais completa da presente revelação e suas características e vantagens, agora é feita referência à seguinte descrição, tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:

[007] A Figura 1 é uma vista superior de uma conexão de flange, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[008] A Figura 2A é uma vista em corte transversal da conexão de flange da Figura 1 tomada ao longo das linhas A-A, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[009] A Figura 2B é uma vista detalhada da conexão de flange da Figura 2A tomada dentro do círculo 2B, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0010] A Figura 3A é uma vista em corte transversal da conexão de flange da Figura 1 tomada ao longo das linhas A-A, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0011] A Figura 3B é uma vista detalhada da conexão de flange da Figura 3A, tomada dentro do círculo F, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0012] A Figura 4 é um gráfico ilustrando estresses fletores em um pino de flange usado em três conexões de flange diferentes, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0013] A Figura 5A é uma vista em seção transversal de uma conexão de flange de cubo composto, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0014] A Figura 5B é uma vista detalhada da conexão de flange de cubo composto da Figura 5A tomada dentro do círculo C, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0015] A Figura 6A é uma vista em seção transversal de uma conexão de flange de cubo composto, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0016] A Figura 6B é uma vista em seção transversal de uma conexão de flange de cubo composto da Figura 6A tomada dentro do círculo B, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0017] A Figura 6C é um gráfico que ilustra a pré-carga e a exposição subsequente a um gradiente térmico em uma conexão de flange de cubo composto das Figuras 6A e 6B, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0018] A Figura 7A é uma vista em seção transversal de uma conexão de flange de cubo único tradicional, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0019] A Figura 7B é uma vista em seção transversal de um gradiente térmico de uma conexão de flange de cubo tradicional, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0020] A Figura 7C é um gráfico que ilustra a pré-carga e a exposição subsequente a um gradiente térmico em uma conexão de flange de cubo único tradicional das Figuras 7A e 7B, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0021] A Figura 8A é uma vista em seção transversal de uma conexão de flange de cubo composto de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0022] A Figura 8B é uma vista em seção transversal de um gradiente térmico de uma conexão de flange de cubo composto, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0023] A Figura 9A é um quadro que ilustra um gráfico de pressão versus capacidade de carga de flexão em uma conexão de flange de cubo composto, de acordo com uma modalidade da presente revelação e

[0024] A Figura 9B é um quadro que ilustra um gráfico de pressão versus capacidade de carga de flexão em uma conexão de flange de cubo tradicional, de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[0025] A Figura 10 é uma vista em seção transversal da conexão de flange tendo um flange composto conectado a uma peça de equipamento, de acordo com uma modalidade da presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0026] Modalidades ilustrativas da presente revelação são descritas em detalhes neste documento. Por motivos de clareza, nem todas as características de uma implementação real são descritas neste relatório descritivo. É claro que será verificado que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real, inúmeras decisões específicas de implementação devem ser feitas para atingir os objetivos específicos dos desenvolvedores, tais como conformidade com restrições relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio, que irão variar de uma implementação para outra. Além disso, será verificado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas seria, no entanto, uma tarefa de rotina para aqueles versados na técnica tendo o benefício da presente revelação. Além disso, de forma alguma os exemplos a seguir devem ser lidos para limitar ou definir o escopo da revelação.

[0027] Certas modalidades de acordo com a presente revelação são direcionadas a sistemas e métodos para diminuir estresse fletor no aparafusamento de flange para uma conexão de flange entre um flange e uma peça adjacente de equipamento. A conexão de flange inclui um único flange com vários parafusos se estendendo através do mesmo. Os parafusos são rosqueados na peça adjacente do equipamento em uma extremidade e uma porca é disposta em uma extremidade oposta de cada parafuso para fornecer um meio para apertar e/ou fixar a conexão do flange. O equipamento ao qual o flange é conectado pode incluir equipamentos de poço submarino com diâmetros externos relativamente grandes.

[0028] A conexão de flange revelada utiliza uma região inicial de um furo escareado (ou não rosqueado) na peça de equipamento de acoplamento imediatamente antes do início da rosca formada através do equipamento. Ou seja, em vez de o parafuso ser conectado por meio de roscas à peça do equipamento em todo o comprimento em que o parafuso se estende para dentro do equipamento, um primeiro segmento longitudinal do parafuso que se estende através do equipamento não ficará em engate roscado com o equipamento. Isso fornece um comprimento de fixação aumentado para o parafuso sem aumentar a espessura do flange, reduzindo assim as estresses fletores máximas resultantes nos parafusos. Isso é feito distribuindo-se as tensões ao longo do comprimento de fixação mais longo.

[0029] A análise detalhada de elemento finito (FEA) da conexão de flange revelada mostra que, para flanges de tamanho submarino de grande diâmetro, uma redução notável de estresse fletor nos parafusos pode ser alcançada usando uma região não roscada formada através da peça adjacente do equipamento. A proporção da redução de estresse fletor no parafuso oferecida pelo aumento da espessura do flange em comparação com aquela oferecida por um comprimento de região não rosqueada é de aproximadamente 1,5. Como tal, a espessura do flange pode ser reduzida em 2,54 cm (1 polegada) para cada 3,81 cm (1,5 polegada) de furo não rosqueado através da peça do equipamento para fornecer a mesma proteção contra estresses fletores.

[0030] Para os fins desta revelação, os termos "parafusos", "pinos" e "roscas", conforme usados neste documento, destinam-se a se referir a uma classe geral de prendedores geralmente cilíndricos que consistem em roscas em alguma parte da face redonda do corpo geralmente cilíndrico. Como seria entendido por aqueles versados na técnica, em muitas situações, os prendedores dentro desta classe podem ser usados de forma intercambiável, com ou sem modificações nos componentes de acoplamento e produzir desempenho semelhante. Assim, será verificado que os termos "parafusos", "pinos" e "roscas" podem ser usados de forma intercambiável neste documento, sem limitar o escopo da presente revelação. Além disso, outros tipos de prendedores não listados também podem ser usados para obter benefícios semelhantes de acordo com aspectos da presente revelação.

[0031] Com referência agora aos desenhos, a Figura 1 é uma vista superior de uma conexão de flange 100 de acordo com uma modalidade da presente revelação. A conexão de flange 100 pode formar uma peça de equipamento de poço submarino. Em algumas modalidades, a conexão de flange 100 pode ser utilizada para conectar um primeiro tubular a um segundo tubular para uso em um ambiente submarino. A conexão de flange 100 geralmente inclui um flange 102 conectado a outra peça de equipamento (não visível).

[0032] O flange 102 pode fazer parte de um tubular superior 104 tendo um furo 106 formado através do mesmo. A peça de equipamento conectada ao flange 102 pode incluir um tubular inferior tendo um furo formado através do mesmo. O tubular superior 104 pode ser conectado ao tubular inferior (não mostrado) através da conexão de flange 100. Em tais modalidades, a conexão de flange 100 pode incluir pinos 110 que passam através do flange 102 (por exemplo, tubular superior 104) e a peça de equipamento (por exemplo, tubular inferior) e são conectados por rosca à peça do equipamento. Embora a conexão de flange 100 seja ilustrada neste documento como fornecendo uma conexão de dois componentes tubulares, outras modalidades da conexão de flange 100 podem incluir o flange 102 sendo usado para conectar outros componentes submarinos, tal como conectando um bloco a uma árvore submarina ou um conjunto acionador a um conjunto de preventores.

[0033] O flange 102 é conectado à peça de equipamento por meio de uma pluralidade de pinos 110 para formar a conexão de flange 100. Cada pino 110 inclui um parafuso 112 tendo uma porca 114 disposta no mesmo. Em geral, a porca 114 é acoplada por rosca ao parafuso 112, e o parafuso 112 se estende em uma direção axial através do flange 102 e da peça de equipamento adjacente.

[0034] As Figuras 2A e 2B fornecem vistas em corte transversal de uma modalidade da conexão de flange 100, tomadas ao longo das linhas A-A da Figura 1 e dentro do círculo 2B da Figura 2A, respectivamente. A Figura 2A mostra a conexão de flange 100 que está sendo usada para prender o flange 102 (que é parte de um tubular superior 104) em uma peça adjacente de equipamento 200 (que nas Figuras 2A e 2B é um tubular inferior 202). O tubular inferior 202 tem um furo 204 formado através do mesmo, semelhante ao furo 106 do tubular superior 104. Como mostrado, vários pinos 110 estendem-se através do flange 102 e do equipamento adjacente 200 para fixar a conexão de flange 100. Cada pino 110 pode incluir um parafuso 112 que se estende de um local acima de uma superfície superior do flange 102 para uma posição dentro do componente do equipamento 200. Cada um dos parafusos 112, como mostrado, termina dentro do componente do equipamento 200. Cada um dos parafusos 112 está disposto através do flange 102 e, em seguida, preso ao componente de equipamento 200 por meio de uma conexão rosqueada, que é descrita em maiores detalhes abaixo. As porcas 114 são rosqueadas no topo dos parafusos correspondentes 112 para completar a conexão de flange 100. Conforme ilustrado, o flange 102 e o componente de equipamento 200 podem ser moldados de modo que os parafusos 112 passem por uma pequena lacuna 205 entre uma superfície voltada para baixo do flange 102 e uma superfície voltada para cima do equipamento 200.

[0035] Conforme mostrado nas Figuras 2A e 2B, o flange 102 pode ter múltiplas aberturas não rosqueadas ou escareadas 206 formadas através do mesmo, uma para receber cada um dos parafusos 112. O termo "não rosqueada" ou "escareada" refere-se às aberturas 206 tendo paredes internas relativamente lisas (isto é, não roscadas) que são ligeiramente maiores do que um diâmetro externo do parafuso 112 que passa através delas. As aberturas não rosqueadas 206 funcionam basicamente como passagens através das quais os parafusos 112 se estendem axialmente (ao longo dos eixos 208) através do flange 102. O eixo 208 de cada abertura e/ou parafuso 112 através da conexão de flange 100 é paralelo e radialmente desviado de um eixo longitudinal 210 do flange 102 e do equipamento correspondente 200.

[0036] A peça de equipamento 200 à qual o flange 102 está fixado pode ter múltiplas aberturas formadas através dela também. Estas aberturas podem ter, cada uma, uma seção não rosqueada ou escareada 212 que se estende por uma primeira distância axial 214 ao longo do eixo 208 e uma seção roscada 216 que se estende por uma segunda distância axial 218 ao longo do eixo 208. Ou seja, uma primeira porção (212) de cada abertura através da peça de equipamento 200 pode ter paredes internas relativamente lisas (isto é, não rosqueadas) que são ligeiramente maiores do que um diâmetro externo do parafuso 112 para permitir que o parafuso 112 passe através das mesmas, enquanto uma segunda porção (216) de cada abertura através do equipamento 200 tem roscas formadas nas paredes internas para fazer interface diretamente com as roscas em um diâmetro externo dos parafusos 112.

[0037] Os parafusos 112 passam através das aberturas não rosqueadas 206 do flange 102 e as correspondentes porções não rosqueadas 212 das aberturas através do equipamento 200 e, em seguida, uma porção inferior do comprimento de cada parafuso 112 é rosqueada para engate com o equipamento 200 através das seções roscadas 216 das aberturas através do equipamento 200. As porcas 114 são então rosqueadas nas porções que se estendem para cima dos parafusos 112 para prender com segurança a conexão de flange 100. As seções adicionais não rosqueadas ou escareadas 212 das aberturas formadas através do equipamento 200 fornecem um comprimento de fixação aumentado para os parafusos 112 em comparação com um sistema semelhante em que todo o comprimento das aberturas através do equipamento é enroscado. Este comprimento de fixação aumentado reduz os estresses fletores experimentados pelos parafusos 112 durante a operação do equipamento sem ter que aumentar uma espessura axial do flange 102.

[0038] As Figuras 2A e 2B ilustram uma modalidade da conexão de flange 100, onde o comprimento 214 das porções não rosqueadas 212 das aberturas através do equipamento 200 é de aproximadamente 3,81 centímetros (1,5 polegadas) de comprimento. Isso fornece aproximadamente a mesma diminuição em estresses fletores nos parafusos que um aumento de 2,54 cm (1 polegada) na espessura axial do flange. Assim, a conexão de flange 100 revelada facilita os estresses fletores reduzidos nos parafusos 112 enquanto também mantém as dimensões gerais e o peso da conexão de flange 100 a um mínimo, visto que nenhum aumento na espessura do flange é necessário.

[0039] As Figuras 3A e 3B ilustram uma modalidade semelhante da conexão de flange 100 descrita acima, mas onde um comprimento 300 das porções não rosqueadas 212 das aberturas através do equipamento 200 é de aproximadamente 7,62 cm (3 polegadas) em comprimento. Isso fornece aproximadamente a mesma diminuição nos estresses fletores nos parafusos que um aumento de 5,08 cm (duas polegadas) na espessura axial do flange. Assim, a conexão de flange 100 revelada facilita os estresses fletores reduzidos nos parafusos 112 enquanto também mantém as dimensões gerais e o peso da conexão de flange 100 a um mínimo, visto que nenhum aumento na espessura do flange é necessário.

[0040] A Figura 4 é um gráfico 400 que compara os estresses fletores em pinos de flange 110 para conexões de flange com diferentes construções relativas. O gráfico 400 mostra um momento normalizado 402 (de tensão de flexão) experimentado dentro do parafuso 112 de um pino 110, tomado em relação a uma distância 404 ao longo do parafuso 112 medida a partir da porca 114. Três linhas de tendência 406A, 406B e 406C são mostradas, cada uma correspondendo a um comprimento de fixação diferente 408A, 408B e 408C, respectivamente. "Comprimento de fixação" refere-se a uma distância ao longo do eixo do parafuso (208 das Figuras 2A-3B) desde a porca 114 aonde a porção roscada (216 das Figuras 2A-3B) começa dentro do equipamento (200 das Figuras 2A-3B). Uma conexão de flange com uma seção não rosqueada mais longa da abertura através da peça de equipamento terá um comprimento de fixação mais longo 408.

[0041] Na Figura 4, a linha de tendência 406A corresponde ao momento fletor em um parafuso que conecta um flange a uma peça de equipamento que não tem qualquer seção não rosqueada (216) das aberturas formadas através do mesmo. Isso representa um momento fletor "normalizado" para uma conexão de flange típica. O comprimento de fixação 408A é um comprimento de fixação "normalizado". A linha de tendência 406B corresponde ao momento fletor em um parafuso que conecta um flange a uma peça de equipamento que tem uma seção não rosqueada de 3,81 cm (1,5 polegadas) de comprimento (216) das aberturas formadas através dela. Isto corresponde especificamente à modalidade da conexão de flange 100 mostrada nas Figuras 2A e 2B.

O comprimento de fixação 408B é igual ao comprimento de fixação "normalizado" + 3,81 cm (1,5 polegadas). A linha de tendência 406C corresponde ao momento fletor em um parafuso que conecta um flange a uma peça de equipamento que tem uma seção não rosqueada de 7,62 cm (3 polegadas) de comprimento (216) das aberturas formadas através dela. Isto corresponde especificamente à modalidade da conexão de flange 100 mostrada nas Figuras 3A e 3B. O comprimento de fixação 408C é igual ao comprimento da fixação "normalizado" + 7,62 cm (3 polegadas).

[0042] Como pode ser observado a partir do gráfico 400, os momentos de flexão mais altos nas duas linhas de tendência 406B e 406C são ambos menores do que o momento fletor mais alto na linha de tendência 406A. De acordo com os resultados da análise do gráfico 400, a conexão de flange 100 presentemente revelada (que tem pelo menos alguma porção não rosqueada ou escareada das aberturas formadas através da peça de equipamento) diminui os estresses fletores nos parafusos 112 em comparação com as conexões de flange que não tem essas porções não rosqueadas/escareadas.

[0043] As Figuras 5A e 5B fornecem vistas em corte transversal de uma conexão de flange de cubo composto 500, de acordo com outro aspecto da presente invenção. Uma conexão de flange de cubo composto 500 pode reduzir os estresses fletores e de tração nos parafusos 112 sem ter que aumentar a espessura axial de um flange composto 502 ou o tamanho dos parafusos 112. A conexão de flange de cubo composto 500 pode ser usada para conectar um primeiro tubular a um segundo tubular, por exemplo, o tubular superior 104 e o tubular inferior 202 da Figura 2A.

[0044] A Figura 5A mostra a conexão de flange de cubo composto 500 sendo usada para fixar um flange de cubo composto superior 502a (que faz parte do tubular superior 104) a um flange de cubo composto inferior 502b (que faz parte do tubular inferior 202). A conexão de flange de cubo composto 500 pode prender os flanges compostos 502a e 502b usando um ou mais pinos 110 que se estendem através dos flanges compostos 502a e 502b. Cada pino 110 pode compreender um parafuso 112 que se estende de uma superfície superior de um flange superior 102a para uma superfície inferior de um flange inferior 102b. As porcas 114a e 114b podem ser rosqueadas em ambas as extremidades do parafuso 112 para fixar os flanges 502a e 502b em compressão. Como mostrado, os flanges compostos 502a e 502b podem ser moldados de modo que esse parafuso 112 passe através de uma lacuna entre uma superfície voltada para baixo do flange composto superior 502a e uma superfície voltada para cima do flange composto inferior 502b.

[0045] A conexão de flange de cubo composto 500 representada nas Figuras 5A e 5B pode ser usada em combinação com o flange 102 e o equipamento inferior 200 descrito nas Figuras 2A e 2B, e de forma semelhante nas Figuras 3A e 3B. Tal combinação destes componentes é ilustrada na Figura 10. O sistema da Figura 10 inclui, por exemplo, o flange de cubo composto superior 502a que tem uma abertura que se prolonga através do mesmo, uma face de cubo interior 512a, uma face de cubo exterior 514a e uma ranhura 520 que é formada entre a face do cubo interior 512a e a face do cubo exterior 514a. O sistema da Figura 10 também inclui a peça de equipamento 200 adjacente ao flange composto 502a e tendo uma abertura que se estende através dela e alinhada com a abertura do flange composto 502a. O parafuso 112 se estende através do flange composto 502a e é rosqueado na peça de equipamento 200 para conectar o flange composto 502a à peça de equipamento 200.

[0046] A conexão de flange de cubo composto 500 da Figura 10 pode se beneficiar da seção não rosqueada ou escareada 212 e da seção rosqueada ou roscada 216 da abertura 206, como descrito acima,

para reduzir estresse fletor nos parafusos 112. Assim, uma conexão de flange de cubo composto 500 como descrito em mais detalhes abaixo (e em combinação com a seção não rosqueada ou escareada 212 e a seção rosqueada ou roscada 216 da abertura 206) pode fornecer uma redução ainda maior em estresse fletor nos parafusos 112 do que as modalidades descritas em relação às Figuras 2A, 2B, 3A e 3B. O flange de cubo composto 500 também pode ser usado de acordo com conexões de flange compreendendo aberturas totalmente roscadas. Os flanges de cubo compostos descritos neste documento também podem ser usados com outros tipos de acoplamentos mecânicos de proporções geométricas semelhantes a um flange. Esses tipos de acoplamentos podem incluir, mas não estão limitados a, acoplamentos usando grampos ou anéis rosqueados externos em substituição ou adição aos prendedores rosqueados.

[0047] Um flange de cubo composto 502 da conexão de flange de cubo composto 500 pode compreender uma face do cubo interno 512 e uma face de cubo externo 514. Por exemplo, um flange de cubo composto superior 502a pode compreender uma face de cubo interno 512a e uma face de cubo externo 514a. Um flange de cubo composto inferior 502b pode compreender de forma semelhante uma face de cubo interno 512b e uma face de cubo externo 514b. As faces do cubo interno 512a e 512b do flange do cubo 502 ficam localizadas mais perto (ao longo de uma direção radial) de um eixo longitudinal 550 do flange do cubo 502. Quando o flange do cubo composto superior 502a está conectado ao flange do cubo composto inferior 502b, as faces do cubo interno 512a e 512b podem entrar em contato uma com a outra através de um cubo radialmente interno 513 e as faces do cubo externo 514a e 514b podem entrar em contato uma com a outra através de um cubo radialmente externo 515. Desta maneira, uma ranhura 520 pode ser formada. A ranhura 520 pode ser de forma hexagonal quando vista como uma seção transversal circunferencial, como representado nas Figuras 5A e 5B, ou a ranhura 520 pode ser circular ou substancialmente arredondada ou qualquer forma semelhante. A ranhura 520 fornece rigidez reduzida entre as faces do cubo interno e externo. A ranhura 520 não se destina a fornecer uma superfície de vedação e é aproximadamente uma ordem de magnitude maior em volume do que as ranhuras tradicionalmente usadas para alojar gaxetas. A rigidez reduzida permite maior estabilidade das pré-cargas da face do cubo quando submetidas a cargas externas e térmicas, permitindo flexibilidade dentro do corpo do flange. Esta flexibilidade e maior estabilidade das pré-cargas do cubo reduzem a carga transferida para o parafuso com carga mais alta, distribuindo mais uniformemente a carga entre os parafusos 112. Além disso, quando o flange 502 é sujeito à flexão externa, o cubo externo 515 reduz a carga nos parafusos 112 que estão no lado de estresse fletor, transmitindo uma força oposta no lado compressivo fletor, acoplando assim o momento externo com um ponto de reação compressivo, no cubo externo 515, que está localizado mais longe do eixo neutro de flexão.

[0048] As Figuras 6A e 6B ilustram uma modalidade semelhante da conexão de flange de cubo composto 500 descrita acima, mas com uma pequena lacuna 605 entre os cubos externos 514a e 514b dos flanges de cubo compostos 502a e 502b, respectivamente. Conforme ilustrado, tal lacuna pode não estar presente entre os cubos internos 512a e 512b dos flanges de cubo compostos 502a e 502b, respectivamente. Quando o parafuso 112 é fixado aos flanges compostos 502a e 502b, a lacuna 605 fecha-se para melhorar a integridade da vedação entre o cubo interior 513 e a gaxeta 505, armazenando uma pré-carga no cubo interior 513. Como um resultado, a lacuna 605 pode ser útil para atenuar a separação entre as faces do cubo interno 512a e 512b. A mitigação da separação da face do cubo é benéfica para minimizar o deslizamento relativo nas superfícies de interface entre o flange 500 e a gaxeta de metal 505. A minimização do deslizamento entre a gaxeta 505 e o flange 500 aumenta a vida útil da gaxeta 505 reduzindo o desgaste entre as superfícies metálicas.

[0049] A Figura 6C representa as forças de contato para o cubo interno 513 da conexão de flange de cubo 500 das Figuras 6A e 6B, representadas pela curva de cubo interno 613. A Figura 6C também representa as forças de contato para o cubo externo 515, representadas pela curva do cubo externo 615. A curva do cubo interno 613 e a curva do cubo externo 615 são mostradas em relação a uma soma das cargas do parafuso 614, especificamente para um flange de cubo composto com uma lacuna inicial 605 na face do cubo externo, como representado nas Figuras 6A e 6B. A metade esquerda 616 deste gráfico mostra a relação entre essas forças conforme o corpo do flange é unido à sua parte correspondente, aumentando as forças do parafuso. Para fins de explicação da metade esquerda 616 da Figura 6C, o pré-carregamento do parafuso pode ser representado por duas fases de aumento da carga do parafuso. Uma primeira fase 617 começa na origem 618 do gráfico. Nesta fase, a carga do parafuso 614 é aproximadamente igual à carga do cubo interno 613. Nesta fase, a carga do parafuso 614 e a carga do cubo interno 613 aumentam em igual magnitude até que o contato seja feito primeiro no cubo externo, que termina a primeira fase 617 e inicia a segunda fase 620. Isso é indicado neste gráfico na linha vertical 619, que representa um ponto de primeiro contato. O ponto de primeiro contato no cubo externo começa a segunda fase 620 de pré-carga do parafuso. Neste estágio, a pré-carga restante do parafuso reage principalmente contra o cubo externo. A segunda fase 620 termina na linha vertical 621. Isso representa o final do acoplamento inicial do flange e o final da segunda fase da pré-carga do parafuso. Para esta modalidade representativa, o cubo externo resiste a aproximadamente

60% da pré-carga do parafuso inicial e o cubo interno resiste a aproximadamente 40% da pré-carga do parafuso inicial, como mostrado na Fig 6C.

[0050] A metade direita 622 do gráfico mostra como essas forças mudam quando submetidas a um gradiente térmico que consiste em um furo quente 710 e um exterior frio 720, mostrado nas Figuras 7A e 7B, como é comumente experimentado por flanges que são instalados submarinos após a composição inicial. Como pode ser visto na metade direita 622 da Figura 6C, a curva do cubo interno 613 aumenta em carga, para aproximadamente 105% da carga do parafuso, devido à expansão térmica no cubo interno 513. A curva do cubo externo 615 diminui na carga, para aproximadamente 5%, devido à contração térmica no cubo 515 e ao aumento da carga no cubo interno 513. O aumento líquido na carga nos parafusos é de aproximadamente 10%. As magnitudes dos valores de carga representados na Figura 6C são representativas de uma única modalidade do flange 600. Estes valores podem ser sistematicamente alterados pela variação do tamanho geral do flange, o tamanho e a forma da ranhura 520, a magnitude da lacuna 605 e o diâmetro externo do cubo 515. Também deve ser observado que benefícios térmicos semelhantes de um flange de cubo composto seriam experimentados sem a lacuna inicial 605. Isso provavelmente produziria uma mudança ainda menor no estresse resultante do parafuso após o gradiente térmico ser aplicado, mas sacrificaria algum desempenho em relação a vida útil da gaxeta de metal. Outras modalidades deste projeto podem incluir uma série de faces de cubo escalonadas, o que produziria benefícios semelhantes, mas ao custo de maior dificuldade de fabricação. Como será demonstrado em uma Figura subsequente, o aumento na carga do parafuso devido à expansão térmica em um flange de cubo composto é bem menor do que o aumento na carga do parafuso experimentada por um único flange de cubo de tamanho semelhante.

[0051] As Figuras 7A e 7B fornecem vistas em corte transversal de uma conexão de flange de cubo tradicional 700, onde a Figura 7A mostra uma conexão de flange de cubo tradicional 700 sob condições ambientais sem efeito de um gradiente térmico, e a Figura 7B representa uma conexão de flange de cubo tradicional 700 sob condições de alta temperatura causando um gradiente térmico, por exemplo, em um local de fundo de poço. Uma conexão de flange de cubo tradicional 700 pode ser usada para conectar um flange 102a a um flange 102b. O flange 102a e o flange 102b podem ser semelhantes ao flange 102 e ao componente de equipamento 200, conforme descrito nas Figuras 2A e 2B.

[0052] Conforme usado neste documento, o termo "temperatura ambiente" se refere à temperatura geral de um flange e seu ambiente circundante (incluindo outro equipamento) antes da instalação em um ambiente submarino. "Temperatura ambiente" pode significar que o flange e seu ambiente circundante estão em um estado de distribuição de temperatura substancialmente uniforme com uma temperatura ou gradiente térmico insignificante, em relação à temperatura ou gradientes térmicos extremos possíveis após a instalação submarina. Como mostrado na Figura 7A, uma conexão de flange de cubo tradicional 700 pode ter 100% da pré-carga inicial do parafuso em um cubo tradicional 730 sem gradiente térmico. Em um ambiente submarino, gradientes térmicos são formados devido ao contraste de altas temperaturas dentro de um furo quente 710, que pode ser um composto de furos 106 e 204, e as baixas temperaturas do exterior de um furo, por exemplo, um exterior frio 720. Por exemplo, em condições submarinas, a temperatura do furo quente 710 pode ser 176,6°C (350°F), e a temperatura do exterior frio 720 pode ser 1,67°C (35°F).

[0053] Como resultado, um gradiente de temperatura pode ser formado entre o furo quente 710 e o exterior frio 720. Por exemplo, as zonas 712, 714 e 716 que representam diferentes faixas de temperaturas podem ser formadas através da conexão de flange de cubo tradicional 700. Uma primeira zona 712 pode ter uma faixa de temperatura de 176,6°C (350°F) a 121,1°C (250°F), uma segunda zona 714 pode ter uma faixa de temperatura de 121,1ºC (250°F) a 37,7°C (100°F) e uma terceira zona 716 pode ter uma faixa de temperatura de 37,7°C (100°F) a 1,67°C (35°F). A exposição de altas temperaturas do gradiente térmico na conexão de flange 700 causa a expansão térmica dos flanges 102a e 102b. Como o hub 730 está localizado nessas zonas de temperatura mais alta, o metal se expande nesta interface. Ao contrário, os parafusos 110 estão localizados em zonas de temperatura mais baixa, o que resulta na redução do comprimento total do estado sem tensão dos parafusos. Esta expansão contraditória de metal entre o cubo 730 e os parafusos 110 resulta em tensões aumentadas nos parafusos. Para flanges submarinos de grande diâmetro sujeitos a grandes gradientes térmicos, a FEA mostrou que o aumento de estresse nos parafusos 112 pode ser de 35% ou mais. Tal aumento de estresse de tração no parafuso 112 é indesejável e pode ser mitigado sem aumentar a espessura do flange 102 usando a conexão de flange de cubo composto 500 das Figuras 5A, 5B, 6A e 6B descritos abaixo.

[0054] A Figura 7C representa as forças de contato para uma única curva de cubo 713 em relação à soma das cargas de parafuso 714, especificamente para um flange de cubo tradicional de tamanho semelhante ao flange de cubo composto representado na Figura 6C. A metade esquerda 716 deste gráfico mostra a relação entre essas forças à medida que o corpo do flange é unido à sua parte correspondente, aumentando as forças do parafuso (pré-carga). Para fins de explicação da Figura 7C, mais especificamente a metade esquerda 716, o pré- carregamento do parafuso só precisa ser representado em uma única fase, uma vez que não há um cubo externo com uma lacuna inicial. Para o flange de cubo único típico, a soma das forças nos parafusos é equivalente em magnitude às forças no cubo único 730 no final da composição do flange. A metade direita 717 mostra como essas forças mudam quando submetidas a um gradiente térmico que consiste em um furo quente 710 e um exterior frio 720, como é comumente experimentado por flanges que são instalados submarinos após a composição inicial. Como pode ser visto na metade direita 717 da Figura 7C, tanto a carga do cubo 713 quanto a carga do parafuso 714 aumentam em aproximadamente 35%, de 100% para 135%. Este é um resultado do gradiente térmico e da expansão/contração térmica fazendo com que o estado não tenso do cubo 730 se expanda e o estado não tenso dos parafusos 112 se contraia. Além disso, devido à rigidez adicional resultante da falta da ranhura 520, esse efeito é ainda mais amplificado, resultando em tensões nos parafusos que estão perto do limite das regulamentações da indústria sobre os níveis de tensão permitidos para o aparafusamento. Esse fenômeno, conforme comprovado pela FEA detalhada, deixa os flanges de cubo único tradicionais com pouca capacidade de tensão remanescente nos parafusos para transportar as cargas externas sujeitas aos flanges submarinos. Uma opção alternativa para combater os efeitos térmicos negativos sujeitos ao aparafusamento em flanges submarinos é reduzir a pré-carga inicial do parafuso, mas isto é desfavorável devido à relação inversa entre a pré-carga do parafuso e a vida útil de fadiga.

[0055] Para os fins desta revelação, a expansão térmica e a contração térmica referem-se à física geral e à definição de engenharia desse fenômeno. Este fenômeno pode ser considerado como a propriedade de um metal (e a maioria dos outros materiais encolhe ou expande em um estado descarregado ou não estressado quando sujeito a uma mudança na temperatura. Para fins de esclarecimento, a expansão térmica e/ou a contração térmica, conforme usado neste documento, está referindo-se a esta propriedade e fenômenos relacionados, e não necessariamente à expansão ou contração explícita do material. Por exemplo, prendedores em flanges sujeitos aos gradientes de temperatura descritos neste documento (ou seja, temperaturas de furo interno mais altas em relação às temperaturas externas adjacentes) termicamente contraem devido à redução da temperatura. Embora o efeito da temperatura local mais baixa em um prendedor em contração térmica seja reduzir o comprimento e/ou o volume do prendedor, forças externas e/ou deslocamentos ou deformações do material circundante (incluindo os efeitos de expansão térmica e/ou contração térmica fora dos prendedores) podem resultar no alongamento geral ou expansão do prendedor.

[0056] As Figuras 8A e 8B fornecem vistas em corte transversal de uma conexão de flange de cubo composto 500, onde a Figura 8A mostra um flange de cubo composto 500 sob condições ambientais sem o efeito de um gradiente térmico, e a Figura 8B representa um flange de cubo composto 500 sob condições de alta temperatura causando um gradiente térmico, por exemplo, em um local submarino. Como mostrado na Figura 8A, uma conexão de flange de cubo composto 500 pode ter uma porcentagem mais alta de pré-carga no cubo externo 515 e uma pré-carga de porcentagem menor no cubo interno 513. Por exemplo, em temperaturas ambientes, o cubo externo 515 pode ter uma pré-carga de 70% e o cubo interno 513 pode ter uma pré-carga de 30%.

[0057] Com referência agora à Figura 8B, como discutido acima em relação à Figura 7B, grandes diferenças de temperatura entre um furo quente 710 e o exterior frio 720 podem resultar em gradientes térmicos 712, 714 e 716. As altas temperaturas desses gradientes térmicos podem fazer com que os flanges de cubo compostos 502a e 502b se expandam e, assim, produzem maior tensão de flexão nos parafusos

112. No entanto, a configuração da conexão do flange do cubo composto 500 resulta em um aumento menor no estresse fletor da força do parafuso. Tomando o exemplo acima, onde o cubo interno 513 tinha uma pré-carga de 40% e o cubo externo 515 tinha uma pré-carga de 60% em condições ambientais, a Figura 8B (e Figura 6C) mostra as mudanças resultantes nas cargas de cubo e parafuso quando os flanges de cubo compostos 502a e 502b são submetidos à expansão térmica no cubo interno 513 e contração térmica no cubo externo 515.

[0058] O cubo interno 513 está sujeito à zona de temperatura mais alta 712 do gradiente térmico e, assim, experimenta um aumento na força do cubo de 40% para 105%, em comparação com a condição pré- carregada original. Como resultado da expansão térmica do cubo interno 513 e da contração térmica do cubo externo 515, a pré-carga no cubo externo 515 diminui de 60% para 5%, em comparação com a condição original pré-carregada. O efeito líquido disso é um aumento líquido de 10% da carga no parafuso 112, em comparação com o aumento de 35% no parafuso 112 em um flange de cubo tradicional mostrado na Figura 7B. Assim, os flanges de cubo compostos reduzem a carga dos parafusos 112 em comparação com os flanges de cubo tradicionais quando submetidos a altos gradientes térmicos típicos de flanges submarinos. Estes elevados gradientes térmicos típicos para flanges submarinos são típicos por causa da diferença de temperatura entre a água fria ao redor (radialmente externa) ao flange submarino e o fluido de produção quente transportado internamente através (radialmente interno) de um furo de fluxo do flange submarino. Esta redução nas tensões do parafuso induzidas pelo gradiente térmico permite capacidade de carga externa adicional antes que o limite de tensão permitido do parafuso seja alcançado.

[0059] As Figuras 9A e 9B são gráficos que comparam as capacidades de carregamento combinadas em uma conexão de flange de cubo tradicional versus uma conexão de flange de cubo composto.

Esses gráficos são frequentemente fornecidos pelos fabricantes aos usuários finais para que eles possam avaliar se um flange, ou outra junta mecânica, é suficientemente forte para atender à combinação de carga pretendida. As combinações de carga que são normalmente mostradas nesses gráficos incluem combinações de pressão interna versus momento de flexão externo. Para flanges submarinos, a resistência da junta do flange é normalmente limitada pelo estresse nos parafusos. As linhas 10 e 912 na Figura 9A representam os limites das cargas combinadas que podem ser aplicadas ao flange do cubo composto antes de exceder a capacidade nominal do flange. Por exemplo, todas as combinações de flexão e pressão interna que caem à esquerda da linha 910 estão dentro da capacidade nominal do flange de cubo composto sem um gradiente térmico. Qualquer combinação de flexão externa e pressão interna que caia à direita da linha 910 é indesejável, pois excede a capacidade nominal do flange. Da mesma forma, as combinações de carga externa que caem à esquerda da linha 912 estão dentro da capacidade nominal do flange de cubo composto quando adicionalmente submetido a um gradiente de alta temperatura. As duas setas horizontais apontando para a esquerda indicam a alteração na capacidade nominal do flange do cubo composto quando sujeito a um gradiente térmico. Da mesma forma, as linhas 920 e 922 na Figura 9B mostram as capacidades nominais do flange de cubo único tradicional para as duas condições "sem gradiente térmico" e "com gradiente térmico", respectivamente.

[0060] Ao comparar a Figura 9A à Figura 9B, pode-se perceber que o gradiente térmico reduz as capacidades nominais de ambos os flanges, mas o percentual e a magnitude da redução da capacidade nominal são significativamente menores com o flange de cubo composto em comparação com o flange de cubo único. Isso é resultado da contração térmica do cubo externo 515 contrariando a expansão térmica do cubo interno 513, conforme descrito anteriormente. Também pode ser percebido que o flange do cubo composto tem maior capacidade nominal em todos os cenários relativos. Isso é resultado da maior flexibilidade do corpo do flange, da ranhura 520, distribuindo mais uniformemente a carga em todos os parafusos e ponto de reação do momento fletor externo na face externa do cubo 514. Assim, o flange do cubo composto 500 fornece uma capacidade nominal sob as condições ambientais, e também fornece menos redução na capacidade nominal sob condições de alta temperatura em comparação com o flange de cubo tradicional.

[0061] Por conseguinte, a presente revelação fornece uma conexão de flange que reduz as tensões nos parafusos usados para formar a conexão, enquanto minimiza um tamanho e peso geral da conexão de flange. Isso é particularmente útil no campo de equipamentos submarinos, onde componentes com diâmetros muito grandes são conectados rotineiramente e é importante manter a altura e o peso da pilha deste equipamento submarino os mais baixos possíveis.

[0062] Embora a presente revelação e suas vantagens tenham sido descritas em detalhes, deve ser entendido que várias mudanças, substituições e alterações podem ser feitas neste documento sem se afastar do espírito e do escopo da revelação conforme definido pelas reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende: um flange, em que o flange compreende uma abertura não rosqueada que se estende através do mesmo; uma peça de equipamento adjacente ao flange e tendo uma abertura que se estende através da mesma e alinhada com a abertura não rosqueada do flange, em que uma primeira porção axial da abertura através da peça de equipamento não é rosqueada e em que uma segunda porção axial da abertura através da peça do equipamento é rosqueada e um parafuso que se estende através do flange e rosqueado na peça do equipamento para conectar o flange à peça do equipamento.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que há uma lacuna entre a abertura do flange e a abertura da peça de equipamento, em que o parafuso se estende através da lacuna.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira porção axial tem um comprimento de cerca de 7,62 centímetros (3 polegadas).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira porção axial tem um comprimento de cerca de 3,81 centímetros (1,5 polegada).

5. Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende: um flange de cubo composto superior compreendendo uma abertura, uma face de cubo interno e uma face de cubo externo, em que a face de cubo externo é disposta radialmente para fora em relação à face de cubo interno; um flange de cubo composto inferior adjacente ao flange de cubo composto superior e tendo uma abertura que se estende através do mesmo, em que a abertura é alinhada com a abertura do flange de cubo composto superior, em que o flange de cubo composto inferior compreende ainda uma face de cubo interno e uma face de cubo externo, em que a face de cubo interno e a face de cubo externo do flange do cubo composto inferior são dispostas adjacentes à face do cubo interno e à face do cubo externo do flange do cubo composto superior e um parafuso que se estende através das aberturas do flange do cubo composto superior e do flange do cubo composto inferior para acoplar o flange do cubo composto superior ao flange do cubo composto inferior.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma ranhura circunferencial é formada entre as faces do cubo interno dos flanges de cubo compostos superior e inferior e as faces do cubo externo dos flanges de cubo compostos superior e inferior quando o parafuso acopla o flange do cubo composto superior ao flange do cubo composto inferior.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a ranhura tem forma hexagonal quando vista de uma direção circunferencial.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que há uma lacuna entre a face externa do flange de cubo composto superior e a face externa do flange de cubo composto inferior.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a ranhura proporciona uma maior flexibilidade entre as faces do cubo interno e externo de cada um dos flanges de cubo compostos superior e inferior para melhorar o desempenho do flange quando o sistema é submetido a um gradiente térmico.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que há uma lacuna entre a abertura do flange de cubo composto superior e a abertura do flange de cubo composto inferior, em que o parafuso se estende através da lacuna.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma porca é rosqueada em cada extremidade do parafuso para prender o flange do cubo composto superior e o flange do cubo composto inferior em compressão.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma gaxeta é disposta entre o flange do cubo composto superior e o flange do cubo composto inferior.

13. Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende: um flange de cubo composto que compreende uma abertura que se estende através do mesmo, um cubo interno e um cubo externo, em que uma ranhura é formada entre o cubo interno e o cubo externo; uma peça de equipamento adjacente ao flange composto e tendo uma abertura que se estende através dela e alinhada com a abertura do flange composto e um parafuso que se estende através do flange composto e rosqueado na peça do equipamento para conectar o flange composto à peça do equipamento.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que uma primeira porção axial da abertura através da peça de equipamento não é rosqueada e em que uma segunda porção axial da abertura através da peça de equipamento é rosqueada.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a primeira porção axial tem um comprimento de cerca de 7,62 centímetros (3 polegadas).

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a primeira porção axial tem um comprimento de cerca de 3,81 centímetros (1,5 polegada).

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a abertura da peça de equipamento é totalmente rosqueada.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que uma ranhura é formada entre o cubo interno e o cubo externo.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a ranhura fornece maior flexibilidade entre o cubo interno e o cubo externo do flange do cubo composto para melhorar o desempenho do flange quando o sistema é submetido a um gradiente térmico.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que há uma lacuna entre a abertura do flange composto e a abertura da peça de equipamento, em que o parafuso se estende através da lacuna.