BRPI0409131B1

BRPI0409131B1 - Pipe assembly

Info

Publication number: BRPI0409131B1
Authority: BR
Publication date: 2017-10-03

Description

CONJUNTO DE TUBULAÇÃO

Antecedentes da invenção Uma tubulação ou mangueira de metal corrugada provê uma alternativa para sistemas de tubulação rígida como um conduto para o transporte de fluidos, tal como gás natural. A tubulação corrugada pode ser facilmente instalada e é útil em muitas aplicações de sistema. Uma tubulação corrugada permite uma instalação mais simples e mais efetiva em termos de custos devido a sua estrutura unicamente flexível e à resistência relativamente alta. A mesma flexibilidade tem limitações inerentes. Conforme a pressão interna do fluido de trabalho dentro da tubulação é aumentada, a estrutura da tubulação corrugada reage à pressão. A estrutura de tubulação corrugada típica começa a se espalhar e expandir ao longo de seu comprimento, quando a pressão interna vence a resistência do material de tubulação. As pressões mais altas do fluido de trabalho fazem com que as corrugações se expandam. A expansão da corrugação resulta em uma distorção da tubulação fora de seus formato e tamanho originais.

De modo a se adequar a faixas de pressão de operação mais altas, uma tubulação corrugada convencional pode ser enjaquetada com uma capa trançada aramada. A capa trançada é fixada em extremidades opostas da tubulação corrugada. A capa trançada reforça a estrutura de tubo corrugado, desse modo resistindo à expansão das corrugações, quando a pressão interna ê aumentada. A capa trançada é efetiva na função de resistir à expansão da tubulação corrugada, desse modo aumentando a capacidade de pressão operacional. Contudo, a capa trançada cobrindo o diâmetro externo da tubulação corrugada está sujeita a um movimento relativo com a tubulação corrugada que ela cobre. A tubulação e a capa trançada se movem uma em relação à outra ao longo do comprimento da tubulação corrugada. Em aplicações que conectam a tubulação corrugada a um equipamento mecânico que cria vibração traduzida para a tubulação, o movimento relativo causa abrasão entre o interior da capa trançada e a superfície externa da tubulação. A abrasão entre a superfície externa de tubulação e a superfície interna de capa trançada cria mecanismos de falha que comprometem a integridade da estrutura de tubulação corrugada. A capa trançada serra e roça contra o material de superfície externa da tubulação corrugada até a fronteira de pressão de tubulação falhar e, subseqüentemente, haver um vazamento do fluido de trabalho.

Um outro inconveniente com a tubulação existente é que a tubulação freqüentemente está contida em uma jaqueta. Tipicamente, a jaqueta é feita de um material isolante. No caso de a tubulação ser introduzida em uma carga elétrica (por exemplo, a partir de uma descarga luminosa direta ou indireta), a carga se acumula na jaqueta e pode queimar através da jaqueta até a tubulação, resultando em uma brecha da tubulação.

Sumário da invenção Uma modalidade da invenção é um conjunto de tubulação que inclui uma tubulação corrugada condutiva incluindo convoluções de picos e vales e uma jaqueta de polímero condutiva disposta ao longo de um comprimento da tubulação corrugada.

Uma outra modalidade da invenção é um conjunto de tubulação que inclui uma tubulação corrugada condutiva incluindo convoluções de picos e vales e uma jaqueta de polímero termoplástico condutiva disposta ao longo de um comprimento da tubulação corrugada. 0 polímero termoplástico tem uma resistência à tração mínima de cerca de 27,6 MPa, um alongamento mínimo de 300%, um módulo à flexão mínimo de cerca de 172,4 MPa e uma resistividade em volume máxima de cerca de 7xl04 Ohm-cm. Uma conexão é acoplada à tubulação corrugada em uma extremidade da mesma.

Breve descrição doa desenhos A Figura 1 ê uma vista lateral, em seção transversal parcial, de um conjunto de tubulação de dissipação de carga.

Descrição detalhada das modalidades preferidas A Figura 1 é uma vista lateral, em seção transversal parcial, de um conjunto de tubulação de dissipação de carga 10. 0 conjunto de tubulação 10 inclui uma tubulação 12 e uma jaqueta condutiva 14. A tubulação 12 pode ser uma tubulação de aço inoxidável corrugada anular {CSST) para o transporte de fluidos tais como gás natural, líquidos, etc. Alternativamente, a tubulação 12 pode ser uma tubulação enrolada de forma helicoidal. A jaqueta 14 é extrudada sobre a tubulação 12. A tubulação corrugada 12 tem uma superfície externa e uma superfície interna. A superfície interna é tipicamente exposta ao fluido de trabalho. A tubulação corrugada 12 compreende uma estrutura que tem diâmetros ou convoluções variáveis, que formam picos e vales em séries alternadas ao longo do comprimento da tubulação corrugada 12. A superfície externa é usada como a referência para o pico e vale em oposição à superfície interna. 0 pico consiste na convolução com o maior diâmetro externo e o vale consiste na convolução com o menor diâmetro externo. A jaqueta condutiva 14 é disposta na superfície externa da tubulação corrugada 12. A jaqueta condutiva 14 pode preencher substancialmente os vales e cobre os picos na superfície externa. A jaqueta condutiva 14 é disposta ao longo do comprimento da tubulação corrugada 12. A constituição de material da jaqueta condutiva 14 tem propriedades que resistem a forças que distorcem o material, tais como forças de tração e cisalhamento. Como resultado, quando a pressão interna de um fluido de trabalho aumenta e atua para separar a tubulação corrugada 12, a jaqueta condutiva 14 disposta nos vales de superfície externa resiste às forças que são criadas. A jaqueta condutiva 14 inibe a expansão ou o espalhamento da tubulação corrugada 12, de modo que a tubulação corrugada 12 não distorça significativamente na dimensão linear ou no diâmetro da tubulação corrugada 12. A jaqueta condutiva 14 suporta cada convolução da tubulação corrugada 12. A constituição de material da jaqueta condutiva 14 também é resiliente e flexível. Conforme a tubulação corrugada 12 é dobrada e flexionada ao longo de seu comprimento, a jaqueta condutiva 14 se dobra e flexiona com a tubulação corrugada 12. A espessura da jaqueta condutiva 14 pode ser variada, para melhoria da resistência a uma expansão de tubo ou para a provisão de mais ou menos flexibilidade à tubulação corrugada 12. Pode ser encontrada uma variedade de classificações de pressão pela mudança da espessura da jaqueta condutiva 14. Existe uma relação direta entre a espessura da jaqueta condutiva 14 e a classificação de pressão da tubulação corrugada 12. A aplicação de uma jaqueta condutiva 14 à tubulação corrugada 12 aumenta a classificação de pressão da tubulação corrugada 12 acima da classificação de pressão da tubulação corrugada 12 sem a jaqueta condutiva 14. A jaqueta condutiva 14 também aumenta o número de ciclos de flexão requeridos para a criação de uma falha por fadiga de material na tubulação corrugada 12, e atenua a vibração, para redução da falha da tubulação corrugada 12 devido à fadiga por vibração. A jaqueta condutiva 14 pode ser extrudada nas corrugações da tubulação corrugada 12. O uso de outros processos de fabricação pode ser empregado para disposição da jaqueta condutiva 14 sobre a superfície externa da tubulação corrugada 12. Em uma modalidade, a jaqueta condutiva 14 ê dirigida para os vales para preencher substancialmente os vales e cobrir os picos. Conforme a jaqueta condutiva 14 é extrudada, ela substancialmente se funde e flui para baixo para as corrugações da tubulação corrugada 12. A jaqueta condutiva fundida 14 se resfria sobre a tubulação corrugada 12. 0 material fundido preenche substancialmente os vales e cobre os picos. Em uma modalidade alternativa, uma jaqueta de polímero condutiva 14 é extrudada nas corrugações e, então, curada (por exemplo, através de calor). A jaqueta condutiva 14 pode ser aplicada de modo que a jaqueta condutiva 14 se ligue a substancialmente toda a superfície externa da tubulação corrugada. A ligação opcional da jaqueta condutiva 14 à superfície externa pode ser uma ligação mecânica ou uma ligação química, de modo que a jaqueta condutiva 14 substancialmente adira à superfície externa da tubulação corrugada 12. Também, por estar localizada nos vales, a jaqueta condutiva 14 mecanicamente bloqueia a deformação da tubulação corrugada 12, como resultado das propriedades de material da jaqueta condutiva 14. Com a jaqueta condutiva 14 aplicada de modo que haja uma adesão entre a jaqueta condutiva 14 e a superfície da tubulação corrugada 12, não há um movimento relativo entre a jaqueta condutiva 14 e a superfície da tubulação corrugada 12. Tendo eliminado o movimento relativo entre a jaqueta condutiva 14 e a superfície externa, o mecanismo de desgaste abrasivo é substancialmente eliminado, enquanto ainda se provê um reforço para pressão.

Em uma modalidade alternativa, a jaqueta condutiva 14 é extrudada sobre a tubulação 12, mas não dirigida para os vales da tubulação corrugada. A jaqueta condutiva 14 cobre os picos da tubulação corrugada 12, mas não é dirigida para os vales. A jaqueta condutiva 14 pode ser feita a partir de um polímero termoplástico condutivo, tal como um composto de poliuretano â base de poliéter termoplástico. Outros termoplãsticos condutivos podem ser usados para a jaqueta 14, e a invenção não está limitada a poliuretano. 0 polímero preferencialmente tem as propriedades a seguir: TABELA A

Propriedade Método Valor Resistência à tração ASTM D638 cerca de 27,6 MPa mínimo Alongamento ASTM D638 cerca de 300% mínimo Módulo â flexão ASTM D790 cerca de 172,4 MPa mínimo Resistividade em volume ASTM D257 cerca de 7xl04 Ohm-cm máximo Em uma modalidade alternativa, a jaqueta condutiva é feita de um termoplãstico, um polietileno que tem as características identificadas na Tabela A. A jaqueta de polietileno pode se ligar à tubulação corrugada 12, como descrito acima.

Em uma ou em ambas as extremidades do conjunto de tubulação estão conexões 16. As conexões 16 podem ser as conexões existentes de CSST, tais como aquelas mostradas nas Patentes U.S. N° 5.799.989, 6.079.749, 6.276.728, cujo conteúdo inteiro destas patentes é incorporado aqui como referência. Preferencialmente, as conexões de extremidade são feitas a partir de metais (por exemplo, latão).

Uma vez que a jaqueta 14 é feita de um termoplástico condutivo, a carga acumulada na jaqueta 14 (por exemplo, devido a um choque de descarga luminosa direta ou indireta) é conduzida através da jaqueta 14 para a tubulação 12 e, então, para as conexões de extremidade 16 e através de componentes conectados às conexões 16. Assim, a tubulação 12 não é danificada por um acúmulo de carga em uma jaqueta não condutiva. O conjunto de tubulação pode ser usado em várias aplicações, incluindo instalações residenciais ou comerciais, interiores ou exteriores, e acima do terreno ou enterradas, onde há uma tendência a choques de descarga luminosa (direta ou indireta) ou outras causas de acúmulo de carga elétrica.

Embora modalidades preferidas tenham sido mostradas e descritas, várias modificações e substituições podem ser feitas nelas, sem se desviar do espírito e do escopo da invenção. Assim sendo, é para ser compreendido que a presente invenção foi descrita a título de ilustração e não de limitação.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Conjunto de tubulação caracterizado por compreender: uma tubulação corrugada condutiva que inclui convoluções de picos e vales,· uma jaqueta de polímero condutiva disposta ao longo do comprimento da referida tubulação corrugada.

2. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da tubulação corrugada ser anular.

3. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da tubulação corrugada ser helicoidal.

4. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da jaqueta de polímero ser de um polímero termoplástico.

5. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polímero termoplástico ser um poliuretano à base de poliéter.

6. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polímero termoplástico ser um polietileno.

7. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polímero termoplástico ter uma resistência à tração mínima de cerca de 27,6 MPa.

8. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polímero termoplástico ter um alongamento mínimo de cerca de 300%.

9. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polímero termoplãstico ter um módulo à flexão mínimo de cerca de 172,4 MPa.

10. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polímero termoplãstico ter uma resistividade em volume máxima de cerca de 7xl04 Ohm-cm.

11. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da jaqueta de polímero condutiva substancialmente preencher os referidos vales e substancialmente cobrir os referidos picos.

12. Conjunto de tubulação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender: uma conexão acoplada à referida tubulação corrugada em uma extremidade da mesma.

13. Conjunto de tubulação, caracterizado por compreender: uma tubulação corrugada condutiva que inclui convoluções de picos e vales; uma jaqueta de polímero termoplãstico condutiva disposta ao longo de um comprimento da referida tubulação corrugada, o referido polímero termoplãstico tendo uma resistência à tração mínima de cerca de 27,6 MPa, um alongamento mínimo de cerca de 300%, um módulo à flexão mínimo de cerca de 172,4 MPa e uma resistividade em volume máxima de cerca de 7xl04 Ohm-cm; e uma conexão acoplada à referida tubulação corrugada em uma extremidade da mesma.