BRPI0621189A2

BRPI0621189A2 - tubo metálico, método para a criação de um tubo metálico e método para a criação de um produto de tubo metálico

Info

Publication number: BRPI0621189A2
Application number: BRPI0621189-5A
Authority: BR
Inventors: Brian G Herbst
Original assignee: Afl Telecommunications Llc
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2011-12-06
Also published as: CA2658125C; CA2658125A1; US20100012217A1; US8640740B2; WO2008016353A1; AU2006346783B2; EP2046524A1; AU2006346783A1; MX2009000851A; EP2046524A4

Abstract

TUBO METáLICO, MéTODO PARA A CRIAçãO DE UM TUBO METáLICO E MéTODO PAPA A CRIAçãO DE UM PRODUTO DE TUBO METáLICO. Trata-se de um tubo metálico (400), o qual inclui um primeiro membro cilíndrico (403), o qual é formado por uma tira de metal lisa, e um segundo membro cilíndrico (402) , o qual é formado por de uma tira de metal lisa, sendo que o primeiro membro cilíndrico (403) é encaixado dentro do segundo membro cilíndrico (402).

Description

TUBO METÁLICO, MÉTODO PARA A CRIAÇAO DE UM TUBO METÁLICO E MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM PRODUTO DE TUBO METÁLICO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma tubulação de metal de diâmetro pequeno. Mais especificamente, a presente invenção refere-se à criação de um produto de tubo de metal que tem uma espessura de parede que é substancialmente aumentada em relação às capacidades de fabricação de tubos simples convencionais, bem como ao método de fabricação da tubulação de metal.

2. Descrição da Técnica Correlata

A tubulação de metal é importante em muitas aplicações industriais, tais como um envoltório de proteção para fibras ópticas e condutores de cobre revestidos. A tubulação é medida tipicamente pelo diâmetro externo e pela espessura da parede. A fabricação da tubulação com grandes espessuras de parede para suportar o esmagamento ou forças de tensão é difícil porque a formação e a soldagem do metal acima de uma determinada espessura de parede pode causar um desgaste excessivo na máquina de fabricação e reduzir drasticamente a velocidade na qual a máquina da tubulação pode operar.

Nas usinas que utilizam um processo de soldagem a laser, por exemplo, a capacidade de soldar, manter uma velocidade que seja uma taxa aceitável e uma redução por trefilação ou laminação é limitada pela espessura do metal. A duplicação da espessura de parede em ufíia máquina de tubo de soldagem a laser de 0,008 polegadas a 0,016 polegada irá reduzir a velocidade drasticamente e criar um desgaste significativo e rompimento na máquina, uma vez que a máquina não pode ser idealmente projetada para essa espessura de metal.

A patente U.S. n°. 4.759.487, aqui incorporada em sua totalidade a titulo de referência, descreve um aparelho e um método para fabricar continuamente um cabo de fibra óptica em que as fibras ópticas são encerradas em um tubo de metal lacrado formado por uma tira de metal lisa tal como visto nas FIGURAS 1 e 2. O aparelho 10 cria um. tubo parcialmente formado 12 a partir de uma tira de aço 11 ao passar a tira de aço 11 através de um primeiro conjunto de rolos 24. As fibras ópticas 13 são colocadas dentro do tubo parcialmente formado 12. 0 aparelho fecha então o tubo por um segundo conjunto de rolos 65, e uma solda a laser 74 veda o tubo. O tubo vedado é então puxado através dos moldes de arame 95 pela roda 98 para reduzir o diâmetro do tubo vedado tal como visto na FIGURA 2.

A FIGURA 3 mostra uma vista de planta de um tubo de metal 3 00 criado pelo processo acima. Conforme pode ser visto, o tubo inclui uma só parede 310.

Enquanto o diâmetro de um tubo segue para baixo e a espessura de parede aumenta, a capacidade de formar a tira de metal em um formato redondo fica cada vez mais difícil. Além disso, se o tubo tiver que ser reduzido por trefilação ou laminação até um tamanho menor, o próprio tubo pode não ser capaz de suportar as forças de redução por trefilação ou laminação. O equipamento também pode não ser apropriado para executar a tarefa, desse modo requerendo um novo desenho do equipamento ou um equipamento completamente novo.

Além disso, a tubulação de metal criada pelo processo tem o potencial de pequenas falhas não serem detectadas na área da solda. Essas pequenas falhas, sob condições adversas, tais como a pressão ou materiais corrosivos, podem resultar em uma falha no produto.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

As realizações exemplificadoras da presente invenção superam as desvantagens acima e outras desvantagens não descritas acima. Além disso, não é requerido que a presente invenção supere as desvantagens descritas acima, e uma realização exemplifiçadora da presente invenção pode não superar alguns dos problemas descritos acima.

Os aparelhos e os métodos consistentes com a presente invenção referem-se à criação de um produto de tubo de metal com uma espessura de parede aumentada em relação aos métodos convencionais, e aos métodos para a criação de tal produto de tubo.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é apresentada uma tubulação de metal que inclui um primeiro membro cilíndrico que é formado por uma primeira tira de metal lisa, e um segundo membro cilíndrico que é formado por uma segunda tira de metal lisa. 0 segundo membro cilíndrico de metal é formado de modo a encaixar o primeiro membro cilíndrico dentro do segundo membro cilíndrico.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o diâmetro interno do segundo membro cilíndrico cria um encaixe de compressão com o primeiro membro cilíndrico.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a espessura do primeiro membro cilíndrico é substancialmente similar à espessura do segundo membro cilíndrico.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a espessura do primeiro membro cilíndrico é diferente da espessura do segundo membro cilíndrico.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, as espessuras do primeiro membro cilíndrico e do segundo membro cilíndrico são feitas de metais diferentes.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o primeiro membro cilíndrico e o segundo membro cilíndrico são feitos do mesmo metal.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um método para a criação de um tubo de metal inclui a formação de um primeiro membro cilíndrico a partir de uma primeira tira de metal lisa, a formação de um segundo membro cilíndrico a partir de uma segunda tira de metal lisa, e o encaixe do primeiro membro cilíndrico dentro do segundo membro cilíndrico, de modo que o segundo membro cilíndrico seja encaixado por compressão no primeiro membro cilíndrico.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um método para a criação de um produto de tubo metálico inclui a criação de uma pluralidade de membros cilíndricos que têm diâmetros diferentes a partir de uma pluralidade de tiras de metal lisas, e a criação de um tubo de metal em camadas ao encaixar a pluralidade de membros cilíndricos uns dentro dos outros em ordem, do menor ao maior, em que os membros cilíndricos são encaixados por compressão. O limite para o número de membros cilíndricos utilizados só é limitado pelas restrições físicas da máquina específica que estiver sendo utilizada.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, pelo menos dois membros da pluralidade de membros cilíndricos são compostos de metais diferentes; e pelo menos duas tiras da pluralidade de tiras de metal lisas têm espessuras diferentes.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, cada membro da pluralidade de membros cilíndricos é composto do mesmo metal.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a pluralidade de tiras de metal lisas tem uma espessura substancialmente similar.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os aspectos acima e outros ainda da presente invenção tornar-se-ão aparentes e apreciados mais prontamente a partir da seguinte descrição das realizações exemplificadoras, tomadas conjuntamente com os desenhos anexos, nos quais:

a FIGURA 1 é uma vista em elevação de uma primeira peça de uma máquina convencional utilizada para criar a tubulação de metal;

a FIGURA 2 é uma vista em elevação de uma segunda peça de uma máquina convencional utilizada para criar a tubulação de metal;

a FIGURA 3 é uma vista de planta de uma tubulação de metal de uma só camada convencional;

a FIGURA 4 é uma vista de planta de uma tubulação de metal de duas camadas de acordo com uma realização exemplificadora da presente invenção;

a FIGURA 5 é vista de planta de uma tubulação de metal de múltiplas camadas de acordo com uma realização exemplificadora da presente invenção; e

a FIGURA 6 é um fluxograma de uma operação de criação de um tubo de metal de acordo com uma realização exemplificadora da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES EXEMPLIFICADORAS

Em uma realização exemplif icadora da presente invenção, é criada uma tubulação de metal de múltiplas camadas.

A FIGURA 4 é uma vista de planta de uma tubulação de metal de múltiplas camadas 400 com uma parte do tubo exterior removida para mostrar as camadas da tubulação. A tubulação de metal inclui um primeiro tubo 401 contendo fibras ópticas 403, e um segundo tubo 402, em que o diâmetro interno do segundo tubo 402 fica em contato íntimo com o diâmetro externo do primeiro tubo 401.

O primeiro tubo 401 pode ser composto, mas sem ficar a eles limitado, de alumínio, aço inoxidável, cobre, ligas à base de níquel, etc. Na realização exemplificadora atual, o primeiro tubo 1 tem a espessura de parede t igual a 0,008 polegada.

O segundo tubo 4 02 também pode ser composto pelos mesmos metais que o primeiro tubo 4 01, ou o segundo tubo 402 pode ser composto de um metal diferente daquele do primeiro tubo 401. Na realização exemplificadora atual, o segundo tubo 402 também tem uma espessura de parede wt igual a 0,008 polegada. A espessura de parede combinada dos tubos é de 0,016 polegada. A espessura de parede do segundo tubo 4 02 não precisa ser a mesma que aquela do primeiro tubo 401. A espessura de parede wt do segundo tubo 402 pode ser maior do que a espessura de parede t do primeiro tubo 401, ou a espessura de parede wt do segundo tubo 402 pode ser menor do que a espessura de parede t do primeiro tubo 401.

O efeito da tubulação combinada na realização exemplif icadora atual é que o produto final tem um desempenho como se fosse um tubo de uma só parede com uma espessura de parede de 0,016 polegada. Tubos adicionais podem ser adicionados e são limitados somente pela capacidade da máquina. Uma espessura de 0,032 polegada foi obtida em diâmetros menores do que 1/8 polegada. Essa espessura de parede não podia ser obtida previamente por tubulação de metal soldada a laser com um diâmetro menor do que 1/4 polegada.

A espessura de parede das camadas diferentes depende dos tipos de materiais e do processo de fabricação existente. Por exemplo, nas linhas que soldam o aço inoxidável utilizando um laser, as espessuras de parede típicas variam de 0,004" a 0,013", embora espessuras menores e maiores sejam obtidas. Se for necessária uma espessura de parede de 0,018", a presente invenção poderia produzir um tubo inicial de uma espessura de 0,008" seguida por uma espessura de 0,010". No equipamento utilizado para produzir um tubo de alumínio, as espessuras de parede podem ser muito maiores. Para um mercado particular, um dos produtos típicos terá espessuras de parede variando de 0,020"a 0,100". 0 mesmo conceito que aquele dos tubos soldados a laser pode ser aplicado. Dadas a faixa dos materiais e de capacidades do processo, o elemento versado na técnica pode determinar qual tamanho da tubulação que o equipamento é capaz de produzir.

A FIGURA 5 é uma vista de planta de uma tubulação de metal de múltiplas camadas 4 00 com uma parte das camadas múltiplas do tubo removidas para mostrar as camadas da tubulação. A tubulação de metal de múltiplas camadas 500 é formada de uma maneira similar ao tubo de múltiplas camadas na FIGURA 4, mas ainda tem uma outra camada, 501, que tem uma espessura de parede twt. A tubulação inclui múltiplos tubos de metal de diâmetros diferentes que são encaixados uns dentro dos outros em ordem do diâmetro menor ao diâmetro maior. Tal como observado acima, os tubos podem ou não ter espessuras substancialmente similares, e podem ou podem ser compostos pelos mesmos metais.

A FIGURA 6 mostra um fluxograma para a criação da tubulação de metal de múltiplas camadas utilizando o aparelho mostrado nas FIGURAS 1 e 2. O método para a criação da tubulação de metal de acordo com uma realização exemplificadora da presente invenção inclui a criação de um primeiro tubo de metal, a criação de um segundo tubo de metal, e o encaixe do primeiro tubo de metal no segundo tubo de metal. A tubulação final é então bobinada em um carretei.

O primeiro tubo 401 é criado ao formar uma tira de metal na forma de um tubo utilizando uma série de rolos S601. A tira de metal em forma de tubo é então fechada ao puxar a tira de metal em forma de tubo através de um aparelho de soldagem, o qual funde a emenda S603. Na realização exemplificadora atual, o aparelho de soldagem utiliza um laser, no entanto, qualquer outro processo conhecido dos elementos versados na técnica para vedar a emenda pode ser utilizado, tal como MIG (gás inerte de metal), arco de plasma, indução, etc.

Depois que o tubo de metal é formado, mas antes que o tubo seja puxado através do aparelho de soldagem, as fibras ópticas, os condutores de cobre revestidos, ou quaisquer produtos necessários para uma aplicação podem ser inseridos na tubulação de metal S602. Alternativamente, a tubulação pode ser deixada vazia.

Após o processo de soldagem, o tubo soldado pode seguir através de uma operação de trefilação que reduz o diâmetro do primeiro tubo até o tamanho desejado S604.

O segundo tubo 402 é formado de uma maneira similar àquela do primeiro tubo. O segundo tubo 402 é criado ao formar um tubo de metal a partir de uma tira de metal mediante a passagem da tira de metal através de uma série de rolos S605. O primeiro tubo 401 é encaixado dentro do segundo tubo S606. O segundo tubo 402 é puxado então através do aparelho de soldagem, o qual funde a emenda S607 do segundo tubo 402 e cria uma tubulação de múltiplas camadas 400. Se o primeiro tubo ou o segundo tubo tiverem pequenas falhas na área da solda, uma falha em um dos tubos não irá resultar em um produto danificado, porque o outro tubo ainda estará intacto.

Em seguida, o tubo de múltiplas camadas 400 segue através de uma operação de trefilação que reduz o diâmetro do segundo tubo 402 de uma maneira tal que o diâmetro interno é colocado em contato íntimo (isto é, um encaixe de compressão) com o diâmetro externo S608 do primeiro tubo 401. A parte da máquina que aplica a força motiva para puxar o tubo através do molde de trefilação pode executar facilmente esta tarefa tal é feito normalmente, ao passo que o impulsor/motor pode não ser ter essa capacidade se tiver que puxar um único tubo com o dobro da espessura de parede normal. O tubo de múltiplas camadas é bobinado então em um carretei S609.

Outras camadas adicionais do tubo podem ser criadas ao serem adicionadas repetindo as etapas S605-608 e ao continuar a encaixar o tubo de múltiplas camadas 4 00 precedente dentro do tubo S610 recém criado. Se nenhuma camada adicional for necessária, o tubo de múltiplas camadas 400 final pode ser bobinado em um carretei S611.

Devido ao fato que o aparelho de soldagem só deve fundir a espessura do segundo tubo, o aparelho de soldagem executa a fusão do tubo, e não requer a potência que é necessária quando se tenta fundir um tubo que tem uma espessura de parede igual àquela do primeiro tubo e do segundo tubo combinados.

A quantidade de compressão do segundo tubo determina como o primeiro tubo e o segundo tubo combinados interagem um com o outro. Quanto mais apertada a compressão entre o primeiro e o segundo tubos, mais os dois tubos irão agir como um tubo de uma só parede com uma espessura de parede igual àquela das espessuras de parede dos dois tubos individuais. No entanto, existe um limite superior da compressão porque, à medida que a compressão é aumentada, a força requerida para puxar os tubos compostos através dos moldes ou do rolo reduz os tubos de maneira tal que o equipamento pode não executar a compressão porque a força é tal que o tubo excede a sua resistência à tração e se separa ou rompe .

Embora a realização exemplificadora da presente invenção seja descrita, deve ser compreendido pelos elementos versados na técnica que a presente invenção não deve ser limitada ã realização exemplificadora descrita, mas várias mudanças e modificações podem ser feitas dentro do caráter e do âmbito da presente invenção. Conseqüentemente, o âmbito da presente invenção não fica limitado à faixa descrita das reivindicações a seguir.

Claims

1. TUBO METÁLICO, caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro membro cilíndrico, o qual é formado por uma tira de metal lisa; e um segundo membro cilíndrico, o qual é formado por uma tira de metal lisa; em que o primeiro membro cilíndrico é encaixado dentro do segundo membro cilíndrico.

2. TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um diâmetro interno do segundo membro cilíndrico cria um encaixe de compressão com um diâmetro externo do primeiro membro.

3. TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que uma espessura do primeiro membro cilíndrico e uma espessura do segundo membro cilíndrico são substancialmente similares.

4. TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que uma espessura do primeiro membro cilíndrico é diferente de uma espessura do segundo membro cilíndrico.

5. TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro cilíndrico e o segundo membro cilíndrico compreendem metais diferentes.

6. TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro cilíndrico e o segundo membro cilíndrico compreendem o mesmo metal.

7. MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM TUBO METÁLICO, caracterizado pelo fato de compreender: a formação de um primeiro membro cilíndrico a partir de uma primeira tira de metal lisa; a formação de um segundo membro cilíndrico a partir de uma segunda tira de metal lisa; e o encaixe do dito primeiro membro cilíndrico no dito segundo membro cilíndrico; em que o dito segundo membro cilíndrico é encaixado por compressão no dito primeiro membro cilíndrico.

8. MÉTODO PARA. A CRIAÇÃO DE UM TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma espessura da primeira tira de metal lisa e uma espessura da segunda tira de metal lisa são substancialmente similares.

9. MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma espessura da primeira tira de metal lisa e uma espessura da segunda tira de metal lisa são diferentes.

10. MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro cilíndrico e o segundo membro cilíndrico são de metais diferentes.

11. MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro cilíndrico e o segundo membro cilíndrico são do mesmo metal.

12. MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM PRODUTO DE TUBO METÁLICO, caracterizado pelo fato de compreender: a formação de uma pluralidade de membros cilíndricos que têm diâmetros diferentes a partir de uma pluralidade de tiras de metal lisas; e a formação de um tubo metálico em camadas mediante o encaixe da pluralidade de membros cilíndricos uns dentro dos outros em ordem do diâmetro menor ao diâmetro maior; em que os membros cilíndricos encaixados são encaixados por compressão.

13 . MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM PRODUTO DE TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois membros da pluralidade de membros cilíndricos compreende metais diferentes; e pelo menos duas tiras da pluralidade de tiras de metal lisas têm espessuras diferentes.

14 . MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM PRODUTO DE TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que cada membro da pluralidade de membros cilíndricos compreende o mesmo metal.

15. MÉTODO PARA A CRIAÇÃO DE UM PRODUTO DE TUBO METÁLICO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de tiras de metal lisas tem uma espessura substancialmente similar.