BRPI0701531B1 - Dispositivo de guia para utilização em processamento, corpo flexível para utilização em um dispositivo e método para soldar uma tubulação em um número de passes de soldadura utilizando um dispositivo - Google Patents

Abstract

dispositivo de guia para utilização em processamento, corpo flexível para utilização em um dispositivo e método para soldar uma tubulação em um número de passes de soldadura utilizando um dispositivo. trata-se de um dispositivo de guia para utilização no processamento, particularmente na soldadura, de superfícies curvas, em particular de superfície de tubos, compreendendo um corpo alongado flexível provido com uma guia para meios de processamento; meios de tensionamento para tensionamento do corpo flexível em torno da superfície curva; em que o corpo flexível é provido ao longo de sua extensão com indicadores dispostos de acordo com um padrão determinado, este padrão permitindo que uma determinada posição ao longo do corpo flexível possa ser inferida com base na detecção. dos indicadores.

Description

DISPOSITIVO DE GUIA PARA UTILIZAÇÃO EM PROCESSAMENTO, CORPO FLEXÍVEL PARA UTILIZAÇÃO EM UM DISPOSITIVO E MÉTODO PARA SOLDAR UMA TUBULAÇÃO EM UM NÚMERO DE PASSES DE SOLDADURA UTILIZANDO UM DISPOSITIVO A presente invenção refere-se a um dispositivo de guia para utilização no processamento, particularmente de soldadura, de superfícies curvas, particularmente superfícies de tubos, e mais particularmente de tubulações. Um tal dispositivo de guia compreende geralmente um corpo flexível alongado provido com uma guia para meios de processamento, e meios de tensionamento para tensionamento do corpo flexível em torno da superfície curva. A invenção refere-se adicionalmente a um método para soldar uma tubulação em vários passes de soldadura utilizando o referido dispositivo de guia.

Na soldadura de tubulações é conhecida a utilização de uma cinta de guia ao longo da qual é guiado um carro com um ou mais maçaricos de soldadura. No lançamento de tubulações no mar um determinado número de etapas de soldadura devem geralmente ocorrer a bordo de uma embarcação, e estas etapas de soldadura ocorrem em diferentes estações de soldadura. De acordo com os sistemas conhecidos, um operador de uma estação de soldadura irá indicar no tubo, por exemplo usando giz como indicador, o ponto em que a camada de soldadura deverá ser depositada. 0 operador de uma estação de soldadura subseqüente deverá então localizar este ponto, e a partir desta localização, realizará uma etapa de soldadura subseqüente na qual é depositada uma camada de solda subseqüente. Esse método de trabalho retarda o processo de soldadura e impede a automação do mesmo. A presente invenção tem como objetivo a provisão de um dispositivo de guia do tipo mencionado no preâmbulo, em que uma localização ao longo do dispositivo de guia pode ser determinada de uma forma simples e pode ser automatizada. 0 dispositivo de guia é específico para este propósito no fato de o corpo flexível ser provido ao longo de sua extensão com indicadores dispostos de acordo com um padrão previamente determinado, em que este padrão permite que uma posição determinada ao longo do corpo flexível seja inferida com base na detecção dos indicadores.

Desta forma, uma localização no corpo flexível pode ser assim determinada com uma precisão suficiente com base no padrão de indicadores dispostos sobre o corpo flexível. A localização pode dessa forma ser exatamente determinada ao final de uma etapa de soldadura, e esta localização pode ser novamente localizada anteriormente a uma etapa de soldadura subseqüente. São preferencialmente providos um sensor adaptado para detectar estes indicadores e uma unidade de processamento de sinal ligada ao sensor para determinação de uma localização ao longo do corpo flexível com base nos indicadores detectados. Desta forma uma localização determinada ao longo da cinta de guia pode ser determinada para utilização adicional de uma forma simples e passível de automação.

De acordo com a configuração preferencial os indicadores consistem em orifícios. 0 padrão pode por exemplo consistir em pelo menos uma fileira de indicadores dispostos na direção longitudinal do corpo flexível, em que a distância mútua entre indicadores adjacentes aumenta gradualmente. Este é um padrão simples que é fácil de detectar.

De acordo com a configuração preferencial, o padrão compreende uma primeira fileira de indicadores e uma segunda fileira de indicadores paralela à primeira, em que a distância mútua entre indicadores adjacentes das primeira e segunda fileiras aumenta em direções opostas. Desta forma, o mesmo padrão é detectado pelo sensor independentemente da forma de disposição do dispositivo de guia sobre a superfície curva (por exemplo, no sentido horário ou no sentido anti-horário no caso de uma superfície de tubo). 0 corpo flexível é preferencialmente adicionalmente uma cinta metálica, e os indicadores são preferencialmente formados por furos de punção.

De acordo com uma possível configuração, a cinta metálica possui uma borda serrilhada. Uma tal borda permite o acionamento do carro do meio de processamento por meio de uma roda de acionamento que se encaixa nesta borda.

No caso de uma cinta de guia disposta em torno de uma superfície de tubo poderá ser adicionalmente importante que a mesma seja adequadamente centralizada e possa ser disposta com uma extensão periférica fixa em torno da superfície do tubo. Esta extensão periférica fixa é particularmente útil quando a operação é realizada com indicadores de forma a permitir a detecção do mesmo padrão ao longo da periferia em todos os momentos.

Existem cintas de guia em que são dispostos espaçadores entre a cinta de guia e a superfície do tubo. Podem ser dispostos meios de mola nessa disposição. Entretanto, esses espaçadores estendem-se tipicamente através da totalidade da largura da cinta de guia. Isto tem como desvantagem o fato de o atrito entre os espaçadores e a superfície do tubo sobre a qual a cinta de guia é montada ser bastante elevado, o que pode resultar em uma disposição assimétrica, não centralizada, da cinta de guia em torno da superfície do tubo, em que as molas se encontram sujeitas a uma maior compressão em um lado do que no outro lado.

Para solucionar este problema a invenção propõe adicionalmente um dispositivo de guia conforme se encontra descrito nas reivindicações 15 até 18. Assegurando-se que as dimensões de largura e extensão da superfície de contato entre cada espaçador e a superfície do tubo sejam reduzidas relativamente às dimensões da cinta de guia, o atrito é limitado a um valor mínimo e a cinta de guia pode ser disposta de forma adequadamente centralizada em torno de uma superfície de tubo, com os meios de mola todos comprimidos de uma forma substancialmente uniforme.

De acordo com uma configuração vantajosa, cada espaçador compreende um dispositivo portador de mola que é acoplado à cinta de guia e um suporte de mola disposto de uma forma montada em mola em torno da mesma, em que os meios de mola consistem preferencialmente em molas do tipo de copo que atuam entre o dispositivo portador de mola e o suporte de mola. Esta configuração será adicionalmente descrita com referência às figuras. A presente invenção refere-se adicionalmente a um corpo flexível para utilização em um dispositivo de acordo com a invenção. A presente invenção refere-se igualmente a um método para soldar uma tubulação em um número de passes de soldadura utilizando um dispositivo de acordo com a invenção, em que uma primeira camada é depositada durante um primeiro passe de soldadura e uma segunda camada é depositada em um passe de soldadura subseqüente. 0 método distingue-se pelo fato de a localização final da camada de solda ser determinada com base nos indicadores após a deposição da primeira camada; - esta localização final ser procurada com base nos indicadores na cinta de guia anteriormente à deposição da segunda camada.

Esse método permite portanto uma automação adicional do processo de soldadura.

As características mencionadas acima e outras mais serão adicionalmente elucidadas abaixo com base em uma configuração exemplar do dispositivo de guia de acordo com a invenção que é descrito com referência aos desenhos em anexo. Nos desenhos: A Figura 1 ilustra um detalhe de uma configuração da cinta de guia de acordo com a invenção disposta em torno de uma superfície de tubo, com um maçarico de soldadura como elemento de processamento; a Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de uma configuração da cinta de guia de acordo com a invenção; a Figura 3A é uma vista de topo dos meios de tensionamento da cinta de guia da Figura 2; a Figura 3B ilustra um corte transversal ao longo da linha B-B da Figura 3A; a Figura 3C ilustra um corte transversal ao longo da linha C-C da Figura 3A; a Figura 3D ilustra um corte transversal ao longo da linha D-D da Figura 3A; a Figura 4 é uma vista de topo da configuração da cinta de guia da Figura 3 em uma situação desacoplada; a Figura 5 é um detalhe da borda da cinta de guia ilustrada na Figura 4; as Figuras 6A e 6B ilustram respectivamente uma vista de topo e uma vista de corte transversal ao longo da linha VI-VI da Figura 6A de uma primeira parte de um espaçador; as Figuras 7A e 7B ilustram respectivamente uma vista de topo e uma vista de corte transversal ao longo da linha VII-VII da Figura 7A de uma segunda parte de um espaçador. A Figura 1 ilustra esquematicamente um dispositivo para soldar entre si tubos B que devem ser soldados um ao outro em suas bordas de extremidade. As bordas de extremidade são tipicamente formadas de tal forma que uma ranhura de soldadura L é criada quando os tubos são dispostos um contra o outro.

Essas ranhuras de soldadura são geralmente preenchidas em múltiplos passes do maçarico de soldadura, em que uma camada do material de soldadura é depositada de cada vez no interior da ranhura. Um ou mais maçaricos de soldadura 1 podem ser utilizados para este propósito. 0 maçarico de soldadura é suportado por um cabo 2 guiado ao longo de uma cinta de guia fixada em torno de uma das extremidades de tubo. Na configuração ilustrada o maçarico de soldadura 1 é acoplado a um tubo de alimentação flexível 5 para um gás de proteção, muito embora isto não constitua um pré-requisito e dependa da técnica de soldadura utilizada. 0 dispositivo de soldadura é supostamente conhecido em si mesmo e não faz parte da invenção. 0 carro 2 é provido com quatro rodas de guia 22 que possuem uma superfície periférica em forma de U em que a borda de guia 24 da cinta de guia 3 é acolhida. Imprimindo-se uma tendência das rodas de guia opostas 22 na direção uma da outra, por exemplo com um dispositivo de mola em espiral 25, o par de rodas é mantido e pressionado firmemente contra os lados da cinta de guia 3. 0 acionamento do carro 2 ao longo da cinta de guia 3 pode ocorrer de uma forma aleatória. Na configuração ilustrada o acionamento é realizado por meio de uma roda de acionamento 26 que contata a borda lateral da cinta de guia e é acionada por um mecanismo de acionamento (não ilustrado). Um tal carro é supostamente conhecido e não será aqui mais detalhadamente elucidado. A Figura 2 é uma vista em perspectiva ilustrando uma configuração da cinta de guia 3 de acordo com a invenção em uma situação em que a mesma é conformada como um anel. A Figura 4 ilustra uma vista de topo da cinta de guia no estado estendxdo. A cinta de guia é provida em seu lado interno com espaçadores 7 em que são dispostos meios de mola 10. São providos meios de tensionamento entre as extremidades externas 5, 6 e a cinta de guia 3 para o tensionamento como anel em torno da superfície do tubo. Os meios de tensionamento 4 são ilustrados de forma mais detalhada nas Figuras 3A-3D. Um primeiro elemento 13 dos meios de tensionamento é fixado à extremidade externa 6 mediante utilização de quatro parafusos 16. Este primeiro elemento 13 é provido com um espaço vazado interno 14 provido com roscas. 0 segundo elemento 15 é fixado à outra extremidade externa 5 mediante utilização de quatro parafusos 16. Este elemento é provido com uma cavidade alongada 17 para disposição através da mesma de um parafuso que é apertado no espaço vazado 14 provido com roscas. A cinta de guia 3 é adieionalraente provida com indicadores que são dispostos de acordo com um padrão determinado e que neste caso têm a forma de orifícios 8, 8' . 0 padrão consiste neste caso em duas seqüências de orifícios quadrangulares. A primeira seqüência consiste em um número de orifícios quadrangulares 8 que são dispostos sobre uma linha periférica, em que a distância mútua entre dois orifícios adjacentes aumenta gradualmente da extremidade externa 6 para a extremidade externa 5. A segunda seqüência é similarmente formada por um número de orifícios quadrangulares 8' dispostos sobre uma linha periférica, em que a distância mútua entre dois orifícios adjacentes aumenta gradualmente da extremidade externa 6 para a extremidade externa 5. Este acréscimo/decréscimo gradual é idêntico para ambas as seqüências de tal forma que no caso de uma disposição inversa da cinta de guia, isto é, quando as extremidades externas 5 e 6 são intercambiadas, é obtido um padrão idêntico.

Um sensor (não exibido) para detecção deste padrão é provido no carro 2. Este sensor é acoplado a uma unidade de processamento de sinal adaptada para determinar a localização ao longo da cinta de guia com base nos orifícios ao longo dos quais o carro passa e que são detectados pelo sensor.

Durante o lançamento de tubulações, devem geralmente ocorrer a bordo da embarcação quatro a cinco etapas de soldadura, em que após cada etapa de soldadura a embarcação percorre uma distância determinada, em que dessa forma a soldadura é transportada para a estação de soldadura seguinte e a etapa de soldadura subseqüente pode ser realizada. Mediante utilização dos indicadores na cinta de guia, e do sensor, a localização final da soldadura é determinada após cada etapa de soldadura e é transmitida para a estação de soldadura seguinte. Na estação de soldadura seguinte o maçarico de soldadura é novamente transportado para esta localização utilizando os indicadores e o sensor de tal forma que a etapa de soldadura é iniciada exatamente na posição em que a etapa de soldadura anterior foi interrompida. Pode desta forma ser realizada uma soldadura muito precisa.

Uma possível configuração do espaçador com meios de mola será agora descrita detalhadamente com referência às Figuras 3A-3D e às figuras 6A-6B e 7A-7B. 0 espaçador 7 compreende um suporte de mola 31 e um dispositivo portador de mola 30 acomodados no mesmo. O dispositivo transportador de mola 30 é acoplado à cinta de guia mediante utilização de um parafuso 38. O suporte de mola 31 tem um movimento limitado na direção da cinta de guia. Isto é realizado mediante provisão do suporte de mola 31 com uma abertura 35 com dimensões que permitem que o suporte de mola 31 se movimente ao longo da periferia do dispositivo portador de mola 30 na direção da cinta de guia. A liberdade de movimento é neste caso ajustável por meio de um parafuso 37 (ver a Figura 3B) que fica protuberante através da abertura 35 do suporte de mola 31 e é fixamente aparafusado no interior de um espaço vazado 36 provido com roscas no suporte de mola 30. Molas tipo copo 10 atuam entre o dispositivo portador de mola 30 e o suporte de mola 31. A forma do drspositivo portador de mola 30 e a forma do suporte de mola 31 devem portanto ser adaptadas mutuamente para que os meios de mola possam ser acomodados no suporte de mola 31, por um lado, e para que por outro lado o suporte de mola 31 tenha um movimento limitado relativamente ao dispositivo portador de mola 30. Na configuração ilustrada o suporte de mola 31 possui substancialmente um formato de copo com um fundo 32 provido com uma abertura 35, e com uma parede cilíndrica 34. 0 dispositivo portador de mola 30 tem neste caso a forma de um cilindro oco 32 no qual são providas roscas para parafuso e cuja extremidade de topo é provida com um colar radialmente orientado 33. Uma pessoa versada na técnica poderá entretanto apreciar que são possíveis outras formas para o suporte de mola 31 e o dispositivo portador de mola 30.

Adicionalmente, a superfície de contato entre o suporte de mola e a superfície curva sobre a qual a cinta de guia é montada deverá ser preferencialmente tão reduzida quanto possível de forma a limitar o atrito com a superfície curva. Para esta finalidade o suporte de mola 31 possui preferencxalmente um fundo arredondado, conforme pode ser preferencialmente observado na Figura 7B, e a área superficial da superfície de suporte anular é preferencialmente tão pequena quanto possível. A invenção não se encontra limitada à configuração descrita acima, e certamente não se encontra limitada ao processamento de tubulações. Qualquer superfície sobre a qual uma cinta de guia flexível possa ser montada de uma forma adequada encontra-se dentro do escopo da invenção. Uma pessoa versada na técnica poderá adicionalmente apreciar que são possíveis muitos diferentes padrões de indicadores. 0 escopo de proteção da presente invenção é portanto unicamente definido pelas reivindicações que se encontram em anexo. - REIVINDICAÇÕES -

Claims (16)

1. DISPOSITIVO DE GUIA PARA UTILIZAÇÃO EM PROCESSAMENTO, particularmente para soldadura, de superfícies curvas, particularmente de superfícies de tubos, compreendendo: - um corpo alongado flexível provido com uma guia para meios de processamento; - meios de tensionamento para tensionamento do corpo flexível era torno da superfície curva; caracterizado por - o corpo flexível ser provido ao longo de sua extensão cora indicadores dispostos de acordo com ura padrão determinado, em que este padrão· permite que uma posição determinada ao longo do corpo flexível possa ser inferida com base na detecção dos indicadores; e por o padrão compreender uma primeira fileira de indicadores e uma segunda fileira de indicadores paralelos aos mesmos, em que a distância mútua entre indicadores adjacentes das primeira e segunda fileiras aumenta era direções opostas.

2. Dispositivo, de acordo cora a reivindicação· 1, caracterizado por serem providos no mesmo um sensor adaptado para detecção destes indicadores e uma unidade de processamento de sinal ligada ao sensor para inferir uma posição ao longo do corpo flexível com base nos indicadores detectados.

3. Dispositivo de guia, de acordo cora a reivindicação 1 ou com a reivindicação 2, caracterizado por os indicadores consistirem em orifícios,

4. Dispositivo de guia, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o padrão consistir em pelo menos uma fileira de indicadores, em que a distância mútua entre indicadores adjacentes aumenta gradualmente, 4. Dispo-sítivo de guia, de acordo com a reivindicação 1 ou com a reivindicação 2, caracterizado por o padrão compreender uma primeira fileira de indicadores e uma segunda fileira de indicadores paralela à primeira, em que a distância mútua entre indicadores adjacentes das primeira e segunda fileiras aumenta em direções opostas.

5. Dispositivo de guia, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o corpo flexível consistir em uma cinta metálica.

6. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os indicadores dispostos de acordo com um padrão determinado serem formados por orifícios de punçâo de acordo com este padrão.

7. Dispositivo de guia, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o corpo flexível alongado ser provido em seu lado inferior com espaçadores.

8. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os espaçadores serem providos com meios de mola.

9. Dispositivo de guia# de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por os meios de mola serem molas tipo copo.

10. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por as dimensões de largura e comprimento da superfície de contato entre cada espaçador e a superfície curva serem reduzidas relativamente às dimensões de largura e comprimento da cinta de guia.

11. Dispositivo de guia, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o corpo alongado flexivel possuir uma borda serrilhada para propósito de formação de uma guia para os meios de processamento.

12. CORPO FLEXÍVEL PARA UTILIZAÇÃO EM UM DISPOSITIVO1, conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o corpo flexivel ser provido ao longo de sua extensão com indicadores dispostos de acordo com um padrão determinado, este padrão sendo tal que a posição determinada ao longo do corpo flexível pode ser inferida com base na detecção dos indicadores, o padrão compreendendo uma primeira fileira de indicadores e uma segunda fileira de indicadores paralela à primeira, e a distância mútua entre indicadores adjacentes das primeira e segunda fileiras aumentando em direções opostas,

13, MÉTODO PARA SOLDAR UMA TUBULAÇÃO EM UM NÚMERO DE PASSES DE SOLDADURA UTILIZANDO UM DISPOSITIVO· GUIA, conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em que uma primeira camada é depositada durante um primeiro passe de soldadura e uma segunda camada é depositada era um passe de soldadura subseqüente, caracterizado por - a localização final da camada de soldadura ser determinada com base nos indicadores após o depósito da primeira camada; - esta localização final ser procurada com base nos indicadores no corpo flexível anteríorraente à deposição da segunda camada.

14. Dispositivo de guia para utilização no processamento, particularmente para soldadura, de superfícies curvas, particularmente de superfícies de tubos, compreendendo: - um corpo alongado flexível provido cora uma guia para meios de processamento; - raeio>s de tensionamento para tensíonamento do corpo flexível em torno da superfície curva; em que o corpo flexível alongado é provido em seu lado inferior cora espaçadores com meios de mola, caracterizado por as dimensões de largura e comprimento da superfície de contato entre cada espaçador e a superfície curva serem reduzidas relativamente âs dimensões de largura e comprimento da cinta de guia, sendo que o espaçador compreende um suporte de mola em forma de copo, possuindo uma primeira extremidade aberta dirigida em direção· à cinta de guia, e caracterizado ainda por o suporte de mola em forma de copo possuir uma segunda extremidade remota a partir da cinta de guia na forma de ura pé de suporte anular para fazer contato com a superfície curva, sendo que os meios de mola são providos no suporte de mola em forma de copo, e estarem atuando entre o suporte de mola e o corpo alongado flexível.

15. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o suporte de mola ser montado para movimento limitado relativamente á cinta de guia.

16. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 14 ou com a reivindicação 15, caracterizado por um dispositivo portador de mola que é encaixado no suporte de mola ser fixamente acoplado à cinta de guia., em que o suporte de mola é acoplado para movimento limitado ao dispositivo portador de mola e os meios de mola encaixam-se entre o suporte de mola e o dispositivo portador de mola.