BRPI0708194A2 - elemento de condutos coaxiais cujo conduto interno está sob tensão e processo de fabricação - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE CONDUTOS COAXIAIS CUJO CONDUTO INTERNO ESTá SOB TENSãO E PROCESSO DE FABRICAçãO. A presente invenção refere-se a um elemento de condutos coaxiais compreendendo um conduto interno e um conduto externo e comportando, em cada uma das suas extremidades, um fechamento do espaço anelar entre os dois condutos, nomeadamente por uma peça de junção na qual a referido conduto interno é sujeito a um esforço de tração.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ELEMENTODE CONDUTOS COAXIAIS CUJO CONDUTO INTERNO ESTÁ SOB TEN-SÃO E PROCESSO DE FABRICAÇÃO".

A presente invenção refere-se a um processo de fabricação deum elemento unitário de conjunto de condutos coaxiais, nomeadamente decondutos submarinos que transportam fluidos quentes ou frios, de um modopreferido, condutos submarinos destinados a grandes profundidades.

Na maioria dos domínios industriais pesquisam-se sistemas deisolamento com bom desempenho para manter os fluidos transportados nastubagens com uma temperatura constante, de modo que as transferênciasentre equipamentos sejam possíveis ao longo de distâncias consideráveis,atingindo, por exemplo, várias centenas de metros, e mesmo vários quilôme-tros. Estas distâncias são habituais em indústrias do tipo refinarias de petró-leo, instalações de gás natural liqüefeito H65°C), e campos petrolíferossubmarinos que se estendem ao longo de várias dezenas de quilômetros.Estes campos petrolíferos espalham-se ao longo de profundidades de águacada vez maiores as quais podem ultrapassar 3000 m.

A presente invenção refere-se, em particular, a elementos decondutos coaxiais destinados a fabricação de condutos submarinos instala-dos em campos petrolíferos a muito grandes profundidades, nomeadamenteos condutos de ligação fundo-superfície em suspensão entre o fundo do mare um navio de superfície ancorado sobre o referido campo petrolífero.

Estes condutos coaxiais são denominados uPiPe In PiPeu ouPiP, ou seja, "conduto em um conduto", nos quais um conduto interno trans-porta o fluido, e um conduto externo coaxial com o anterior, denominadotambém "invólucro externo", está em contato com o meio ambiente, ou sejaa água. O espaço anelar entre os dois condutos pode ser preenchido por ummaterial isolante ou, ainda, estar em vazio sem a presença de qualquer gás.

Estes sistemas foram criados para atingir um alto nível de de-sempenho térmico, e foram criadas versões específicas para responder demodo mais adaptado aos grandes fundos, ou seja, para resistir à pressão dofundo do mar. Com efeito, sendo a pressão da água, sensivelmente, de 0,1MPa, (ou seja cerca de 1 bar) para 10 m de profundidade, a pressão a que oconduto deve resistir é, então, de cerca de 10 MPa, (ou seja cerca de 100bar) para 1 000 m de profundidade, e cerca de 30 MPa1 ou seja cerca de(300 bar) para 3 000 m.

Estes conjuntos de condutos coaxiais são fabricados por monta-gem topo a topo de comprimentos unitários denominados doravante como"elementos de condutos coaxiais" ou "remos de condutos coaxiais", cujocomprimento varia, de um modo geral, entre 10 a 100 metros, e mais parti-cularmente, cada um tem cerca de 12, 24 ou 48 metros.

No âmbito da instalação de condutos submarinos a grande pro-fundidade, estes elementos de comprimento unitário são fabricados em ter-ra. Em seguida, são transportados para o mar a bordo de um navio de insta-lação. Na altura da instalação, os elementos unitários de conjunto de condu-tos coaxiais são unidos uns aos outros a bordo do navio e à medida que vãosendo colocados no mar. É, portanto, importante que essa união possa serintegrada no processo de montagem e união do conduto e da instalaçãodesta no fundo do mar.

Para esse efeito, utilizam-se peças de junção ou peças de liga-ção forjadas em aço, montadas nas extremidades dos referidos elementosde conjunto de condutos coaxiais a montar. Sendo a peça de junção, na ex-tremidade a jusante de um primeiro elemento de conjunto de condutos coa-xiais ainda não-montado, ligada à peça de junção na extremidade livre amontante de um segundo elemento de conjunto de condutos coaxiais jámontado a jusante.

Estas peças de junção forjadas visam, igualmente, reforçar aresistência dos condutos sujeitos a flexões consideráveis no decurso da ins-talação, nomeadamente na zona de ligação de dois referidos comprimentosunitários sucessivos e, mais particularmente, no caso de ligações fundo-superfície, de modo a lhes conferir uma muito grande resistência à fadigadurante todo o tempo de vida útil das instalações.

Mais particularmente, a presente invenção refere-se às referidaspeças forjadas de junção compreendendo dois ramos de revolução, dosquais um ramo externo e um ramo interno formam uma forquilha que delimi-ta o referido espaço anelar, forquilha essa cujas extremidades cilíndricaslivres são montadas diretamente nas extremidades cilíndricas, respectiva-mente, dos condutos externos e internas.

Condutas coaxiais e peças de junção deste tipo foram descritas*nomeadamente, no documento FR 2873427.

No documento FR 2786713 descreveu-se uma outra forma derealização na qual não se utilizam peças de junção para assegurar o fecha-mento do espaço anelar entre os condutos, interno e externo, nas suas ex-tremidades, mas fazendo com que as extremidades do conduto externo ul-trapassem as extremidades do conduto interno e deformando uma parteterminal do conduto externo em torno da parte terminal do conduto internorestringindo o seu diâmetro até as aproximar uma da outra para fechar o es-paço anelar, nomeadamente por soldadura das extremidades dos condutos,externo e interno, entre si. Este tipo de fechamento do espaço anelar e jun-ção das extremidades dos condutos coaxiais é denominado «enrugamento».É vantajoso porque permite que uma máquina de soldar tenha acesso àsextremidades dos condutos internas de dois elementos de condutos coaxiaissucessivos a montar para os soldar topo a topo sem se ser perturbado peloscondutos externos associadas. O espaço entre as extremidades de 2 condu-tos externos de 2 elementos de condutos coaxiais montados topo a topo es-tá, de um modo geral, coberto por uma manga tubular que confere isolamen-to e reforço mecânico ao nível da junção, nomeadamente uma manga desli-zante por cima do conduto externo.

Uma operação fundamental para a fiabilidade mecânica doscondutos PiP1 reside nas soldaduras entre as peças de junção forjadas e osreferidos condutos coaxiais. Em particular, os soldadores devem poder con-trolar a soldadura em execução e depois da execução, nomeadamente como auxílio de dispositivos de controlo de soldadura por sonda a ultra-sons,que podem ser implementados manualmente ou de modo robotizado atravésde um operador, e, seja qual for a situação, devem ser deslocados de en-contro à e na proximidade da soldadura, por um lado, axialmente em trans-lação da frente para trás na zona de soldadura, e, por outro lado, em toda acircunferência da periferia do conduto na referida zona de soldadura.

É por isso que é desejável poder executar as soldaduras entreas peças de junção e os condutos coaxiais a partir do exterior dos condutosem questão, para as poder controlar mais facilmente. As zonas de soldadurasão, com efeito, particularmente sensíveis ao fenômeno de fadiga, quer du-rante a instalação, quer durante o tempo de vida do conduto, e é por issoque é importante poder controlar cuidadosamente a fiabilidade.

Por outro lado, quando o conduto coaxial está em serviço duran-te a utilização no fundo do mar e a temperatura do fluido que a atravessaatinge temperaturas elevadas (120-150°C), o aumento da temperatura pro-voca uma expansão do conduto interno relativamente ao conduto externoque permanece em contato com a temperatura do fundo do mar (3-5°C), oque provoca uma compressão do referido conduto interna, estando este blo-queado nas suas extremidades ao nível dos referidos fechamentos do espa-ço anelar, e se for caso disso, ao nível das peças de junção forjadas. Estaação de compressão é, tradicionalmente, reprimida pela colocação de ele-mentos centralizadores entre os referidos condutos, interno e externo, quetêm um custo elevado, são difíceis de instalar e criam pontes térmicas quereduzem, igualmente, a eficácia do sistema de isolamento.

O objetivo da presente invenção consiste, por conseguinte, emproporcionar condutos coaxiais cujo comportamento mecânico em serviçoseja melhorado quando são sujeitas a condições de utilização implicandouma expansão relativa do conduto interno em relação ao conduto externo demodo que as tensões criadas na altura da instalação sejam minimizadas eque o comportamento em termos de fadiga, no caso de ligações fundo-superfície, seja radicalmente melhorado.

Com essa finalidade, a presente invenção proporciona um ele-mento de condutos coaxiais compreendendo um conduto interno e um con-duto externo com um espaço anelar, de um modo preferido preenchido comum material isolante, e em cada extremidade um fechamento do referido es-paço anelar constituído:- quer por uma peça de junção de revolução ligada às extremi-dades dos referidos condutos, interno e externo, e apto a permitir a ligaçãodos dois referidos elementos de condutos coaxiais topo a topo,

- quer por enrugamento consistindo na deformação da parteterminal do conduto externo cuja extremidade está diretamente ligada à su-perfície do conduto interna, de um modo preferido por soldadura,

caracterizado pelo referido conduto interno ser sujeito a um es-forço de tração entre as extremidades fechadas do referido espaço anelarexercido pelos referidos fechamentos, quando a referido conduto interno es-tá fora de serviço.

A presente invenção proporciona, igualmente, um processo defabricação de um elemento de condutos coaxiais de acordo com a invenção,caracterizado por se efetuarem as etapas sucessivas seguintes, nas quais:

1) se executa o fechamento do espaço anelar em uma primeiraextremidade do referido elemento de condutos coaxiais, quer por enruga-mento, quer por ligação a uma peça de junção, e

2) antes do fechamento do espaço anelar na segunda extremi-dade do referido elemento de conduto em curso de fabricação, quer por en-rugamento, quer por ligação a uma peça de junção, diretamente ou por in-termédio de duas semiçonchas em forma de semimangas tubulares forman-do uma manga tubular intercalada entre as extremidades dos condutos ex-ternos e peça de junção, se expande a segunda extremidade do condutointerno na direção longitudinal axial (XX') por um comprimento L relativamen-te à referida segunda extremidade correspondente da referido conduto ex-terno, e

3) se executa o fechamento da segunda extremidade do espaçoanelar de modo que a referido conduto interno seja sujeito a um referido es-forço de tração após o fechamento da segunda extremidade do espaço ane-lar.

Desse modo, a tração residual do conduto interno no decurso doprocesso de fabricação de acordo com a invenção, permite reduzir, igual-mente, a tensão de compressão do conduto interno quando esta está emserviço e, por conseguinte, aumentar o espaçamento dos elementos centra-lizadores dos condutos coaxiais e, por conseguinte, reduzir o seu número.

Entende-se por "fora de serviço", que o referido elemento decondutos coaxiais não está montado em um conjunto de elementos de con-dutos coaxiais ou está montado em um tal conjunto de elementos de condu-tos coaxiais, mas não é manipulado e/ou não é percorrido por um fluido atransportar. Uma situação destas acontece no fim do processo de fabricaçãoem terra, durante o transporte e instalação, quando o elemento de condutoou o conduto está à temperatura ambiente até que o conduto seja assenteno fundo do mar, à temperatura do referido fundo do mar, enquanto esperapelo arranque da produção e, por fim, no caso de paragem prolongada daprodução, estando, então, o conduto interna e o invólucro externo estabiliza-dos à temperatura da água do mar (3-5°C). Entende-se por «elemento deconduto ou conduto à temperatura ambiente» que os condutos, interno eexterno, estão à mesma temperatura que a temperatura ambiente do ar, ouse for caso disso, da água do mar, se o conduto estiver imerso.

O referido esforço de tração deve-se ao referido alongamentoresidual do conduto interno relativamente ao seu comprimento em repousoapós uma redução parcial da referida expansão e fechamento da referidasegunda extremidade do espaço anelar da etapa 3 anterior. Entende-se aquipor «repouso» que a referido conduto interno não é sujeito a qualquer traçãoou compressão, como é o caso quando está fora de serviço e na ausênciade peça de junção ou do referido fechamento.

Compreende-se, por conseguinte, que o referido esforço de tra-ção exercido pelos referidos fechamentos se exerce em sentido oposto emcada extremidade do elemento unitário de conduto.

De acordo com uma primeira variante de realização do processode fabricação de um elemento de condutos coaxiais de acordo com a inven-ção, na etapa 2/, executa-se a expansão de referido conduto interno por à-quecimento deste, de um modo preferido, com o auxílio de dispositivos deaquecimento que se introduzem e, de um modo preferido, que se deslocamno interior da referido conduto interno e que se ativam de modo uniforme ounão ao longo da referido conduto, no interior deste.

Em uma segunda forma de realização, na etapa 2/, executa-se areferida expansão por tração longitudinal XX1 mecânica da referido condutointerno com o auxílio de um dispositivo de tração compreendendo um guin-cho ou um macaco colocados no exterior da referido conduto interna.

Compreende-se que a redução da expansão da etapa 3b/ se faz,então, por simples arrefecimento se a expansão for executada por aqueci-mento, e por relaxamento da referida tração, se a expansão for executadapor tração mecânica.

É, igualmente, interessante poder combinar os dois modos deexpansão, como explicado posteriormente.

Mais particularmente, na etapa 2), a referida expansão faz-sepor tração longitudinal da referido conduto interno e compressão longitudinalsimultânea da referido conduto externo ao nível das suas referidas segundasextremidades. Esta compressão longitudinal deve-se à implementação demeios de bloqueio do conduto externo, como explicado posteriormente.

Compreende-se que, após a etapa 3), o conduto interna conser-ve um alongamento residual com uma amplitude variável de acordo com oscasos seguintes:

- o alongamento residual do conduto interno é sensivelmenteigual a, e no caso em que a expansão do conduto interno foi obtida por tra-ção direta sobre o conduto interna, induzindo, de modo concomitante, umatensão de compressão no invólucro externo;

- o alongamento residual do conduto interno representa umapercentagem Rth de e, no caso em que a expansão é obtida por efeito térmi-co, tendo em conta que, na altura do arrefecimento do conduto interno apóssoldadura, a tração exercida pela referido conduto interno sobre a soldadurade fechamento do espaço anelar, nomeadamente sobre a peça forjada pro-voca, concomitantemente, uma compressão longitudinal da referido condutoexterno ao nível da sua segunda extremidade, o que dá origem a uma redu-ção do comprimento do remo, reduzindo, igualmente, o esforço de tração noconduto interna. A referida percentagem Rth é função da relação das superfí-cies das secções transversais de aço do conduto interno e do invólucro ex-terno;

- o alongamento residual do conduto interno representa umapercentagem RmiSt0 de e, no caso em que a expansão é obtida de modo mis-to por tração mecânica e por efeito térmico, estando Rmisto compreendidaentre 100% e Rth.

Mais particularmente, de acordo com uma primeira variante, e-xecuta-se o fabricação de um elemento de condutos coaxiais compreenden-do um conduto interno e um conduto externo é comportando, em cada umadas suas extremidades, uma peça de junção forjada de revolução, compor-tando, cada referida peça de junção forjada, pelo menos, dois primeiros ra-mos de revolução, dos quais um primeiro ramo interno e um primeiro ramoexterno, estando a extremidade cilíndrica do referido primeiro ramo externoretraída por um comprimento Li em relação a extremidade cilíndrica do refe-rido primeiro ramo interno de acordo com a invenção, e:

- na etapa 1) se executarem as etapas sucessivas seguintes,nas quais:

1a) se solda a extremidade cilíndrica do referido primeiro ramointerno de uma primeira peça de junção, com uma primeira extremidade dareferido conduto interno não-coberto pelo conduto externo, sendo a soldadu-ra executada a partir do exterior da referido conduto interna, e

1b) se desloca a referido conduto externo de um modo coaxialem torno da referido conduto interna, de modo que uma primeira extremida-de da referido conduto externo se encoste topo a topo à extremidade corres-pondente do primeiro ramo externo da referida primeira peça de junção, es-tando a segunda extremidade da referido conduto interno retraída relativa-mente à segunda extremidade correspondente da referido conduto externopor um comprimento U=Li+e, e

1c) se solda a extremidade do referido primeiro ramo externo dareferida primeira peça de junção forjada com a extremidade da referido con-duto externo, a partir do exterior da referido conduto externo, e

- na etapa 2) se expande, de modo reversível, na direção longi-tudinal axial XX', a referida segunda extremidade da referido conduto (1b)interna, de modo que esta ultrapasse, por um comprimento L2, superior aLi+e, a referida segunda extremidade correspondente da referido condutoexterno, e

- na etapa 3) se executam as etapas sucessivas seguintes, nasquais:

3a) se solda, a partir do exterior da referido conduto interna, aextremidade do primeiro ramo (32) interno de uma segunda referida peçaforjada com a referida segunda extremidade da referido conduto interno emposição expandida, e

3b) se reduz, apenas parcialmente, a expansão da referido con-duto interno até que a referida segunda extremidade do referido primeiroramo externo da referida segunda peça forjada se encoste topo a topo à re-ferida segunda extremidade da referido conduto externo, e

3c) se solda, a partir do exterior da referido conduto externo, aextremidade do referido primeiro ramo externo da referida segunda peçaforjada com a referida segunda extremidade da referido conduto externo,encontrando-se a referido conduto interno sujeito a uma tração correspon-dente a um alongamento residual inferior ou igual a e.

Compreende-se que, nesse caso, na etapa 2), se executa umaexpansão da referido conduto interno por um comprimento L2+L3 de modoque a distância entre a extremidade livre do referido primeiro ramo externoda segunda peça forjada e a extremidade da referido conduto interno sejasuficiente para permitir, a partir do exterior do conduto interna, a execuçãoda soldadura da extremidade cilíndrica livre do primeiro ramo interno da se-gunda peça forjada com a extremidade do conduto interna. Na prática, estadistância L=Li+L2 deve ser, pelo menos, igual a 5 cm (o que corresponde àdimensão da tocha de soldadura) e, de um modo preferido, pelo menos 10cm, quando se utiliza um material para deslocar em rotação a tocha de sol-dadura em torno da referido conduto a soldar, como irá ser explicado emseguida.

Também se compreende, igualmente, que, em repouso, quandoos dois condutos externo e interno têm a mesma temperatura sem tração esem compressão, a extremidade do conduto externo ultrapassa a extremi-dade do conduto interno por um comprimento L3, pelo menos igual ao dife-rencial de comprimento Li entre os referidos primeiros ramos, interno e ex-terno, das referidas peças forjadas, e isto a fim de que, depois da reduçãoda expansão (etapa 3b), a extremidade do referido primeiro ramo internoentre em contato topo a topo com a extremidade da referido conduto exter-no.

De acordo com uma variante de realização, fabrica-se um ele-mento de condutos coaxiais compreendendo um conduto interno e um con-duto externo e comportando, em cada uma das suas extremidades, uma pe-ça forjada de revolução, comportando cada referida peça de junção, pelomenos, dois primeiros ramos de revolução, dos quais um primeiro ramo in-terno e um primeiro ramo externo, estando a extremidade cilíndrica do refe-rido primeiro ramo externo retraída por um comprimento L1 em relação à ex-tremidade cilíndrica do referido primeiro ramo interno e compreendendo du-as semiconchas em forma de semimangas tubulares formando uma mangatubular intercalada entre as extremidades dos condutos externos e peças dejunção, e o processo é caracterizado por:

- antes da etapa 2), a referida segunda extremidade da referidoconduto interno ultrapassar por um comprimento L2 a referida segunda ex-tremidade correspondente da referido conduto externo, e se soldar, a partirdo exterior da referido conduto interna, a extremidade do primeiro ramo in-terno de uma segunda referida peça forjada com a referida segunda extre-midade da referido conduto interna, e

- na etapa 2), se expandir, na direção longitudinal axial XX', areferida segunda extremidade da referido conduto interna, por um compri-mento superior ou igual a e, de modo que ultrapasse, pelo menos, por L2+e,a referida segunda extremidade da referido conduto externo, e

- na etapa 3) se executarem as etapas sucessivas seguintes,nas quais:

3a) se intercalam, entre as extremidades das conduto externo ereferido primeiro ramo externo da peça forjada, duas semiconchas em formade semimangas tubulares formando uma manga tubular com um comprimen-to Li+L2+e, e

3b) se reduz, apenas parcialmente, a expansão da referido con-duto interno até que a extremidade do referido primeiro ramo externo da se-gunda peça forjada e a referida segunda extremidade da referido condutoexterno se encostem topo a topo com as extremidades de duas semicon-chas da referida manga, e

3c) se solda, a partir do exterior da referido conduto externo, aextremidade do referido primeiro ramo externo da referida segunda peçaforjada e a referida segunda extremidade da referido conduto externo comas extremidades de duas semiconchas da referida manga, encontrando-se areferido conduto interno sujeito a uma tração correspondente a um alonga-mento residual inferior ou igual a e.

De um modo vantajoso, a referido conduto interno é sujeito auma tração correspondente a um referido esforço de tração inferior a 90%,de um modo preferido de 5 a 75% do limite elástico do aço que constitui areferido conduto interna, quando o referido elemento de conduto coaxial estáfora de serviço, ou seja, nomeadamente à temperatura ambiente.

Quando os referidos elementos de condutos coaxiais são mon-tados entre si para formar um conduto PiP formado por um conjunto de refe-ridos elementos de condutos, a referido conduto interno está sob um esforçode tração, quando o conduto PiP está fora de serviço, ou seja, nomeada-mente à temperatura ambiente.

Mais particularmente, este esforço de tração corresponde à tra-ção a exercer sobre uma referido conduto interno de 25 a 50 m de compri-mento para que este seja sujeito a um alongamento de e=5 a 100 mm cor-respondente a uma parte da expansão que a referido conduto interno teriasofrido quando percorrida por um fluido quente, criando assim um diferencialde temperatura com o conduto externo em contato com o meio ambiente,constituído por água de mar a grande profundidade a uma temperatura de 3-5°C, o que representa um diferencial de temperatura de 100 a 150°C, emesmo mais, entre o conduto interior e o conduto externo. Ao efetuar estaexpansão no decurso do processo de fabricação resulta um pré-esforço de

tração do conduto interior auando o remo está em repouso, fora de serviço,o que tem como efeito reduzir, igualmente, a tensão máxima de compressãodo referido conduto interno quando está em serviço no fundo do mar, e fazercom que o diferencial de temperatura entre a referido conduto interno e areferido conduto externo seja máximo. Este pré-esforço leva a uma reduçãodas tensões de compressão do conduto interno em serviço, quando o condu-to está em serviço a alta temperatura no fundo do mar.

Este esforço de tração do conduto interno pode ser detectado emedido por processos e meios conhecidos, quer de tipo não destrutivo, querdo tipo semidestrutivo.

Processos e meios para detectar um esforço de tração consis-tem, por exemplo:

- em instalar extensômetros sobre o conduto interna paralela-mente ao eixo XX da PiP e de modo circular perpendicularmente a essemesmo eixo,

- em abrir, em seguida, na proximidade dos referidos extensô-metros, um furo de pequeno diâmetro, por exemplo 4 mm, através de 75% a80% da espessura do conduto, de modo a não perfurar esta última.

Na ausência de um pré-esforço, não será verificada qualquermodificação do estado dos extensômetros. No caso de pré-esforço do con-duto interior, ir-se-á provocar, na zona do furo, um relaxamento das tensõesde compressão existentes no invólucro externo, induzindo alongamentoslocalizados, paralelamente ao eixo da PiP, sendo os alongamentos verifica-dos ao nível dos referidos extensômetros longitudinais e circulares. Conhe-cendo os valores de alongamento obtidos na zona do furo, um cálculo pelométodo dos elementos finitos com malhagem fina, conhecido pelos versadosna técnica, permite determinar a ordem de grandeza das tensões de com-pressão do referido invólucro externo e, por conseguinte, deduzir a ordem degrandeza do esforço de tração no seio do conduto interior.

Existem outros meios não-destrutivos baseados em um bombar-deamento por nêutrons rápidos, cuja trajetória é modificada conforme a refe-rido conduto é sujeito a um esforço de tração ou de compressão. Este méto-do é muito delicado de se implementar, mas é utilizado correntemente paraverificar o estado de relaxação das tensões em algumas peças mecânicassensíveis utilizadas, principalmente, na aeronáutica ou na indústria espacial.

Na prática, verifica-se uma redução do conduto interno de 5 a100 mm para um elemento de conduto interna de 25 a 50 m.

Por outro lado, como mencionado anteriormente, verifica-se, deum modo geral e igualmente, uma compressão do conduto externo, mascom um valor menor.

Esta tração do conduto interno dá origem, quando se separamas extremidades dos referidos condutos, interno e externo, do elemento decondutos coaxiais de um, pelo menos, das suas extremidades ao nível dofechamento do espaço anelar, nomeadamente ao nível de uma referida peçade junção forjada soldada nessas extremidades, à verificação de uma redu-ção da referido conduto interna.

Mais particularmente, o referido elemento de condutos coaxiaisestá destinado à montagem de condutos submarinos em aço e apresentaum comprimento de 10 a 100 m, de um modo preferido de 20 a 50 m.

De um modo vantajoso, o material isolante é um material micro-poroso ou nanoporoso, de um modo preferido um aerogel, que se apresenta,ainda de um modo preferido, sob a forma de grãos com um diâmetro de 0,5a 5 mm.

Mais particularmente, o referido elemento de condutos coaxiaisde acordo com a invenção compreende, em cada extremidade, um fecha-mento do referido espaço anelar constituído por uma peça de junção de re-volução, comportando a referida peça de junção, pelo menos, dois primeirosramos de revolução dos quais

- um primeiro ramo de revolução interno soldado diretamente auma extremidade da referido conduto interna, e

- um primeiro ramo externo soldado diretamente à extremidadeda referido conduto interno ou por intermédio de duas semiconchas em for-ma de semimangas tubulares formando uma manga tubular intercalada entreas extremidades dos condutos externos e peça de junção,

- sendo os primeiros ramos internos de revolução mais compri-dos do que os referidos primeiros ramos externos por um comprimento Li nadireção longitudinal XX' do referido elemento de condutos coaxiais.

Uma dita peça de junção é, por conseguinte.

Ainda de um modo vantajoso, no processo de acordo com a in-venção executa-se a expansão com um dispositivo de tração que compre-ende ou coopera com:

- meios de bloqueio da referido conduto interna, permitindo, des-se modo, uma translação longitudinal da referido conduto interno em expan-são quando o dispositivo de tração é acionado, autorizando, se for caso dis-so, a rotação da referido conduto interno em torno do seu eixo longitudinal

- meios de bloqueio da referido conduto interna, impedindo qual-

quer movimento de translação longitudinal da referido conduto externo, eautorizando a sua rotação em torno do seu eixo longitudinal XX1.

Mais particularmente, os referidos meios de bloqueio do condutoexterno compreendem:

- um primeiro dispositivo de bloqueio por compressão radial dis-posto fixamente em torno da referido conduto externo, tal como um adapta-dor de cunhas bloqueantes, e

- um primeiro corpo periférico fixo em relação ao solo, cooperan-do com o referido primeiro dispositivo de bloqueio por intermédio de umaprimeira chumaceira que autoriza a rotação da referido conduto externo se-gundo o seu eixo longitudinal XX'.

Ainda mais particularmente, a referida primeira chumaceiracompreende rolamentos de rolos cruzados, em uma e entre uma armaçãointerior solidária com o referido adaptador, e uma armação exterior solidáriacom o referido primeiro corpo periférico fixo.

Em uma forma de realização preferida, o referido dispositivo detração compreende ou coopera com, pelo menos, um tirante, constituído porum cabo ou uma haste rígida, apto a ser deslocado em translação longitudi-nal XX' por guincho ou um macaco, ligado a um segundo dispositivo de blo-queio da referido conduto interno por compressão radial da parede internada referido conduto interna, disposto no interior da referido conduto interna,tal como um mandril autoblocante.

Mais particularmente, o referido dispositivo de tração compreen-de, pelo menos, dois macacos diametralmente opostos, de um modo preferi-do, pelo menos quatro macacos, regularmente repartidos de um modo circu-lar, cujos pistões solidários com hastes se encostam ao referido primeirocorpo periférico fixo, suporte da referida chumaceira, estando os referidosmacacos ligados ao referido tirante por intermédio de uma segunda chuma-ceira, constituída, de um modo preferido, por um rolamento de rolos cruza-dos, comportando um segundo corpo periférico fixo relativamente ao soloque suporta os referidos macacos, apto a cooperar com um suporte solidáriocom o referido tirante, pelo que, ao se aplicar aos macacos uma pressão P,o tirante exerce uma tração sobre o conduto interna, ao mesmo tempo queautoriza a rotação do referido elemento de condutos em torno do seu eixolongitudinal XX', permanecendo os referidos, primeiro e segundo, corposperiféricos, bem como as hastes dos macacos, fixos relativamente ao solo,autorizando, desse modo, a utilização de uma cabeça de soldadura fixa.

Outras características e vantagens da presente invenção surgi-rão à luz da descrição pormenorizada que se irá seguir, fazendo referênciaàs figuras seguintes, nas quais:

as figuras 1A e 1B representam, em corte longitudinal e em umavista lateral, um remo de tipo PiP preenchido com um material isolante sobpressão reduzida de gás e equipado nas suas extremidades, respectivamen-te esquerda (figura 1A) e direita (figura 1B), com peças forjadas de junção deacordo com a técnica anterior,

a figura 1C representa uma variante de realização, na qual seintercalam semimangas tubulares entre as extremidades dos ramos externosda peça forjada e a extremidade do conduto externo,

a figura 2A representa em corte longitudinal e em uma vista late-ral, a extremidade direita de um remo de tipo PiP de acordo com a invenção,ilustrando a expansão longitudinal transitória segundo o eixo XX1 do condutointerno ao longo de um comprimento 1_3+Ι_2) estando a referido conduto inter-na, inicialmente, retraída por um comprimento L3 relativamente ao condutoexterno, de modo a se poder efetuar a soldadura da referido conduto internoà peça forjada de extremidade, a partir do exterior,

a figura 2B é um corte idêntico ao corte da figura 2A, após redu-ção da expansão da referido conduto interna, entrando, então, a peça forja-da de extremidade em contato com o conduto externo e autorizando, porisso, a execução da soldadura externa a partir do exterior,

a figura 3A representarem corte longitudinal e em uma vista la-teral, um remo de tipo PiP de acordo com a invenção, no qual a expansão doconduto interno é executada por aquecimento da referido conduto internopor meio de três cartuchos de aquecimento eléctricos repartidos pela referi-do conduto interna,

a figura 3B ilustra um outro modo de aquecimento com o auxíliode um queimador a gás ou a combustível, ou ainda um gerador de ar quen-te,

a figura 3C ilustra um outro modo de expansão do conduto inter-no com base na tração da extremidade da referido conduto interno por meiode um guincho e de um cabo ligado a um dispositivo de bloqueio instaladona proximidade da extremidade da referido conduto interna,

a figura 4A ilustra o modo de soldadura da peça forjada de ex-tremidade sobre o conduto interna da PiP da figura 3A, sendo o conjunto daPiP posto a rodar para se efetuar a referida soldadura com o auxílio de umacabeça de soldadura fixa,

a figura 4B ilustra o modo de soldadura da peça forjada de ex-tremidade sobre o conduto exterior da PiP após retracção do conduto internopor simples arrefecimento, sendo o conjunto da PiP posto a rodar para seefetuar à referida soldadura com o auxílio de uma cabeça de soldadura fixa,a figura 4C ilustra o modo de soldadura da peça forjada de ex-tremidade sobre o conduto interna da PiP da figura 3C, sendo o conjunto daPiP posto a rodar para se efetuar a referida soldadura com o auxílio de umacabeça de soldadura fixa,

a figura 4D ilustra o modo de soldadura da peça forjada de ex-tremidade sobre o conduto interna da PiP da figura 3C, com um dispositivode tração compreendendo macacos hidráulicos, sendo o conjunto da PiPposto a rodar para se efetuar a referida soldadura com o auxílio de uma ca-beça de soldadura fixa,

a figura 4E é uma vista em corte segundo AA da figura 4A,a figura 4F é uma vista em corte segundo BB da figura 4D,

as figuras 5A e 5B representam, em corte longitudinal e em umavista lateral, a extremidade direita de um remo de tipo PiP de acordo com ainvenção, respectivamente em repouso antes da montagem, e em expansãopara se efetuar a soldadura do conduto interno sobre a peça forjada de ex-tremidade, encontrando-se a referido conduto interno sujeito a uma traçãoapós soldadura sobre a referida peça de junção forjada de extremidade.

A figura 6 representa uma vista da extremidade de um remo PiPde acordo com a invenção após expansão do conduto interno e soldadurasobre uma peça de junção antes da inserção de 2 semiconchas com umcomprimento L1+L2+e,

As figuras 7A e 7B representam as extremidades, esquerda (fi-gura 7A) e direita (figura 7B), de um remo de acordo com a invenção cujasextremidades são enrugadas, sendo a extremidade direita (figura 7B) sujeitaà expansão do seu conduto interna antes da soldadura.

Entende-se aqui, por "peça de junção constituída por um só blo-co", uma peça de junção forjada constituída em contínuo e não por váriaspartes montadas.

Por outro lado, entende-se aqui, por "soldadas diretamente", ofato das extremidades dos referidos condutos internas e externas e da peçaforjada serem montadas uma na outra sem peça ou elemento intermédiointercalado.

Por fim, entende-se por "cordão de soldadura assente do ladoexterior", que o referido cordão de soldadura é executado sobre a superfícieexterna dos condutos, interno e, respectivamente, externo se for caso disso.

Nas figuras 1 a 5, representou-se um conduto 1 de tipo PiPconstituída por um conduto 1a externa e um conduto 1b interna solidarizadospor soldaduras a uma primeira peça 2a de junção forjada situada à esquerdada figura 1 A, e a uma segunda peça 2b de junção forjada situada à direita dafigura 1B, sendo o espaço 1d anelar entre os dois referidos condutos, internoe externo, preenchido com um material 1e isolante. Elementos 1c centraliza-dores são repartidos, de forma espaçada, de um modo preferido regular, emtorno da circunferência e ao longo do comprimento do conduto interna. Estescentralizadores mantêm a distância radial entre os condutos, interno e exter-no, e, por conseguinte, a espessura do referido espaço anelar com um valorsensivelmente constante.

As referidas peças 2a, 2b de junção são delimitadas do seguintemodo:

Em uma direção radial relativamente a um eixo longitudinal XX1de revolução da referida peça, é delimitada por uma parede 22 interna cilín-drica sensivelmente com o mesmo diâmetro que o da seção principal da re-ferido conduto 1b interna, e por uma parede 21 externa cilíndrica com umdiâmetro sensivelmente igual ao diâmetro externo da seção principal da refe-rido conduto 1a externa, e

Em uma direção axial longitudinal XX1,

do lado da referida peça de junção destinada a ser montadapor soldadura na extremidade dos referidos condutos, externo e interno, deum referido elemento de condutos coaxiais, as referidas paredes 21 externae 22 interna da referida peça de junção formam, em seção longitudinal, unsprimeiros ramos, respectivamente externo 31 e interno 32, sensivelmentecom a mesma espessura que os referidos condutos, externa 1a e interna 1b,nas quais estão destinados a ser montados, delimitando os primeiros ramos31 externo e interno (32) uma primeira cavidade 41 anelar, e

do lado oposto da referida peça de junção destinada a sermontada em uma outra referida peça de junção, ela própria montada porsoldadura na extremidade de um outro elemento de condutos coaxiais, asreferidas paredes externa 2i e interna 22 formam, em seção longitudinal, unssegundos ramos, respectivamente externo 5i e interno 52, que delimitamuma segunda cavidade anelar 61,

• sendo os fundos das referidas primeira 4i e segunda 61 cavi-dades espaçados na referida direção longitudinal XX', de modo a delimitaruma zona cheia da referida peça de junção na qual as referidas paredes ex-terna 3i e interna 32 formam as faces externa e interna de uma mesma pa-rede cilíndrica.

A primeira cavidade 4i anelar desemboca no espaço 1d anelar epode receber o material 1e isolante de modo a continuar o isolamento doconduto o mais longe possível.

Depois da montagem e ligação de dois comprimentos unitáriosde PiP equipados com peças de junção forjadas, a segunda cavidade 61 a-nelar de uma primeira peça 2a de junção na extremidade a jusante de umprimeiro comprimento de PiP 1 desemboca sobre uma segunda cavidadeanelar de uma segunda peça 2a de junção na extremidade a montante deum segundo comprimento de PiP formando, desse modo, uma câmara for-mada por soldadura ao nível das extremidades dos segundos ramos 5i ex-ternos. Mas esta câmara não é estanque, porque a extremidade dos segun-dos ramos 5i internos das duas peças de junção não está soldada, estandoas faces dos referidos ramos simplesmente em contato uma com a outra.Mais particularmente, nas peças de junção forjadas:- a extremidade livre do referido segundo ramo 5i externo apre-senta uma forma, de um modo preferido um bisel 18, que a torna apta a sersoldada, a partir do exterior do conduto, à extremidade livre de um outro re-ferido segundo ramo externo de uma outra peça de junção na qual está des-tinada a ser montada, estando a referida outra peça de junção, ela própria,montada na extremidade de um segundo referido elemento de conjunto dedois condutos coaxiais, e

- a extremidade livre do referido segundo ramo 52 interno apre-senta uma forma que a destina a entrar em contato, sem ser soldada, com aextremidade livre de um outro referido segundo ramo interno de uma outrareferida peça de junção montada na extremidade de um referido segundoelemento de conjunto de condutos coaxiais, e

- as extremidades livres dos referidos segundos ramo 5i externoe ramo 5i interno de uma mesma peça de junção chegam sensivelmente aomesmo nível na referida direção longitudinal XX11 e

- tendo os dois referidos segundos ramos externos das duas re-feridas peças de junção destinadas a ser montadas por soldadura, a mesmaespessura, superior à espessura da referido conduto externo e, de um modopreferido, superior à espessura do referido segundo ramo interno da referidapeça de junção.

As extremidades livres dos referidos primeiros ramos 3i externoe interno 32 apresentam uma forma em bisel 18, o que permite efetuar demodo conhecido uma primeira passagem de soldadura chamada de «pene-tração plena», seguida de um preenchimento completo do bisel. Na figura1A, os biséis 28 estão virados para o exterior e estão, portanto, aptos a se-rem soldados a partir do exterior dos referidos condutos externos 3i e inter-na 32. Na figura 1B, os biséis 28 estão virados para o exterior na extremida-de do referido primeiro ramo externo e para o interior na extremidade do re-ferido primeiro ramo interno, o que os torna aptos a serem soldados, respec-tivamente, a partir do exterior do referido conjunto para os referidos primei-ros ramos externos e a partir do interior da referido conduto interno para osreferidos primeiros ramos internos.

A formação das referidas primeira e segunda cavidades anelarespermite, por um lado, estabelecer uma continuidade ao nível do diâmetrointerno do conduto interno e, por outro lado, proporcionar uma continuidadee identidade de inércia relativas da seção transversal, da seção principal daPiP e da zona de ligação, sendo a espessura do ramo externo da peça dejunção forjada sensivelmente igual ou ligeiramente superior à espessuraprincipal do conduto externo.

O afastamento das extremidades dos referidos primeiros ramos,externo e interno, em relação ao fundo da primeira cavidade e da extremida-de do referido segundo ramo externo em relação ao fundo da referida se-gunda cavidade, permite a execução de soldaduras nas melhores condições,porque a massa de aço de um lado e doutro da zona de soldadura é sensi-velmente igual e a zona de fusão não se encontra, portanto, perturbada porum «efeito radiador» provocado pela zona cheia e maciça situada entre osfundos das referidas primeira e segunda cavidades, consistindo a referidaperturbação em um arrefecimento desequilibrado entre a esquerda e a direi-ta da referida zona de soldadura.

Finalmente, a continuidade do diâmetro da parede externa aonível da referida peça de junção em relação ao das secções principais doscondutos externos permite criar um aumento importante da inércia da seçãotransversal ao nível da zona de ligação de duas peças de junção adjacentes,e, portanto, reforçar a ligação na zona em que, precisamente, as tensõessão máximas. Com efeito, a inércia da seção transversal de um conduto emrelação ao seu centro varia com a potência 4 do raio. Com efeito, se a seçãotransversal considerada corresponder à do conduto externo da PiP, a espes-sura necessária é fortemente reduzida, e mesmo, em certos casos, divididapor dois, o que simplifica consideravelmente as operações de montagem porsoldadura efetuadas a bordo de navios instaladores, em condições difíceis.

Por outro lado, o fato de duas peças de junção adjacentes seremsoldadas, unicamente ao nível da extremidade dos referidos segundos ra-mos externos, permite que a totalidade dos fenômenos de transferência decarga e tensões seja localizada ao nível externo e não implique as referidasparedes internas, o que permite controlar melhor os riscos de fissuração oufenômenos de fadiga e evitar que o dispositivo se arruine completamente aonível da parede interna.

Além disso, o fato das duas extremidades dos referidos segun-dos ramos internos das duas peças adjacentes não serem soldadas entre si,autoriza movimentos ínfimos das referidas paredes internas frente a frentedevido a eventuais flexões ou variações de pressão ou de temperatura, eautoriza que as referidas paredes internas possam deformar-se plasticamen-te e permite o amolecimento dos referidos segundos ramos internos semcorrer o risco de transferir cargas de compressão de contato, o que permiteevitar a perturbação da repartição das tensões na zona de montagem e queo essencial das tensões seja retomado ao nível das paredes externas dasreferidas peças.

A formação da referida parede interna cilíndrica que assegurauma continuidade quase completa com o conduto interna permite evitar fe-nômenos de turbulência do tipo vórtice na circulação do fluido no interior dodispositivo depois da montagem, ao nível da ligação de duas referidas peçasde junção de duas partes de PiP adjacentes.

Deve salientar-se que a referida segunda cavidade não deve serestanque depois da ligação de duas peças de junção, face ao interior da re-ferida parede interna e da referido conduto interno porque, na altura do ar-ranque da circulação de um fluido no interior, este deverá migrar na direçãodesta segunda cavidade, sendo a estanquicidade assegurada pela soldadu-ra externa ao nível da extremidade dos referidos segundos ramos externos,encontrando-se o fluido preso durante todo o tempo de vida da instalação aonível desta segunda cavidade.

Todas estas características contribuem para melhorar radical-mente o comportamento em termos de flexão, bem como de fadiga, de umdispositivo implicando dois elementos de conjunto coaxial equipados com asreferidas peças de junção ligadas uma à outra, a bordo de navios instalado-res e, no caso de ligações fundo-superfície, durante todo o seu tempo devida que pode exceder 30 anos.

Além disso, o fabricação e montagem das referidas peças dejunção são relativamente fáceis e fiáveis no que se refere à ligação de duaspeças de junção adjacentes e à ligação de uma peça de junção com a ex-tremidade de um conjunto de, pelo menos, duos condutos coaxiais.

Nas figuras 1A e 1B, representou-se, em corte longitudinal e emuma vista lateral, um remo 1 de tipo PiP preenchido com material 1 isolantesob pressão reduzida de gás e equipado, nas suas extremidades, respecti-vãmente esquerda e direita, com uma primeira peça 2a de junção forjada euma segunda peça 2b de junção forjada, montadas de acordo com a técnicaanterior. A montagem é efetuada por soldadura de acordo com a seguinteseqüência. A conduto 1b interna é soldado, em primeiro lugar, ao ramo 3iinterno da primeira peça de junção forjada de extremidade com um cordão1 bi de soldadura executado a partir do exterior do conduto interna, comorepresentado na figura 1A. Em seguida, o invólucro 1a externo é inserido emtorno do conduto 1 b interna e mantido de modo concêntrico graças a centra-lizadores 1c repartidos ao longo do remo de modo regular ou não. O referidoinvólucro externo é, então, soldado por um cordão 1ai de soldadura execu-tado a partir do exterior da referido conduto externo sobre o ramo 3i externoda referida primeira peça 2a de junção forjada. Estas duas soldaduras sãoexecutadas a partir do exterior de modo conhecido.

Para que as figuras se percebam melhor, os cordões de solda-dura são, de um modo geral, representados somente na parte baixa da figu-ra, estando os elementos a soldar, representados frente a frente na parte al-ta, prontos a serem soldados.

A segunda extremidade necessita de um modo particular de sol-dadura, porque os dois condutos estão em posição final coaxial com a ex-tremidade do conduto externo que cobre a extremidade correspondente doconduto interno por um comprimento L3. Na altura da colocação da referidasegunda peça 2b forjada, é, então, necessário executar a soldadura da refe-rida segunda peça 2b forjada sobre o conduto 1 b interna com uma soldaduraIb2 executada a partir do interior da referido conduto interna, o que é muitodelicado e necessita de meios complicados de controlo, porque os soldado-res não têm uma visão direta do banho de soldadura devido à falta de espa-ço no interior do conduto. A soldadura da segunda peça 2b forjada sobre oinvólucro 1a externo é executada de modo convencional em 1ai a partir doexterior.

Na figura 1C, representou-se uma variante de realização de a-cordo com a técnica anterior, que permite a execução de todas as soldadu-ras entre as peças 2a, 2b de junção e os condutos, interno e externo, a partirdo exterior dos referidos condutos. Com essa finalidade, para a colocaçãoda segunda peça 2b forjada, faz-se com que se passe para o exterior a ex-tremidade do conduto interno relativamente à do conduto externo, o quepermite executar uma soldadura do conduto interno sobre a referida peça dejunção forjada, a partir do exterior do conduto interna. Em seguida, intercala-se, entre a extremidade do ramo 3i externo da peça de junção e a extremi-dade correspondente do conduto externo, duas semiconchas 14 em formade semimangas tubulares. Mas, esta forma de realização não é satisfatóriaporque afecta a fiabilidade mecânica da junção entre a segunda peça 2b dejunção e o elemento de condutos coaxiais, nomeadamente, devido à neces-sária implementação de uma soldadura longitudinal ao nível da junção 15longitudinal das duas semiconchas, e devido ao necessário cruzamento desoldadura entre a soldadura circular ao nível dos biséis 16 e a soldaduralongitudinal ao nível dos bordos 15 longitudinais, na extremidade das referi-das soldaduras longitudinais.

Nas figuras 2A e 2B, representou-se, em corte longitudinal e emuma vista lateral, a soldadura da segunda extremidade de um remo 1 de tipoPiP a uma segunda peça 2b forjada de junção montada de acordo com ainvenção por soldadura a partir do exterior e de acordo com a seguinte se-qüência. Em uma primeira etapa, o conduto interna e o invólucro externo sãosoldados à primeira peça forjada, como explicado anteriormente, relativa-mente à figura 1A. A conduto 1b interna, cuja segunda extremidade está,inicialmente, retraída por um comprimento L3 em relação à segunda extremi-dade correspondente do conduto externo, é, então, expandido de modo re-versível, longitudinalmente segundo o eixo XX', do lado da sua segunda ex-tremidade, por um comprimento L3+ L2, como irá ser explicado mais adiantena descrição, de modo que a referida segunda extremidade da referido con-duto interno ultrapasse a extremidade do invólucro externo por um compri-mento L2, de modo que a distância entre a referida extremidade do invólucro1 a externo e a correspondente do ramo externo da segunda peça 2b de jun-ção forjada, ao nível da sua periferia, atinja um valor L=^L1 suficiente parapermitir o acesso à tocha 9 de soldadura e aos equipamentos de soldaduraconvencionais para se efetuar uma soldadura 1 b, a partir do exterior, da ex-tremidade do conduto interno com a extremidade do ramo 32 interno da peça2b forjada, quando as referidas extremidades são colocadas topo a topo.Depois da soldadura e das operações de controlo, a expansão do condutointerno é, então, reduzida e a segunda peça forjada torna a entrar em conta-to com o invólucro externo para ser soldada de modo conhecido a partir doexterior em 1ai.

Na figura 3A, representou-se um primeiro modo de expansão doconduto interno constituído por um sistema de aquecimento da referido con-duto interna. Com essa finalidade, a partir da primeira extremidade, insere-se um ou vários cartuchos 3 de aquecimento constituídos por um cilindrometálico ou vários cilindros metálicos espaçados comportando, na sua su-perfície, resistências eléctricas e introduzidos no interior da referido condutointerna, repartidos de modo uniforme ou não ao longo da referido condutointerna. Estes cartuchos 3 são alimentados por um cabo 3a. O aquecimentoprovoca uma expansão proporcional ao comprimento do conduto sujeito auma determinada temperatura e à variação da temperatura na zona conside-rada. A expansão do conduto 1b interno permite disponibilizar um espaçolivre L=L0=L2+Li entre as extremidades do ramo 3^ externo e do conduto 1aexterno, permitindo o acesso à zona de soldadura para se efetuar a monta-gem da segunda peça forjada sobre a extremidade da referido conduto in-terna, sendo a referida soldadura 1 a^ efetuada de modo conhecido a partirdo exterior. Depois da soldadura e das operações de controlo, o aquecimen-to é suprimido e, depois, o conduto interna, ao se arrefecer, retrai-se e o es-paço de valor L tende para 0. A segunda peça 2b forjada entra, então, emcontato com o invólucro 1a externo ao nível da sua periferia e pode ser, des-se modo, soldada de modo conhecido a partir do exterior em 1ai.

Para se perceber os desenhos com mais clareza, representou-se uma manga que funciona como calibrador 5 posicionador da segundapeça 2b forjada sobre o conduto 1a interna, somente nas figuras 3A, 4A e4C, mas este dispositivo conhecido dos versados na técnica é necessárioem qualquer caso para manter em posição a referida segunda peça forjadadurante toda a duração do processo de soldadura.

Na figura 3B, representou-se uma alternativa de expansão tér-mica do conduto interno com base na utilização de um gerador 4 de ar quen-te, ou de um simples queimador a gás ou a óleo combustível, alimentado apartir de uma das extremidades, por exemplo a partir da segunda extremida-de da PiP1 por um conduto 4a.

Na figura 3C, representou-se um modo de expansão com baseem uma tração mecânica do conduto interno efetuada com o auxílio de umguincho 8 exterior ao conduto, ligado por um cabo 8a a um mandril 6 de cu-nhas 6a autoblocantes situado no interior do conduto externo e que se fixade modo a bloquear-se à parede 23 interna da referido conduto interna, emuma zona próxima da extremidade da referido conduto interna, por exemploa 1 m da referida extremidade. O invólucro 1a externo da PiP é mantido, fir-memente, por um dispositivo 7 de bloqueio fixo ao solo, assegurando umacompressão radial da referido conduto externo ao nível da superfície 25 ex-terna da sua segunda extremidade. O guincho 8 é, então, colocado em ten-são, e quando o espaço L=L0 pretendido é atingido, o referido guincho é blo-queado e a operação de soldadura da segunda peça 2b forjada sobre a ex-tremidade do conduto interno é executada do modo anteriormente descrito apartir do exterior.

Um dispositivo de tração similar com base na utilização de ma-cacos 13 hidráulicos irá ser desenvolvido mais adiante, em uma versão pre-ferida da invenção.

Em todos os métodos descritos, o modo convencional de solda-dura utilizado, conhecido pelos versados na técnica sob o nome de soldadu-ra orbital, utiliza um dispositivo de soldadura, de tipo anel guia, instalado noconduto, sobre o qual se desloca uma plataforma móvel que suporta a ou ascabeças de soldadura, sendo a soldadura efetuada, então, sobre um condu-to fixa relativamente ao solo, rodando as referidas cabeças de soldadura emtorno da referido conduto. Neste modo de soldadura, a manutenção do ba-nho de soldadura necessita de fazer variar inúmeros parâmetros de soldadu-ra para ter em conta a zona em curso de soldadura. Com efeito, a parte su-perior do conduto é extremamente simples de soldar, porque o banho desoldadura é suportado de um modo natural, enquanto que em subface, obanho iria ter tendência a escorrer e a desfazer-se, apresentando as parteslaterais e oblíquas dificuldades complementares de níveis variáveis. Dessemodo, para um tal tipo de soldadura, os parâmetros principais de soldadura,intensidade, tensão, freqüência, velocidade linear da cabeça e fio de adição,etc., são modificados em tempo real em função da posição da referida tochade soldadura em rotação em torno do conduto.

Nas figuras 4A-4F, ilustra-se um modo preferido da invenção noqual a cabeça 9 de soldadura permanece fixa relativamente ao solo, de ummodo preferido, na vertical por cima do conduto, sendo o comprimento com-pleto do conduto assente em rolos ou viradores 10, então, posto a rodar demodo controlado por intermédio de um virador 10a motorizado para efetuar aoperação de soldadura nas melhores condições operacionais de manuten-ção do banho de soldadura.

Na figura 4A, representou-se a soldadura da segunda peça 2bforjada sobre o conduto 1 b interno, sendo a expansão térmica asseguradapelos cartuchos 3 de aquecimento anteriormente descritos relativamente àfigura 3A.

Na figura 4B, no final da soldadura da segunda peça forjada so-bre o conduto 1 b interno, o aquecimento é interrompido e o conduto internaretrai-se, autorizando, desse modo, a soldadura do ramo externo da segun-da peça 2b forjada sobre a segunda extremidade do invólucro externo com oauxílio de uma mesma cabeça 9 de soldadura, após reposicionamento destaúltima na vertical do cordão 1 ai de soldadura circular a executar.

Na figura 4C, pormenorizou-se o dispositivo de acordo com ainvenção utilizando um guincho 8 de tração tal como descrito relativamente àfigura 3C. Para que a rotação do remo se possa efetuar livremente, o dispo-sitivo comporta um primeiro corpo 11 periférico colocado por cima da super-fície 25 externa do conduto externo, fixo em relação ao solo, cooperando porintermédio de uma primeira chumaceira 11a com um adaptador de cunhasbloqueantes 11 b que comprime a superfície externa do conduto externo, im-pedindo qualquer movimento de translação do remo 1, segundo o eixo XX1,para a esquerda, ao mesmo tempo que autoriza a sua rotação em torno doreferido eixo XXVA referida primeira chumaceira 11a é constituída, por e-xemplo, por um rolamento de rolos cruzados no interior de uma primeira ar-mação 11ai exterior solidária com o referido corpo 11 periférico e de umaarmação 11a2 interior solidária com o referido adaptador de cunhas 11b. Ocabo 8a de tração está ligado ao mandril 6 autoblocante por intermédio deum dispositivo de tipo destorcedor 6b que autoriza uma rotação do mandril 6em torno do eixo longitudinal XX'. O processo de expansão do conduto 1binterno permanece similar ao processo anteriormente descrito relativamenteà figura 3C, e o processo de soldadura permanece, então, idêntico ao descri-to relativamente às figuras 4A-4B, sendo a rotação do remo assegurada poruma motorização, não representada, integrada no primeiro corpo 11 periféri-co ou por motorização 10a de um virador 10.

Na figura 4D pormenorizou-se um dispositivo utilizando macacos13 hidráulicos para efetuar a expansão do conduto 1b interna, e permitindo,também, fazer rodar o remo, e, por conseguinte, utilizar uma cabeça 9 desoldadura em posição fixa na vertical, por cima do conduto a soldar.

O primeiro corpo 11 periférico, a primeira chumaceira 11a e oadaptador de cunhas autoblocantes 11 b solidários com o remo, bem como amotorização 11a que permite controlar a rotação do remo, são idênticos aodescrito relativamente à figura 4C. Um tirante 12C, constituído por um caboou uma barra rígida, tal como de um macaco, liga o mandril 6 autoblocante auma segunda chumaceira 12a, constituída, por exemplo, por um rolamentode rolos cruzados, por intermédio de um suporte 12b solidário com o tirante12c. A segunda chumaceira 12a é constituída por um rolamento de roloscruzados integrado em uma e entre uma armação 12a2 interior solidária como referido suporte 12b e uma armação 12ai exterior solidária com um segun-do corpo 12 periférico aplicado por cima da superfície externa do condutointerno e suportando, pelo menos, dois macacos 13 hidráulicos colocados deum modo diametralmente oposto relativamente ao eixo XX', neste caso par-ticular 6 macacos hidráulicos repartidos regularmente, de um modo circular,como representados na figura 4f. Os pistões 13a dos referidos macacos 13estão solidários com hastes 13b que se encostam em 13C ao primeiro corpo11 periférico. Desse modo, aplicando-se uma pressão P aos macacos 13, osegundo corpo 12 periférico afasta-se do primeiro corpo 11 periférico na di-reção XX11 o tirante 12 exerce, então, uma tração sobre o conduto internapor intermédio do mandril 6 autoblocante. Aumentando, progressivamente, apressão Ρ, o conduto 1b interna expande-se até que o espaço entre as ex-tremidades do invólucro 1a externo e o ramo 3i externo da peça forjada atin-ja o valor L=L0 necessário para se efetuar a soldadura da peça 2b forjadasobre o conduto 1 b interna, como explicado anteriormente. As referidas, pri-meira e segunda, chumaceiras 11a-12a autorizam a rotação do remo com-pleto enquanto que os referidos, primeiro e segundo, corpos 11, 12 periféri-cos, bem como as hastes 13b dos macacos 13, permanecem fixos relativa-mente ao solo e, por conseguinte, autorizam a utilização de uma cabeça 9de soldadura fixa situada, de um modo vantajoso, na vertical, por cima doconduto a soldar. Quando a soldadura 1bi do conduto 1b interna sobre apeça 2b forjada termina, a pressão nos macacos é aliviada, o conduto inter-na, então, retrai-se e a peça forjada entra em contato com o invólucro exter-no ao nível da sua periferia, ao qual pode, então, ser soldada do mesmomodo.

Descreveu-se nas figuras 3C e 4C a utilização de um guincho 8de tensionamento, mas continua-se abrangido pelo espírito da invenção sese utilizar um macaco solidário com o solo e situado no eixo XX1 do remo eligado ao mandril 6 autoblocante por intermédio de um cabo ou de uma barrametálica idêntica à barra 12c da figura 4D.

No caso de PiP que devam transportar fluidos a temperaturasmuito elevadas, o invólucro externo encontra-se, de um modo geral, à tem-peratura do fundo do mar, ou seja 3-5°C, enquanto que o conduto interna seencontra à temperatura do fluido, a qual pode atingir 120-150°C, e mesmomais. Desse modo, quando se fabrica o remo de PiPl os dois condutos, emrepouso, têm uma temperatura sensivelmente idêntica (20-30°C por exem-plo). Além disso, depois de assentes no fundo, ficam as duas à temperaturado fundo do mar (3-5°C), mas, a partir do momento em que o fluido circula, atemperatura do referido fluido cria uma tensão de compressão na referidoconduto 1b interno, porque este último está bloqueado nas suas extremida-des ao nível das peças forjadas. Esta aplicação de compressão segundo oeixo XX1 risca criar instabilidades de tipo deformação lateral no plano per-pendicular a XX11 risco que é suprimido instalando, a intervalos regulares ounão, centralizadores 1c que impedem o aparecimento de fenômenos dessetipo. Mas, estes centralizadores têm um custo elevado, são delicados emtermos de instalação e, além disso, criam pontes térmicas que reduzem, a-inda, a eficácia do sistema de isolamento e é vantajoso reduzir o seu núme-ro. Com essa finalidade, estando o conduto 1b interna e o invólucro 1a ex-terno em repouso, à mesma temperatura, ajusta-se o comprimento do con-duto interno de modo que fique mais curta por um valor Li+e relativamenteao conduto externo, tal como representado na figura 5a. A expansão doconduto interno é, então, executada por um dos processos anteriormentedescritos, dando os mesmos parâmetros térmicos ou de esforço, então, umaexpansão que define um espaço L=L0-e entre a extremidade do ramo 32 ex-terno da peça e a extremidade do conduto externo. A soldadura da peça 2bforjada sobre o conduto 1 b interna é, então, efetuada como indicado anteri-ormente, dado que o conduto interna está retraída. Quando a peça forjadaentra em contato com o invólucro 1a externo, o conduto interna apresenta,então, uma tração residual proporcional ao valor de e. Na prática, para umcomprimento de remo de 50 m, Li representa 10 a 100 mm e o valor de e irádepender do ponto de funcionamento em temperatura do conduto. Por e-xemplo, se o conduto for levada a atingir um diferencial de temperatura rela-tivamente à água do mar õT=120°C durante a utilização, prever-se-ão, clas-sicamente, valores de e de 35 a 45 mm, o que corresponde a uma tensão,devida só à temperatura, nula para um diferencial de temperatura ÕT=60°Ce, por conseguinte, a uma diminuição de cerca de 50% do nível de tensão decompressão no conduto interna. Do mesmo modo, para ÕT=180°C, e=55 a60 mm para se obter a mesma diminuição de 50%, da tensão de compres-são no conduto interior.

Desse modo, durante a utilização, a tensão de compressão doconduto interno encontra-se igualmente reduzida, o que permite aumentar oespaçamento dos centralizadores e, por conseguinte, reduzir o seu número.Para efetuar a soldadura interna da segunda peça 2b forjadasobre o invólucro externo, tem que se ter o cuidado de manter no condutointerna um nível de expansão (temperatura ou tensão) suficiente para que aface das duas peças a soldar não sejam apoiadas uma na outra de modosignificativo, de modo que a soldadura possa ser efetuada sem tensões decompressão na zona de soldadura. No final do processo de soldadura, a ex-pansão (calor ou tensão) pode, então, ser completamente aliviada e o con-duto interior atinge, assim, o nível de preensão pretendido.

Para efetuar as operações de soldadura da segunda peça forja-da sobre o conduto interna, deixando o remo fixo, como descrito relativa-mente às figuras 3A-3B-3C, a distância L deve ser da ordem dos 10 cm paraautorizar a passagem das cabeças de soldadura e das plataformas móveisguias circulares, e ter uma boa visibilidade para controlar o processo. Estevalor de expansão só é possível de obter com remos de comprimento sufici-ente, por exemplo 24-36-48 m, e mesmo mais, e não pode ser concebido demodo realista em comprimentos menores porque o diferencial de temperatu-ra ou o esforço de tração seriam, então, incompatíveis com os aços utiliza-dos.

No caso da montagem da segunda peça 2b de junção forjadasobre a extremidade do conduto externo por intermédio de semiconchas 14,o procedimento de pré-esforço é pormenorizado na figura 6. Na figura 6 re-presentou-se os condutos internas e externas, a peça de junção, bem comoas semiconchas 14 com um comprimento de L1+L2+e, estando estas últi-mas posicionadas de modo a se inserirem, posteriormente, entre o referidoprimeiro ramo externo da peça forjada de junção e o conduto externo do re-mo. Na figura 6 desviou-se a peça forjada de junção para a esquerda, demodo que entre em contato com o conduto interior para se efetuar a solda-dura a partir do exterior, de modo conhecido, estando, então, os dois condu-tos sempre fora de serviço, em repouso.

Na figura 6 executa-se a expansão do conduto interior por meiode cartuchos 3 de aquecimento para que a referida expansão do condutointerior atinja o valor e, o que permite, então, inserir as duas semiconchas 14e, depois, soldá-las de modo conhecido em 15 e 16. Depois do arrefecimen-to do conduto interior, a referido conduto interior fica em um estado de pré-esforço de tração, ficando, então, o conduto externo em um estado de pre-tensão de compressão.

Nas figuras 7A-7B representou-se o modo de montagem no casode um remo cujo conduto externo tem as suas extremidades enrugadas demodo a serem soldadas diretamente sobre o conduto interior. A figura 7Arepresenta a primeira extremidade do remo, soldada em 1c a partir do exte-rior, de modo conhecido. Como representado na figura 7B, expande-se oconduto interior por meio de cartuchos 3 de aquecimento, o que dá origem auma expansão da extremidade da referido conduto interior por um compri-mento e relativamente à sua posição inicial. Mantém-se o aquecimento demodo que este valor permaneça estável e, depois, a extremidade enrugadado conduto externo é, então, soldada 1d sobre o conduto interior, com o au-xílio da tocha 9 fixa, colocando-se o remo em rotação por meio de viradores10a motorizados. No final da soldadura, pára-se o aquecimento e, após oarrefecimento do conduto interior, a referido conduto interior fica em um es-tado de pré-esforço de tração, ficando, então, o conduto externo em um es-tado de pré-tensão de compressão.

A título de exemplo, um remo de tipo PiP com um comprimentode 50 m, quer do tipo com peças forjadas de extremidade sem semiconchas(figuras 2-5), quer do tipo com semiconchas (figura 6), ou ainda do tipo comextremidades enrugadas (figuras 7A-7B), constituído por um conduto internode 273,1 mm de diâmetro e com 15, 88 mm de espessura, e um invólucroexterno de 355,6 mm de diâmetro e com 19,1 mm de espessura, necessitade uma força de tração de 329,5 toneladas para conseguir um deslocamentoda extremidade do conduto interno de forma a que L=100 mm, sendo 61,1%do deslocamento obtidos pelo alongamento do conduto interno (em tração),e sendo 38,9% obtidos por contração do invólucro externo (em compressãolongitudinal).

Permanece-se limitado devido ao fato de não se dever ultrapas-sar o limite elástico do aço, e para um aço de qualidade X60 de acordo coma norma americana API-5L, o limite elástico é de 413 MPa, e as tensõesrespectivas, de tração no conduto interna, e de compressão no invólucroexterno, são, respectivamente, de 257 MPa e 163 MPa, ou seja, respectiva-mente, 62% e 40% dos limites elásticos. Estes valores ilustram que se dividirpor 2 o comprimento do remo (remo de 25 m) estes valores duplicam parase obter o alongamento pretendido (L=100 mm), tornando-se, então, a ten-são no conduto interna inaceitável, enquanto permanece ainda aceitável pa-ra o invólucro externo.

Utilizando a expansão térmica do conduto interna, ou o que seriao mesmo mas seria muito mais complicado de executar, o arrefecimento cri-ogenico do invólucro externo, obtém-se uma expansão a temperaturas rela-tivamente baixas.

A título de exemplo, o mesmo conduto interno de 273,1 mm dediâmetro e com 15,88 mm de espessura sujeito a uma variação de tempera-tura de 192,3°C ao longo de um comprimento de 40 m apresenta uma ex-pansão térmica L de 100 mm.

Para um funcionamento do conduto interno com uma temperatu-ra diferencial de õT=120°C relativamente à água do mar, a PiP irá ser fabri-cada, de um modo vantajoso, com um valor de e=39 mm, o que correspondea um pré-esforço de tração de 100,15 MPa no conduto interior quando a PiPestá fora de serviço, o que representa 24,3% do limite elástico, a uma tensãonula quando o diferencial de temperatura é dé δT=60°C, e a uma tensão decompressão de 100,15 MPa quando o diferencial de temperatura é máximoδT=120°C. O referido esforço de tração inicial em repouso corresponde, en-tão, a um pré-esforço de 128,5 toneladas. Aumentando o valor de e, diminui-se o nível de tensão máxima de compressão no conduto interior à tempera-tura máxima de funcionamento. Estes valores só são dados a título ilustrati-vo do interesse da invenção e só são aproximados, porque o cálculo exatodas tensões internas na PiP em funcionamento deve também ter em contaos efeitos da pressão interna do fluido circulante, bem como os efeitos dapressão ao nível do fundo do mar que é, aproximadamente, de 10 MPa, ouseja, (cerca de 100 bar) por faixa de 1 000 m. Desse modo, em função dediversos parâmetros de funcionamento da PiP (pressão de serviço, tempera-tura, profundidade de água,...) é-se levado em consideração valores de eadaptados às condições de serviço e, por conseguinte, a fazer diminuir atensão máxima de compressão no conduto interior por uma percentagemadaptada a cada um dos casos encontrados.

No caso em que o sistema de isolamento pré-instalado entre osdois condutos apresenta um limite superior a não ultrapassar, por exemplo120°C, ir-se-á efetuar, de um modo vantajoso, uma expansão mista, na qualuma parte da expansão é gerada de modo térmico, sendo a soldadura efe-tuada com o auxílio de um dos meios de tração anteriormente descritos. Es-te dispositivo misto também é vantajoso em termos de segurança porquepermite evitar que os operadores trabalhem na proximidade de elementosmecânicos sob esforços de tensão consideráveis, sendo as referidas ten-sões da ordem das 300-500 toneladas e podendo mesmo atingir 1 000 tone-ladas, e mesmo mais, no caso de condutos tipo PiP muito espesses.

No caso em que se utiliza uma cabeça de soldadura fixa e emque se faz rodar o remo, como descrito relativamente às figuras 4A-4B-4C-4D, o espaço necessário apenas para a passagem da cabeça é muito maisreduzido e pode, em alguns casos, ser limitado a 5-6 cm, o que reduz, i-gualmente, os esforços necessários, ou a amplitude dos efeitos térmicosnecessários para atingir o resultado.

A expansão térmica apresenta uma vantagem em termos de se-gurança, porque não implica o trabalho na proximidade de elementos sobfortes tensões mecânicas. Em contrapartida, a aplicação de calor e o arrefe-cimento do conduto interno necessitam de um determinado período de tem-po que reduz, igualmente, as cadências de produção.

A expansão mecânica necessita de esforços consideráveis queatingem várias centenas de toneladas e implica meios de segurança adapta-dos. Em compensação, a aplicação de tensão e relaxamento da referidatensão são efetuados em tempos muito curtos da ordem de alguns minutos.

De acordo com uma outra variante de realização da invenção,instalam-se, a alguns metros das extremidades do conduto interior, tampõesobturadores, habitualmente denominados «"packers"», que também permi-tem encher integralmente de água a referido conduto interior e, depois, colo-cá-la sob pressão para obter o alongamento da referido conduto interior. Atítulo de exemplo, no caso da PiP pormenorizada anteriormente, a expansãodevida apenas ao efeito de fundo do conduto interior para uma pressão de30 Mpa (300 bar) é de cerca de 32,6 mm para um referido remo com umcomprimento de 50 m. No entanto, este modo de expansão só é interessantepara remos muito compridos (75-100 m), porque o valor de L permanecepequeno para remos de 50 m.

De acordo com uma variante de realização, utilizam-se os referi-dos "packers" para obter, no seio do conduto interior, um volume de estan-que no qual se faz circular água quente, provindo a água quente, por exem-plo, de um reservatório resistente ao calor, e mantido à temperatura deseja-da. Desse modo, no início de ciclo, depois da instalação dos "packers", oreferido volume é cheio de água já quente e é mantido com a temperaturapretendida por simples circulação, sendo a injeção de calorias efetuada, deum modo preferido, no seio do reservatório resistente ao calor. No fim dociclo, recupera-se a água quente que se reenvia para o referido reservatórioresistente ao calor, esperando o próximo ciclo. Este modo de aquecimentoestá, de um modo vantajoso, acoplado a um modo de tração mecânica paraatingir um nível de expansão mais elevado.

Claims (17)

1. Elemento de condutos (1) coaxiais compreendendo um con-duto (1b) interna e um conduto (1a) externa com um espaço (1d) anelar, deum modo preferido preenchido com um material (1e) de isolamento, e emcada extremidade um fechamento do referido espaço anelar constituído:- quer por uma peça (2a, 2b) de junção de revolução ligada àsextremidades dos referidos condutos, interno e externo, e apta a permitir aligação dos dois referidos elementos (1) de condutos coaxiais topo a topo,- quer por enrugamento (2c) consistindo na deformação da parteterminal do conduto externo cuja extremidade está diretamente ligada à su-perfície do conduto interna, de um modo preferido por soldadura,caracterizado pelo fato de que a referido conduto (1b) interno é sujeito a umesforço de tração entre as extremidades fechadas do referido espaço anelarexercido pelos referidos fechamentos, quando o referido elemento de condu-to coaxial está fora de serviço.

2. Elemento de condutos coaxiais de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que a referido conduto (1b) interno é sujeito auma tração correspondente a um esforço de tração inferior a 90%, de ummodo preferido de 5 a 75% do limite elástico do aço que constitui a referidoconduto interna, quando o referido elemento de condutos coaxiais está forade serviço.

3. Elemento de condutos coaxiais de acordo com a reivindicação-1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende em, pelo menos, umaextremidade, um fechamento do referido espaço anelar constituído por umapeça (2a, 2b) de junção de revolução, comportando a referida peça de jun-ção, pelo menos, dois primeiros ramos (3i, 32) de revolução dos quais- um primeiro ramo (32) de revolução interno soldado diretamen-te a uma extremidade da referido conduto interna, e- um primeiro ramo (3i) externo soldado diretamente à extremi-dade da referido conduto interno ou por intermédio de duas semiconchas(14) em forma de semimangas tubulares formando uma manga tubular inter-calada entre as extremidades dos condutos externos e peça de junção,- sendo os primeiros ramos (32) internos de revolução maiscompridos do que os referidos primeiros ramos (3i) externos por um com-primento L1 na direção longitudinal (XX') do referido elemento de condutoscoaxiais.

4. Elemento de condutos coaxiais de acordo com uma das rei-vindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que é destinado à monta-gem de condutos submarinos em aço e apresentando um comprimento de-10 a 100 m, de um modo preferido de 20 a 50 m.

5. Elemento de condutos coaxiais de acordo com uma das rei-vindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o material (1e) isolanteé um material microporoso ou nanoporoso, de um modo preferido um aero-gel, que se apresenta, ainda de um modo preferido, sob a forma de grãoscom um diâmetro de 0,5 a 5 mm.

6. Conduta constituído por um conjunto de, pelo menos, duoscondutos coaxiais constituídos pela montagem de, pelo menos, dois elemen-tos de condutos coaxiais como definido em uma das reivindicações de 1 a 5,ligados uns aos outros por soldadura, estando a referido conduto interno sobesforço de tração quando a referido conduto está fora de serviço.

7. Processo de fabricação de um elemento (1) de condutos coa-xiais como definido em uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelofato de que se efetuam as etapas sucessivas seguintes, nas quais:-1) se executa o fechamento do espaço anelar em uma primeiraextremidade do referido elemento de condutos coaxiais, quer por enruga-mento, quer por ligação a uma peça de junção, e-2) antes do fechamento do espaço anelar na segunda extremi-dade do referido elemento de conduto em curso de fabricação, quer por en-rugamento, quer por ligação a uma peça de junção, diretamente ou por in-termédio de duas semiconchas (14) em forma de semimangas tubularesformando uma manga tubular intercalada entre as extremidades dos condu-tos externos e peça de junção, se expande a segunda extremidade do con-duto interno na direção longitudinal axial (XX1) por um comprimento L relati-vamente à referida segunda extremidade correspondente da referido condu-to (1a) externo, e-3) se executa o fechamento da segunda extremidade do espaçoanelar de modo que a referido conduto interno seja sujeito a um referido es-forço de tração após o fechamento da segunda extremidade do espaço ane-lar.

8. Processo de fabricação de um elemento (1) de condutos coa-xiais compreendendo um conduto (1a) interno e um conduto (1b) externO ecomportando, em cada uma das suas extremidades, uma peça (2a, 2b) dejunção forjada de revolução, comportando, cada referida peça (2a, 2b) dejunção forjada, pelo menos, dois primeiros ramos de revolução, dos quaisum primeiro ramo (32) interno e um primeiro ramo (3i) externo, estando aextremidade cilíndrica do referido primeiro ramo (3i) externo retraída por umcomprimento Li em relação a extremidade cilíndrica do referido primeiro ra-mo (32) interno de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de que- na etapa 1 se executam as etapas sucessivas seguintes, nasquais:-1a) se solda a extremidade cilíndrica do referido primeiro ramo(32) interno de uma primeira peça (2a) de junção, com uma primeira extremi-dade da referido conduto (1b) interno não-coberto pelo conduto (1a) externo,sendo a soldadura executada a partir do exterior da referido conduto interna,e-1b) se desloca a referido conduto (1 a) externo de um modo coa-xial em torno da referido conduto interna, de modo que uma primeira extre-midade da referido conduto externo se encoste topo a topo à extremidadecorrespondente do primeiro ramo (3i) externo da referida primeira peça dejunção, estando a segunda extremidade da referido conduto interno retraídarelativamente à segunda extremidade correspondente da referido condutoexterno por um comprimento U=L^e, e-1c) se solda a extremidade do referido primeiro ramo (3i) exter-no da referida primeira peça (2a) de junção forjada com a extremidade dareferido conduto (1a) externo, a partir do exterior da referido conduto exter-no, e- na etapa 2) se expande na direção longitudinal axial (XX'), areferida segunda extremidade da referido conduto (1b) interno, de modo queeste ultrapasse, por um comprimento L2, superior ou igual a L1+e, a referidasegunda extremidade correspondente da referido conduto (1 a) externo, e- na etapa 3) se executam as etapas sucessivas seguintes, nasquais:-3a) se solda, a partir do exterior da referido conduto (1 b) interno,a extremidade de uma segunda referida peça (2b) forjada com a referidasegunda extremidade da referido conduto (1b) interno em posição expandi-da, e-3b) se reduz, apenas parcialmente, a expansão da referido con-duto interno até que a referida segunda extremidade do referido primeiroramo (3i) externo da referida segunda peça (2b) forjada se encoste topo atopo à referida segunda extremidade da referido conduto (1 a) externo, e-3c) se solda, a partir do exterior da referido conduto externo, aextremidade do referido primeiro ramo (3i) externo da referida segunda peça(2b) forjada com a referida segunda extremidade da referido conduto exter-no, encontrando-se a referido conduto (1b) interna sujeito a uma tração cor-respondente a um alongamento residual inferior ou igual a e.

9. Processo de fabricação de acordo com a reivindicação 7, umelemento (1) de condutos coaxiais compreendendo um conduto (1a) internoe um conduto (1b) externo e comportando, em cada uma das suas extremi-dades, uma peça (2a, 2b) forjada de revolução, comportando cada referidapeça (2a, 2b) de junção, pelo menos, dois primeiros ramos de revolução, dosquais um primeiro ramo (32) interno e um primeiro ramo (3i) externo, estan-do a extremidade cilíndrica do referido primeiro ramo externo retraída por umcomprimento Li em relação à extremidade cilíndrica do referido primeiro ra-mo (32) interno e compreendendo duas semiconchas (14) em forma de se-mimangas tubulares formando uma manga tubular intercalada entre as ex-tremidades dos condutos externos e peças de junção,caracterizado pelo fato de que:- antes da etapa 2), a referida segunda extremidade da referidoconduto (1b) interno ultrapassa por um comprimento L2 a referida segundaextremidade correspondente da referido conduto (1a) externo, e se solda, apartir do exterior da referido conduto (1b) interno, a extremidade do primeiroramo (32) interno de uma segunda referida peça (2b) forjada com a referidasegunda extremidade da referido conduto (1 b) interno, e- na etapa 2), se expande, na direção longitudinal axial (XX1), areferida segunda extremidade da referido conduto (1b) interno, por um com-primento superior ou igual a e, de modo que ultrapasse, pelo menos, porL2+e, a referida segunda extremidade da referido conduto (1a) externo, e- na etapa 3) se executam as etapas sucessivas seguintes, nasquais:-3a) se intercalam, entre as extremidades das conduto externo ereferido primeiro ramo externo da peça forjada, duas semiconchas (14) emforma de semimangas tubulares formando uma manga tubular com um com-primento L1+L2+e, e-3b) se reduz, apenas parcialmente, a expansão da referido con-duto interno até que a extremidade do referido primeiro ramo (3i) externo dasegunda peça (2b) forjada e a referida segunda extremidade da referidoconduto (1a) externo se encostem topo a topo com as extremidades de duassemiconchas da referida manga, e-3c) se solda, a partir do exterior da referido conduto externo, aextremidade do referido primeiro ramo (30 externo da referida segunda peça(2b) forjada e a referida segunda extremidade da referido conduto externocom as extremidades de duas semiconchas da referida manga, encontran-do-se a referido conduto (1b) interna sujeita a uma tração correspondente aum alongamento residual inferior ou igual a e.

10. Processo de acordo com uma das reivindicações de 7 a 9,caracterizado pelo fato de que na etapa 2/, se executa a expansão da referi-do conduto interno por aquecimento deste, de um modo preferido, com oauxílio de dispositivos (3, 4) de aquecimento que se introduzem e, de ummodo preferido, que se deslocam no interior da referido conduto interno eque se ativam de modo uniforme ou não ao longo da referido conduto, nointerior deste.

11. Processo de acordo com uma das reivindicações de 7 a 9,caracterizado pelo fato de que, na etapa 2/, se executa a referida expansãopor tração longitudinal (XX1) mecânica da referido conduto interno com o au-xílio de um dispositivo (8, 13) de tração compreendendo um guincho (8) ouum macaco (13) colocado no exterior da referido conduto interna.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que, na etapa 2/, a referida expansão é feita por tração Iongitu-dinal da referido conduto interno e compressão longitudinal simultânea dareferido conduto externo ao nível das suas referidas segundas extremidades.

13. Processo de acordo com a reivindicação 10, 11 ou 12, carac-terizado pelo fato de que se executa a referida expansão com um dispositivo(8, 13) de tração que compreende ou coopera com:- meios (6-6a-6b) de bloqueio da referido conduto interna, permi-tindo, desse modo, uma translação longitudinal da referido conduto internoem expansão quando o dispositivo de tração é acionado, e autorizando, sefor caso disso, a rotação da referido conduto interno em torno do seu eixolongitudinal (XX'), e- meios (11a-11b, 11) de bloqueio da referido conduto interna,impedindo qualquer movimento de translação longitudinal da referido condu-to externo, e autorizando a sua rotação em torno do seu eixo longitudinal(XX1).

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que os referidos meios de bloqueio do conduto externo compre-endem:- um primeiro dispositivo (11b) de bloqueio por compressão radi-al disposto fixamente em torno da referido conduto externo, tal como um a-daptador de cunhas bloqueantes (11 a), e- um primeiro corpo (11) periférico fixo em relação ao solo, coo-perando com o referido primeiro dispositivo (11b) de bloqueio por intermédiode uma primeira chumaceira (11a) que autoriza a rotação da referido condu-to externo segundo o seu eixo longitudinal (XX1)·

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que a referida primeira chumaceira (11a) compreende rolamen-tos (11c) de rolos cruzados, em uma e entre uma armação (Ha2) interiorsolidária com o referido adaptador (11b), e uma armação (11ai) exterior soli-dária com o referido primeiro corpo (11) periférico fixo.

16. Processo de acordo com uma das reivindicações de 12 a 15,caracterizado pelo fato de que o referido dispositivo de tração compreendeou coopera com, pelo menos, um tirante (12c), constituído por um cabo ouuma haste rígida, apto a ser deslocado em translação longitudinal (XX') porguincho (8) ou um macaco (13), ligado a um segundo dispositivo (6-6a-6b)de bloqueio da referido conduto interno por compressão radial da paredeinterna (22) da referido conduto interna, disposto no interior da referido con-duto interna, tal como um mandril autoblocante.

17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que o referido dispositivo de tração compreende, pelo menos,dois macacos (13) diametralmente opostos, de um modo preferido, pelo me-nos quatro macacos (13), regularmente repartidos de um modo circular, cu-jos pistões (13a) solidários com hastes (13b) se encostam (13c) ao referidoprimeiro corpo (11) periférico fixo, suporte da referida primeira chumaceira(11a), estando os referidos macacos ligados ao referido tirante (12c) por in-termédio de uma segunda chumaceira (12a), constituída, de um modo prefe-rido, por um rolamento de rolos cruzados, comportando um segundo corpoperiférico fixo relativamente ao solo (12) que suporta os referidos macacos(13), apto a cooperar com um suporte (12b) solidário com o referido tirante(12c), pelo que, ao se aplicar aos macacos (13) uma pressão (Ρ), o tirante(12c) exerce uma tração sobre o conduto interna, ao mesmo tempo que au-toriza a rotação do referido elemento de condutos em torno do seu eixo lon-gitudinal (XX1), permanecendo os referidos, primeiro e segundo, corpos (11,-12) periféricos, bem como as hastes (13b) dos macacos (13), fixos relativa-mente ao solo, autorizando, desse modo, a utilização de uma cabeça (9) desoldadura fixa.