BRPI0708272A2 - elemento de condutos coaxiais e processo de fabricação - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE CONDUTOS COAXIAIS E PROCESSO DE FABRICAçãO. A presente invenção refere-se a um processo de fabricação de um elemento (1) de condutos coaxiais compreendendo um conduto (1a) interno e um conduto (1b) externo e comportando, em cada uma das suas extremidades, uma peça (2a, 2b) de junção forjada, comportando, pelo menos, um primeiro ramo (3~ 2~) interno retraído (L~ 1~) relativamente a um primeiro ramo (3) externo, no qual se executam todas as soldaduras circulares entre os referidos condutos, interno e externo, e as referidas peças de junção, a partir do exterior dos referidos condutos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ELEMENTODE CONDUTOS COAXIAIS 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 às 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 a 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 (-165°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 3 000 m.

A presente invenção refere-se, em particular, a elementos decondutos coaxiais destinados à 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 nPiPe In PiPe" ouPiP, ou seja, "conduto em um conduto", nas quais um conduto interno trans-porta o fluido, e um conduto externo coaxial com a 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 0,1MPa1 (ou seja cerca de 1 bar) para 10 m de profundidade, a pressão a que oconduto deve resistir é, então, de cerca de 10 MPa1 (ou seja cerca de 100bar) para 1 000 m de profundidade, e cerca de 30 MPa1 (ou seja cerca de300 bar) para 3 000 m.

Estes conjuntos de condutos coaxiais são fabricados por mon-tagem 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 instalaçãodeste no fundo do mar, atrasando-o o menos possível, e de modo a poderser, portanto, efetuado rápido e facilmente.

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 a re-sistência dos condutos sujeitos a flexões consideráveis no decurso da insta-lação, 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 internos.

Condutos coaxiais e peças de junção deste tipo foram descritos,nomeadamente, no documento FR 2873427.

Uma operação fundamental para a fiabilidade mecânica doscondutos PiP, 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 controle 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. Mas, no caso de peçasde junção forjadas do tipo compreendendo dois ramos de revolução, cujasextremidades cilíndricas são montadas nas extremidades cilíndricas respec-tivas dos condutos internos e externos, esta soldadura a partir do exteriornão é possível no que refere-se à soldadura entre o ramo interno da peça dejunção forjada e a extremidade do conduto interno, pelo menos, por uma dasduas peças de junção para a qual a soldadura é, então, executada a partirdo interior do referido conduto interno, como irá ser explicado em seguida.Ora, esta operação de soldadura a partir do interior do conduto interno é de-licado e complexa em termos de execução, bem como o controle posteriorda soldadura. Compreende-se, com efeito, que trabalhando a partir do interi-or, um operador tem grandes dificuldades de posicionar com precisão, quera tocha de soldadura quer o dispositivo de controle.

Como lembrado anteriormente, as zonas de soldadura são par-ticularmente sensíveis ao fenômeno da fadiga, tanto durante a instalaçãocomo durante o tempo de vida do conduto, sendo por isso importante podercontrolar cuidadosamente a fiabilidade.

Para poder executar uma soldadura do ramo interno da peça dejunção forjada com a extremidade do conduto interno, e isso a partir do exte-rior do conduto interno, e este às duas extremidades de um elemento unitá-rio de conduto coaxial, uma solução consiste em construir peças de junçãoem várias partes e/ou intercalar peças de encaixe, nomeadamente semi-mangas tubulares formando duas semiconchas tubulares intercaladas entreas extremidades do ramo externo de uma peça de junção forjada e a extre-midade do conduto externo correspondente, como ilustrado na figura 1C.Estas semiconchas são encaixadas por soldadura entre as extremidades doramo externo da peça de junção forjada e do conduto externo, e são coloca-das após a execução da soldadura a partir do exterior do conduto interno,entre a extremidade do ramo interno da peça de junção forjada e a extremi-dade do conduto interno.

Mas, estas peças de junção complexas e/ou associadas a ele-mentos complementares de tipo conchas, afetam a fiabilidade mecânica dapeça de junção propriamente dita e, por conseguinte, da junção entre a peçade junção e o conduto. Uma das razões baseia-se no fato de ser necessárioefetuar soldaduras na direção longitudinal do conduto para soldar as duassemimangas tubulares entre si, sendo este tipo de soldadura longitudinalmenos fiável que as soldaduras circulares e, além disso, implica cruzamen-tos de soldadura entre as soldaduras circulares, assegurando a ligação entreas mangas tubulares e as peças de junção forjadas ou as extremidades decondutos coaxiais, e assegurando as soldaduras longitudinais a ligação en-tre as duas semimangas tubulares encaixadas, constituindo os referidos cru-zamentos de soldadura pontos de fraqueza suplementares.

Também se conhecem sistemas nos quais a peça de junção éconstituída por dois elementos enrascados e colados entre si, mas este tipode construção de peças de junção apresenta, igualmente, lacunas na fiabili-dade mecânica.Também se conhece, no documento FR 275171, uma forma derealização das extremidades de uma PiP1 dotada com um modo de reforçoda zona de ligação entre dois comprimentos unitários de PiP por intermédiode uma manga deslizante com folga reduzida sobre o invólucro externo,sendo a referida manga deslizante solidária com o referido invólucro externopor colagem. Esta disposição permite aumentar, localmente, a inércia daseção transversal para limitar as tensões na zona de ligação entre dois com-primentos unitários de PiP, mas necessita da fabricação de várias peçasmecânicas complicadas de montar e necessita de uma ligação relativamentedifícil de implementar. Além disso, a colagem proposta permanece sujeita àdeformação e degrada-se com os ciclos térmicos aos quais os condutos es-tão sujeitos durante o seu tempo de vida de 20 a 30 anos. Por fim, este tipode colagem não poderia ser concebido de modo fiável no caso de ligaçõesfundo-superfície, porque os efeitos dinâmicos da ondulação e da correntesobre o conduto em suspensão entre o fundo do mar e o suporte flutuantedegradariam, rapidamente, o plano de colagem induzindo uma fadiga rápidae excessiva sobre a zona de ligação da PiP.

Deste modo, o problema que se coloca consiste em executaruma ligação de comprimento unitário de conjunto de condutos coaxiais detipo PiP melhorada de modo a facilitar a implementação de meios de ligaçãoe operações de ligação, nomeadamente meios e operações de soldadura, eem que as zonas de ligação, nomeadamente zonas de soldadura entre pe-ças de junção e comprimentos unitários de condutos, possam ser executa-das de modo a que o comportamento em termos de fadiga, no caso de Iiga-ções fundo-superfície seja radicalmente melhorado.

Mais particularmente, um problema fundamental da invençãoconsiste, por conseguinte, em proporcionar um processo de fabricação me-lhorado de um elemento de condutos coaxiais comportando, em cada extre-midade, uma peça de junção forjada composta por uma única peça forjadacompreendendo dois ramos de revolução, externo e interno, montados dire-tamente nas extremidades respectivas dos condutos externo e interno.

Com essa finalidade, a presente invenção proporciona um pro-cesso de fabricação de um elemento de condutos coaxiais compreendendoum conduto interno e um conduto externo e comportando, em cada uma dassuas extremidades, uma peça de junção forjada comportando, pelo menos,dois primeiros ramos de revolução, dos quais um primeiro ramo interno e umprimeiro ramo externo, estando a extremidade cilíndrica do referido primeiroramo externo retraída por um comprimento L1 relativamente à extremidadecilíndrica do referido primeiro ramo interno.

No processo de acordo com a presente invenção, efetuam-se asetapas sucessivas seguintes, nas quais:

1/ se solda a extremidade cilíndrica do referido primeiro ramo in-terno de uma primeira peça de junção, com uma primeira extremidade doreferido conduto interno não coberto pelo conduto externo, sendo a soldadu-ra executada a partir do exterior do referido conduto interno, e

2/ se desloca o referido conduto externo de um modo coaxial emtorno do referido conduto interno, de modo a que uma primeira extremidadedo referido conduto externo se encoste topo a topo à extremidade cilíndricacorrespondente do primeiro ramo externo da referida primeira peça de jun-ção, estando a segunda extremidade do referido conduto interno retraídorelativamente à segunda extremidade correspondente do referido condutoexterno por um comprimento L3, pelo menos igual a L1, e

3/ se solda a extremidade do referido primeiro ramo externo dareferida primeira peça de junção forjada com a extremidade do referido con-duto externo, a partir do exterior do referido conduto externo.

Em seguida, de acordo com a presente invenção, o processo écaracterizado por se executarem as etapas posteriores sucessivas, nasquais:

4/ se expande, de modo reversível, na direção longitudinal axialXX', a referida segunda extremidade do referido conduto interno, de modo aque esta ultrapasse, por um comprimento L2, a referida segunda extremidadecorrespondente do referido conduto externo, e

5/ se solda, a partir do exterior do referido conduto interno, a ex-tremidade do primeiro ramo interno de uma segunda peça forjada com a re-ferida segunda extremidade do referido conduto interno em posição expan-dida, e

6/ se reduz a expansão do referido conduto interno até que asegunda extremidade do primeiro ramo externo da referida segunda peçaforjada se encoste topo a topo à referida segunda extremidade do condutoexterno, e

7/ se solde, a partir do exterior do referido conduto externo, aextremidade do referido primeiro ramo externo da referida segunda peçaforjada com a referida segunda extremidade do referido conduto externo.

Compreende-se que, na etapa 4, se executa uma expansão doreferido conduto interno por um comprimento L2+L3, de modo a que a distân-cia L=L-I+L2, entre a extremidade livre do referido primeiro ramo externo dasegunda peça forjada e a extremidade do referido conduto interno, seja sufi-ciente para permitir, a partir do exterior do conduto interno, a execução dasoldadura da extremidade cilíndrica livre do primeiro ramo interno da segun-da peça forjada com a extremidade do conduto interno. Na prática, esta dis-tância L=Li+L2deve ser, pelo menos, igual a 5 cm (o que corresponde à di-mensão da tocha de soldadura) e, de um modo preferido, pelo menos 10 cm,quando se utiliza um material para deslocar em rotação a tocha de soldaduraem torno do referido conduto a soldar, como irá ser explicado em seguida.

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 L1 entre os referidos primeiros ramos, interno e ex-terno, das referidas peças forjadas, e isto a fim de que, depois da reduçãoda expansão (etapa 6), a extremidade do referido primeiro ramo interno en-tre em contato topo a topo com a extremidade do referido conduto externo.

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 4/, executa-se a expansão do referido conduto interno por a-quecimento desta, de um modo preferido, com o auxílio de dispositivos deaquecimento que se introduzem e, de um modo preferido, que se deslocamno interior do referido conduto interno e que se ativam de modo uniforme ounão ao longo do referido conduto, no interior deste. Compreende-se que aredução da expansão da etapa 4/, se faz, então, por simples arrefecimento.

Em uma segunda forma de realização, na etapa 4/, executa-se areferida expansão por tração longitudinal XX' mecânica do referido condutointerno com o auxílio de um dispositivo de tração compreendendo um guin-cho ou um macaco colocados no exterior do referido conduto interno. Com-preende-se que a redução da expansão se faz por relaxamento da referidatração.

Também é, igualmente, interessante poder combinar as duasformas de expansão, como explicado posteriormente.

Mais particularmente, na etapa 4/, a referida expansão faz-sepor tração longitudinal do referido conduto interno e compressão longitudinalsimultânea do 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.

A presente invenção proporciona, igualmente, um elemento decondutos coaxiais compreendendo um conduto interno e um conduto externocom um espaço anelar, de um modo preferido, preenchido com um materialde isolamento, ainda de um modo preferido, mantido sob vácuo forçado, eem cada extremidade uma peça de fecho estanque do referido espaço ane-lar constituída, cada uma, por uma peça de junção de revolução forjadaconstituída, cada uma, por um só bloco, destinada a unir os dois referidoselementos de condutos coaxiais topo a topo, comportando cada referida pe-ça de junção, pelo menos, dois primeiros ramos de revolução, dos quais umprimeiro ramo de revolução interno soldado diretamente a uma extremidadedo referido conduto interno com um cordão de soldadura circular, e um pri-meiro ramo externo soldado diretamente à extremidade do referido condutoexterna com um cordão de soldadura circular, sendo os referidos primeirosramos internos de revolução mais compridos, relativamente aos referidosprimeiros ramos externos, por um comprimento L1 na direção longitudinalaxial XX' do referido elemento de condutos coaxiais, sendo cada referidapeça de junção em cada extremidade do referido elemento de conduto des-tinado a ser montado, em um lado, às extremidades dos referidos condutosexterno e interno do referido elemento de conduto coaxial, e no lado oposto,diretamente a uma outra referida peça de junção, esta mesmo montada porsoldadura na extremidade de um outro elemento unitário de conduto coaxial,caracterizado por todos os referidos cordões de soldadura circular seremassentes no lado exterior dos condutos, interno e externo.

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 internos e externos 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, interna e, respectivamente, externa se for caso disso.

Em uma forma de realização preferida do processo de acordocom a invenção:

- na etapa 2/, a referida segunda extremidade do conduto exter-no, do lado destinado a ser unido à referida segunda peça (2a) de junçãoforjada, é ajustada de modo a ultrapassar a referida segunda extremidadecorrespondente do conduto interno por um comprimento L3=L^e, e

- na etapa 4/, executa-se uma expansão do referido conduto in-terno com um comprimento L2 superior ou igual a Li+e pelo que, no final dasoldadura da etapa 7/, o referido conduto interno se encontra sujeita a umatração correspondente a um alongamento residual inferior ou igual a e.

Na prática, e representa de 5 a 100 mm para um elemento deconduto interno de 25 a 50 m.

Compreende-se que este alongamento residual se deve ao fatoda extremidade do referido primeiro ramo interno da segunda peça forjadaultrapassar, por um comprimento L1, a extremidade do referido primeiro ra-mo externo da referida segunda peça forjada, como resultado da etapa 6/, sópodendo a extremidade do referido conduto interna recuar um comprimentoL1. E1 como resultado da etapa 7/, o alongamento residual do referido condu-to interno é inferior ou igual a e conforme os seguintes casos:

- o alongamento residual do conduto interno é sensivelmente i-gual a e no caso em que a expansão do conduto interno foi obtida por traçãodireta sobre o conduto interno, induzindo, de modo concomitante, uma ten-são 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 pelo referido conduto interno sobre a peça for-jada provoca, concomitantemente, uma compressão longitudinal do referidoconduto interno ao nível da sua segunda extremidade, o que dá origem auma redução do comprimento do remo, reduzindo, igualmente, o esforço detração no conduto interno. A referida percentagem Rth é função da relaçãodas superfícies das seções transversais de aço do conduto interno e do invó-lucro externo;

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

Esta forma de realização com um conduto interno sob esforçode tração é, particularmente, vantajosa porque, quando o conduto coaxialestá em serviço durante a utilização no fundo do mar e a temperatura dofluido que a atravessa atinge temperaturas elevadas (120-150°C), o aumentoda temperatura provoca uma expansão do conduto interno relativamente aoconduto externo que permanece em contato com a temperatura do fundo domar (3-5°C) o que provoca uma compressão do referido conduto interno,estando este bloqueado nas suas extremidades ao nível das referidas peçasde junção forjadas. Esta ação de compressão é, tradicionalmente, reprimidapela colocação de elementos centralizadores entre os referidos condutos,interno e externo, que têm um custo elevado, são difíceis de instalar e criampontes térmicas que reduzem, igualmente, a eficácia do sistema de isola-mento. Deste modo, a tração residual do conduto interno no decurso do pro-cesso de fabricação de acordo com a invenção, permite reduzir, igualmente,a tensão de compressão do conduto interno quando está em serviço e, porconseguinte, aumenta, de um modo vantajoso, o espaçamento dos elemen-tos centralizadores e, por conseguinte, reduz o seu número.

A presente invenção também proporciona um elemento de con-dutos coaxiais, tal como definido anteriormente, caracterizado por o referidoconduto interno estar sujeito a um esforço de tração exercido por cada refe-rida peça de junção em cada extremidade, quando o referido elemento deconduto coaxial está fora de serviço.

Entende-se por "fora de serviço", que o referido elemento decondutos coaxiais não está montado em um conjunto de elementos de con-dutos coaxiais e/ou não é manipulado, ou está montado em um conjunto deelementos de condutos coaxiais, mas o referido conjunto não é manipuladoe/ou não é percorrido por um fluido a transportar. Uma situação destas acon-tece no fim do processo de fabricação em terra, durante o transporte e insta-lação, quando o elemento de conduto ou o conduto está à temperatura am-biente até que o conduto seja assente no fundo do mar, à temperatura doreferido fundo do mar, enquanto espera pelo arranque da produção e, porfim, no caso de paragem prolongada da produção, estando, então, o condutointerno e o invólucro externo estabilizados à temperatura da água do mar (3-5°C), Entende-se por «elemento de conduto ou conduto a temperatura am-biente» que os referidos condutos, interno e externo, estão à mesma tempe-ratura que a temperatura ambiente do ar ou da água do mar, caso o condutoesteja imerso.

Compreende-se que o referido esforço de tração se deve ao re-ferido alongamento residual do conduto interno relativamente ao seu com-primento em repouso após uma redução parcial da referida expansão naetapa 6 e após a soldadura da etapa 7/. Entende-se aqui por «repouso» queo referido conduto interno não está sujeito a qualquer tração ou compressão,como é o caso quando está fora de serviço e na ausência de peça de jun-ção.

Compreende-se, por conseguinte, que o referido esforço de tra-ção exercido pelas referidas peças de junção se exerce em sentido opostoem cada extremidade do elemento unitário de conduto.

De acordo com a presente invenção, a presença de uma peçade junção de fecho em cada extremidade do elemento unitário de condutotambém permite montar as peças de junção em terra estabelecendo um vá-cuo forçado ou confinando um material de isolamento no espaço anelar en-tre os condutos, interno e externo, o que seria difícil de fazer a bordo de umnavio.

De um modo vantajoso, o referido conduto 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 o referidoconduto interno, quando o referido elemento de condutos coaxiais está forade serviço, ou seja, nomeadamente à temperatura ambiente.

Mais particularmente e na prática, este esforço de tração cor-responde à tração a exercer sobre um referido conduto interno de 25 a 50 mpara lhe provocar um alongamento de 5 a 100 mm.

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 interno 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 este último.

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 bom-bardeamento por neutrões rápidos, cuja trajetória é modificada conforme oreferido conduto é sujeito a um esforço de tração ou de compressão. Estemétodo é muito delicado de implementar, mas é utilizado correntemente pa-ra verificar o estado de relaxação das tensões em algumas peças mecânicassensíveis utilizadas, principalmente, na aeronáutica ou na indústria espacial.

Esta tração do conduto interno dá origem, quando se separamas extremidades do elemento de condutos coaxiais de uma, pelo menos, dasreferidas peças de junção forjadas soldadas nessas extremidades, à verifi-cação de uma redução do referido conduto interno.

Na prática, verifica-se uma redução do conduto interno de 5 a100 mm para um elemento de conduto interno 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.

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 acordo com outras características vantajosas:

- os referidos primeiros ramos, interno e externo, das referidaspeças forjadas de revolução têm, sensivelmente, a mesma espessura, res-pectivamente, que os referidos condutos, interno e externo, nas suas extre-midades;

- o material isolante é um material microporoso ou nanoporoso,de um modo preferido um aerogel, que se apresenta, ainda de um modo pre-ferido, sob a forma de grãos com um diâmetro de 0,5 a 5 mm.

De um modo vantajoso, executam-se as referidas soldadurascom um dispositivo compreendendo uma cabeça de soldadura fixa, de ummodo preferido, na vertical por cima do referido elemento de condutos, e faz-se rodar o referido elemento de condutos sobre si próprio em torno do seueixo longitudinal XX', de um modo preferido, com o auxílio de rolos ou deviradores motorizados sobre os quais assenta o referido conduto externo.

Ainda de um modo vantajoso, executa-se a expansão com umreferido dispositivo de tração que compreende ou coopera com:

- meios de bloqueio do referido conduto interno, permitindo,desse modo, uma translação longitudinal do referido conduto interno em ex-pansão quando o dispositivo de tração é acionado, autorizando, se for casodisso, a rotação do referido conduto interno em torno do seu eixo longitudinalXX', e

- meios de bloqueio do referido conduto interno, impedindoqualquer movimento de translação longitudinal do referido conduto externo,e autorizando a sua rotação em torno do seu eixo longitudinal XX'.

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

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

- um primeiro corpo periférico fixo em relação ao solo, coope-rando com o referido primeiro dispositivo de bloqueio por intermédio de umaprimeira chumaceira que autoriza a rotação do 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 XX1 por guincho ou um macaco, ligado a um segundo dispositivo de blo-queio do referido conduto interno por compressão radial da parede internado referido conduto interno, disposto no interior do referido conduto interno,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 interno, 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 L3+L2, estando o referido conduto inter-no, inicialmente, retraída por um comprimento L3 relativamente ao condutoexterno, de modo a se poder efetuar a soldadura do 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 do referido conduto interno, 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 representa, em 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 executado por aquecimento do referido conduto internapor meio de três cartuchos de aquecimento eléctricos repartidos pelo referi-do conduto interno,

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 in-terno com base na tração da extremidade do referido conduto interno pormeio de um guincho e de um cabo ligado a um dispositivo de bloqueio insta-lado na proximidade da extremidade do referido conduto interno,

a figura 4A ilustra o modo de soldadura da peça forjada de ex-tremidade sobre o conduto interno 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 retração do conduto internopor simples arrefecimento, sendo o conjunto da PiP posto a rodar para seefetuar a 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 interno 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 interno 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 o referido conduto interno sujeito a uma traçãoapós soldadura sobre a referida peça de junção forjada de extremidade.

Nas figuras 1 a 5, representou-se um conduto 1 de tipo PiPconstituída por um conduto 1a externa e um conduto 1b interno 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 interno. 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 do re-ferido conduto 1b interno, e por uma parede 2i externa cilíndrica com umdiâmetro sensivelmente igual ao diâmetro externo da seção principal do refe-rido conduto 1a externo, e

• na direção axial longitudinal XX',

• do lado da referida peça de junção destinada a ser monta-da por soldadura na extremidade dos referidos condutos, externo e interno,de um referido elemento de condutos coaxiais, as referidas paredes 2i ex-terna e 22 interna da referida peça de junção formam, em seção longitudinal,uns primeiros ramos, respectivamente externo 3i e interno 32, sensivelmentecom a mesma espessura que os referidos condutos, externo 1a e interno 1b,nos quais estão destinados a ser montados, delimitando os primeiros ramos3^1 externo e interno (32) uma primeira cavidade 4i 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 5r e interno 52, que delimitamuma segunda cavidade anelar 61,

• sendo os fundos das referidas primeira 4i e segunda 61 ca-vidades espaçadas 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 6! a-nelar de uma primeira peça 2a de junção na extremidade a jusante de umprimeiro comprimento de PiP 1 desemboca sobre uma segunda cavidadeaneiar 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 XX', 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 do 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 sersoldados a partir do exterior dos referidos condutos externo 3i e interno 32.

Na figura 1B, os biséis 28 estão virados para o exterior na extremidade doreferido primeiro ramo externo e para o interior na extremidade do referidoprimeiro ramo interno, o que os torna aptos a serem soldados, respectiva-mente, a partir do exterior do referido conjunto para os referidos primeirosramos externos e a partir do interior do referido conduto interno para os refe-ridos primeiros ramos internos.

A formação das referidas primeira e segunda cavidades anela-res permite, 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 do outro da zona de soldadura é sen-sivelmente 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 seções principais doscondutos externas 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 PiP1 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 se-rem soldadas, unicamente ao nível da extremidade dos referidos segundosramos 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 frentedevidos 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 interno 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 do 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, a fabricação e montagem das referidas peças dejunção são relativamente fáceis e fiáveis no que refere-se 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, dois 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-vamente 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. O conduto 1b interno é soldado, em primeiro lugar, ao ramo 3iinterno da primeira peça de junção forjada de extremidade com um cordão1bi de soldadura executado a partir do exterior do conduto interno, comorepresentado na figura 1A. Em seguida, o invólucro 1a externo é inserido emtorno do conduto 1 b interno 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 do 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 desoldadura, porque os dois condutos estão em posição final coaxial com aextremidade do conduto externo que cobre a extremidade correspondentedo conduto interno por um comprimento L3. Na altura da colocação da referi-da segunda peça 2b forjada, é, então, necessário executar a soldadura dareferida segunda peça 2b forjada sobre o conduto 1 b interno com uma sol-dadura 1b2 executada a partir do interior do referido conduto interno, o que émuito delicado e necessita de meios complicados de controle, porque ossoldadores não têm uma visão direta do banho de soldadura devido à faltade espaço no interior do conduto. A soldadura da segunda peça 2b forjadasobre o invólucro 1a externo é executada de modo convencional em 1ai apartir do exterior.

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, interna e externa, 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 ao 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 afeta 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-quência. Em uma primeira etapa, o conduto interno e o invólucro externo sãosoldados à primeira peça forjada, como explicado anteriormente, relativa-mente à figura 1A. O conduto 1b interno, cuja segunda extremidade está,inicialmente, retraída por um comprimento L3 em relação à segunda extremi-dade correspondente do conduto externo, é, então, expandida 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 a que a referida segunda extremidade da referidoconduto interno ultrapasse a extremidade do invólucro externo por um com-primento L2, de modo a que a distância entre a referida extremidade do invó-lucro 1a externo e a correspondente do ramo externo da segunda peça 2bde junção forjada, ao nível da sua periferia, atinja um valor L=L^L1 suficien-te para permitir o acesso à tocha 9 de soldadura e aos equipamentos de sol-dadura convencionais para se efetuar uma soldadura 1 b, a partir do exterior,da extremidade do conduto interno com a extremidade do ramo 32 interno dapeça 2b forjada, quando as referidas extremidades são colocadas topo atopo. Depois da soldadura e das operações de controle, a expansão do con-duto interna é, então, reduzida e a segunda peça forjada torna a entrar emcontato com o invólucro externo para ser soldada de modo conhecido a par-tir do exterior em 1a1.

Na figura 3A, representou-se um primeiro modo de expansão doconduto interno constituído por um sistema de aquecimento do referido con-duto interno. 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 do referido condutointerno, repartidos de modo uniforme ou não ao longo da referido condutointerno. 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 3i 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 do referido conduto in-terno, sendo a referida soldadura 1ai efetuada de modo conhecido a partirdo exterior. Depois da soldadura e das operações de controle, o aquecimen-to é suprimido e, depois, o conduto interno, 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 1a-|.

Para se perceberem os desenhos com mais clareza, represen-tou-se uma manga que funciona como calibrador 5 posicionador da segundapeça 2b forjada sobre o conduto 1 a interno, 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 de gás ou óleo combustível, alimentado apartir de uma das extremidades, por exemplo a partir da segunda extremida-de da PiP, por um conduto 4a.

Na figura 3C, representou-se um modo de expansão com baseem uma tração mecânica do conduto interno efetuado 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 do referido conduto interno, emuma zona próxima da extremidade do referido conduto interno, 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 do 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 executado 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 fixo relativamente ao solo, rodando as referidas cabeças de soldadura emtorno do 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 1b interna, 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 internoretrai-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 1ai de soldadura circular a executar.

Na figura 4C, pormenorizou-se o dispositivo de acordo com a in-venção 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 XX',para a esquerda, ao mesmo tempo que autoriza a sua rotação em torno doreferido eixo XX1. A referida primeira chumaceira 11a é constituída, por e-xemplo, por um rolamento de rolos cruzados no interior de uma primeira ar-mação 11 ai 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 1binterna 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 maca-cos 13 hidráulicos para efetuar a expansão do conduto 1b interno, e permi-tindo, também, fazer rodar o remo, e, por conseguinte, utilizar uma cabeça 9de soldadura em posição fixa na vertical, por cima do conduto a soldar.

O primeiro corpo 11 periférico, a primeira chumaceira 11a e o adaptador 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 XX', o tirante 12 exerce, então, uma tração sobre o conduto internopor intermédio do mandril 6 autoblocante. Aumentando, progressivamente, apressão Ρ, o conduto 1 b interno expande-se até que o espaço entre as ex-tremidades do invólucro 1a externo e o ramo S1 externo da peça forjada atin-ja o valor L=L0 necessário para se efetuar a soldadura da peça 2b forjadasobre o conduto 1b interno, 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 interno sobre apeça 2b forjada termina, a pressão nos macacos é aliviada, o conduto inter-no, 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 mesmo modo.

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 XX' 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 interno seencontra à temperatura do fluido, a qual pode atingir 120-150°C, e mesmomais. Desse modo, quando se fabrica o remo de PiP, 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 no referidoconduto 1 b interno, porque esta última está bloqueada nas suas extremida-des ao nível das peças forjadas. Esta aplicação de compressão segundo oeixo XX' risca criar instabilidades de tipo deformação lateral no plano per-pendicular a XX', 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 interno e o invólucro 1a ex-terno em repouso, à mesma temperatura, ajusta-se o comprimento do con-duto interno de modo a 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 1b interno é, então, efetuado como indicado anteri-ormente, dado que o conduto interno está retraído. Quando a peça forjadaentra em contato com o invólucro 1a externo, o conduto interno apresenta,então, uma tração residual proporcional ao valor de e. Na prática, para umcomprimento de remo de 50 m, L1 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 levado 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 interno. 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 reduzido, 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 condutointerno 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 a 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 interno, 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 móveisOguias 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 utilizados.

A título de exemplo, um remo de tipo PiP com um comprimentode 50 m constituído por um conduto interno de 273,1 mm de diâmetro e com15, 88 mm de espessura, e um invólucro externo de 355,6 mm de diâmetro ecom 19,1 mm de espessura, necessita de uma força de tração de 329,5 to-neladas para conseguir um deslocamento da extremidade do conduto inter-no de forma a que L=100 mm, sendo 61,1% do deslocamento obtidos peloalongamento do conduto interno (em tração), e sendo 38,9% obtidos porcontração do invólucro externo (em compressão longitudinal).

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 interno, 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 interno inaceitável, enquanto permanece ainda aceitável pa-ra o invólucro externo.

Utilizando a expansão térmica do conduto interno, ou o que se-ria o mesmo mas seria muito mais complicado de executar, o arrefecimentocriogénico do invólucro externo, obtém-se uma expansão a temperaturasrelativamente baixas.

A título de exemplo, o mesmo conduto interno de 273,1 mm dediâmetro e com 15,88 mm de espessura sujeita 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 ÔT=120°C relativamente à água do mar, a PiP irá ser fabri-cada, de um rnodo 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 de 5T=60°C, e a uma tensão decompressão de 100,15 MPa quando o diferencial de temperatura é máximoδΤ=120°0. 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 a considerar valores de e adap-tados às condições de serviço e, por conseguinte, a fazer diminuir a tensãomáxima de compressão no conduto interior por uma percentagem adaptadaa cada um dos casos encontrados.

No caso em que o sistema de isolamento pré-instalado entre osdois condutos apresentam 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 espessos.

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 permitemencher integralmente de água o referido conduto interior e, depois, colocá-lasob pressão para obter o alongamento do referido conduto interior. A títulode exemplo, no caso da PiP pormenorizada anteriormente, a expansão devi-da apenas ao efeito de fundo do conduto interior para uma pressão de 30MPa (300 bar) é de cerca de 32,6 mm para um referido remo com um com-primento 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 refe-ridos packers para obter, no seio do conduto interior, um volume estanqueno qual se faz circular água quente, provindo a água quente, por exemplo,de um reservatório resistente ao calor, e mantido à temperatura desejada.

Desse modo, no início de ciclo, depois da instalação dos packers, o referidovolume é cheio de água já quente e é mantido com a temperatura pretendidapor simples circulação, sendo a injeção de calorias efetuada, de um modopreferido, no seio do reservatório resistente ao calor. No fim do ciclo, recupe-ra-se a água quente que se reenvia para o referido reservatório resistente aocalor, esperando o próximo ciclo. Este modo de aquecimento está, de ummodo vantajoso, acoplado a um modo de tração mecânica para atingir umnível de expansão mais elevado.

Claims (21)

1. Elemento de condutos (1) coaxiais compreendendo um con-duto (1b) interna e um conduto (1a) externo com um espaço (1d) anelar, deum modo preferido preenchido com um material (1e) de isolamento, e emcada extremidade uma peça de fecho estanque do referido espaço anelarconstituída, cada uma, por uma peça (2a, 2b) de junção de revolução forjadaconstituída, cada uma, por um só bloco, destinada à junção de dois referidoselementos de condutos (1) coaxiais topo a topo, comportando cada referidapeça (2a, 2b) de junção, pelo menos, dois primeiros ramos (3i, 32) de revo-lução, dos quais um primeiro ramo (32) de revolução interna soldado direta-mente a uma extremidade do referido conduto interno com um cordão (1bi)de soldadura circular e um primeiro ramo (3i) externo soldado diretamente àextremidade do referido conduto externo com um cordão (1a-i) de soldaduracircular, sendo os referidos primeiros ramos (32) internos de revolução maiscompridos, relativamente aos referidos primeiros ramos (3i) externos, porum comprimento L1 na direção longitudinal (XX1) do referido elemento decondutos coaxiais, sendo cada referida peça de junção em cada extremida-de do referido elemento de conduto destinado a ser montado, em um lado,às extremidade dos referidos condutos, externo e interno, do referido ele-mento de conduto coaxial, e do lado oposto, diretamente a uma outra referi-da peça de junção, ela própria montada por soldadura na extremidade de umoutro elemento unitário de conduto coaxial, caracterizado por todos os refe-ridos cordões (1ai, 1bi) de soldadura circulares serem assentes do lado ex-terior dos condutos externo e interno.

2. Elemento de condutos coaxiais de acordo com a reivindica-ção 1, caracterizado por o referido conduto (1b) interno estar sujeito aum esforço de tração exercido por cada referida peça de junção em cadaextremidade, quando o referido elemento de conduto coaxial está fora deserviço.

3. Elemento de condutos coaxiais de acordo com a reivindica-ção 2, caracterizado por o referido conduto (1b) interno ser sujeito a umatração correspondente a um esforço de tração inferior a 90%, de um modopreferido de 5 a 75% do limite elástico do aço que constitui o referido condu-to interno, quando o referido elemento de condutos coaxiais está fora deserviço.

4. Elemento de condutos coaxiais de acordo com uma das rei-vindicações 1 a 3, caracterizado por ser destinado à montagem de condutossubmarinos em aço e apresentando um comprimento de 10 a 100 m, de ummodo preferido de 20 a 50 m.

5. Elemento de condutos coaxiais de acordo com uma das rei-vindicações anteriores, caracterizado por os referidos primeiros ramos, inter-no (32) e externo (3i), das referidas peças (2a, 2b) forjadas de revolução te-rem, sensivelmente, a mesma espessura, respectivamente, que os referidoscondutos, interno (1b) e externo (1b), nas suas extremidades.

6. Elemento de condutos coaxiais de acordo com uma das rei-vindicações anteriores, caracterizado por o referido elemento de condutoscomportar, em cada extremidade, uma referida peça (2a, 2b) forjada delimi-tada do seguinte modo:• em uma direção radial relativamente a um eixo longitudinalXX1 de revolução da referida peça, é delimitada por uma parede (22) internacilíndrica sensivelmente com o mesmo diâmetro que o da seção principal doreferido conduto (1b) interno, e por uma parede (2^ externa cilíndrica comum diâmetro sensivelmente igual ao diâmetro externo da seção principal doreferido conduto (1a) externo, e• na direção axial longitudinal XX1,• do lado da referida peça de junção destinada a ser monta-da por soldadura na extremidade dos referidos condutos, externo e interno,de um referido elemento de condutos coaxiais, as referidas paredes (2-0 ex-terna e (22) interna da referida peça de junção formam, em seção longitudi-nal, uns primeiros ramos, respectivamente externo (3i) e interno (32), sensi-velmente com a mesma espessura que os referidos condutos, externo (1a) einterno (1b), nas quais estão destinados a ser montados, delimitando os pri-meiros ramos (3i) externo e interno (32) uma primeira cavidade (4i) 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 (20 e interna (22) formam, em seção longitudinal,uns segundos ramos, respectivamente externo (5i) e interno (52), que delimi-tam uma segunda cavidade anelar (60,sendo os fundos das referidas primeira (4i) e segunda (61)cavidades espaçados na referida direção longitudinal XX1, de modo a delimi-tar uma zona cheia da referida peça de junção na qual as referidas paredesexterna (3i) e interna (32) formam as faces externa e interna de uma mesmaparede cilíndrica.

7. Elemento de condutos coaxiais de acordo com uma das rei-vindicações 1 a 6, caracterizado por o material (1e) isolante ser um materialmicroporoso ou nanoporoso, de um modo preferido um aerogel, que se a-presenta, ainda de um modo preferido, sob a forma de grãos com um diâme-tro de 0,5 a 5 mm.

8. Elemento de condutos coaxiais de acordo com uma das rei-vindicações anteriores, caracterizado pora extremidade livre do referido segundo ramo (5i) externo a-presentar uma forma, de um modo preferido um bisel (18), que a torna apta a ser soldada, a partir do exterior do conduto, à extremidade livre de um ou-tro referido segundo ramo externo de uma outra peça de junção na qual estádestinada a ser montada, estando a referida outra peça de junção, ela pró-pria, montada na extremidade de um segundo referido elemento de conjuntode dois condutos coaxiais, e- a extremidade livre do referido segundo ramo (52) interno a-presentar uma forma que a destina a entrar em contato, sem ser soldada,com a extremidade livre de um outro referido segundo ramo interno de umaoutra referida peça de junção montada na extremidade de um referido se-gundo elemento de conjunto de condutos coaxiais, e- as extremidades livres dos referidos segundos ramo (5i) exter-no e ramo (5i) interno de uma mesma peça de junção chegarem sensivel-mente ao mesmo nível na referida direção longitudinal XX', 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 do referido conduto externo e, de um modopreferido, superior à espessura do referido segundo ramo interno da referidapeça de junção.

9. Conjunto de, pelo menos, dois condutos coaxiais constituídospor montagem de, pelo menos, dois elementos de condutos coaxiais comodefinido em uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender,pelo menos, dois referidos elementos de conjunto de condutos coaxiais co-mo definido em uma das reivindicações 1 a 8, compreendendo, cada um,pelo menos, em uma extremidade, uma referida peça de junção montada porsoldadura em uma peça de junção do outro referido elemento de conjunto decondutos coaxiais, estando as duas referidas peças de junção, de um modopreferido, soldadas uma à outra somente ao nível da extremidade dos referi-dos ramos (5i) externos, entrando as extremidades dos referidos dois ramos(52) internos não soldados em contato uma com a outra na altura da monta-gem das duas referidas peças de junção, de modo a que as referidas se-gundas cavidades (61) internas não sejam estanques face ao interior da refe-rida parede interna e do referido conduto interno.

10. Processo de fabricação de um elemento de condutos (1) co-axiais 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 (30 externo, estando aextremidade cilíndrica do referido primeiro ramo (3i) externo retraída por umcomprimento U relativamente à extremidade cilíndrica do referido primeiroramo (32) interno, processo no qual se efetuam as etapas sucessivas seguin-tes, nas quais:1/ se solda a extremidade cilíndrica do referido primeiro ramo(32) interno de uma primeira peça (2a) de junção, com uma primeira extremi-dade do referido conduto (1b) interno não coberta pelo conduto (1a) externo,sendo a soldadura executada a partir do exterior do referido conduto interno,e- 2/ se desloca o referido conduto (1a) externo de um modo coa-xial em torno do referido conduto interno, de modo a que uma primeira ex-tremidade do referido conduto externo se encoste topo a topo à extremidadecorrespondente do primeiro ramo (3i) externo da referida primeira peça dejunção, estando a segunda extremidade do referido conduto interno retraídorelativamente à segunda extremidade correspondente do referido condutoexterna por um comprimento L3, pelo menos igual a L1l e- 3/ se solda a extremidade do referido primeiro ramo (30 externoda referida primeira peça (2a) de junção forjada com a extremidade do refe-rido conduto (1a) externo, a partir do exterior do referido conduto externo,processo caracterizado por se executarem as etapas posterioressucessivas, nas quais:- 4/ se expande, de modo reversível, na direção longitudinal axial(XX1), a referida segunda extremidade do referido conduto (1b) interno, demodo a que esta ultrapasse, por um comprimento L2, a referida segunda ex-tremidade correspondente do referido conduto (1a) externo, e- 5/ se solda, a partir do exterior do referido conduto (1b) interno,a extremidade do primeiro ramo (32) interno de uma segunda referida peça(2b) forjada com a referida segunda extremidade do referido condutoa (1b)interno em posição expandida, e- 6/ se reduz, pelo menos parcialmente, a expansão do referidoconduto interno até que a referida segunda extremidade do referido primeiroramo (30 externo da referida segunda peça (2b) forjada se encoste topo atopo à referida segunda extremidade do referido conduto (1a) externo, e- 7/ se solde, a partir do exterior do referido conduto externo, aextremidade do referido primeiro ramo (30 externo da referida segunda peça(2b) forjada com a referida segunda extremidade do referido conduto externo.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por:- na etapa 2/, a referida segunda extremidade do conduto (1a)externo, do lado destinado a ser unido à referida segunda peça (2b) de jun-ção forjada, ser ajustada de modo a ultrapassar a referida segunda extremi-dade correspondente do conduto interno por um comprimento L3=l_i+e, e- na etapa 4/, se executar uma expansão do referido conduto in-terno por um comprimento L2 superior ou igual a U+e pelo que, na etapa 6/,se reduz parcialmente a referida expansão e, no final da soldadura da etapa-7/, o referido conduto (1b) interno se encontrar sujeita a uma tração corres-pondente a um alongamento residual inferior ou igual a e.

12. Processo de uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizadopor, na etapa 4/, se executar a expansão do referido conduto interno por a-quecimento da mesma, de um modo preferido, com o auxílio de dispositivos(3, 4) de aquecimento que são introduzidos e, de um modo preferido, quesão deslocados no interior do referido conduto interno e são ativados de mo-do uniforme ou não aparelho longo do referido conduto interno, no interior domesmo.

13. Processo de acordo com uma das reivindicações 10 a 12,caracterizado por, na etapa 4/, se executar a referida expansão por traçãolongitudinal (XX1) mecânica do referido conduto interno com o auxílio de umdispositivo (8, 13) de tração compreendendo um guincho (8) ou um macaco(13) colocado no exterior do referido conduto interno.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopor, na etapa 4/, a referida expansão ser feita por tração longitudinal do refe-rido conduto interno e compressão longitudinal simultânea do referido condu-to externo ao nível das suas referidas segundas extremidades.

15. Processo de acordo com uma das reivindicações 10 a 14,caracterizado por se executar a referida soldadura com um dispositivo com-preendendo uma cabeça (9) de soldadura fixa, de um modo preferido, navertical por cima do referido elemento (1) de condutos, e se fazer rodar oreferido elemento (1) de condutos sobre si próprio em torno do seu eixo lon-gitudinal (XX1).

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopor o referido dispositivo (8, 13) de tração compreender ou cooperar com:- meios (6-6a-6b) de bloqueio do referido conduto interno, permi-tindo, desse modo, uma translação longitudinal do referido conduto internoem expansão quando o dispositivo de tração é acionado, e autorizando, sefor caso disso, a rotação do referido conduto interno em torno do seu eixolongitudinal (XX1), e- meios (11a-11b, 11) de bloqueio do referido conduto interno,impedindo qualquer movimento de translação longitudinal do referido condu-to externo, e autorizando a sua rotação em torno do seu eixo longitudinal(XX1).

17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopor os referidos meios de bloqueio do conduto externo compreenderem:- um primeiro dispositivo (11b) de bloqueio por compressão ra-dial disposto fixamente em torno do referido conduto externo, tal como umadaptador 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 do referido condu-to externo segundo o seu eixo longitudinal (XX')·

18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopor a referida primeira chumaceira (11a) compreender rolamentos (11c) derolos cruzados, em uma e entre uma armação (11a2) interior solidária com oreferido adaptador (11b), e uma armação (11ai) exterior solidária com o refe-rido primeiro corpo (11) periférico fixo.

19. Processo de acordo com uma das reivindicações 16 a 18,caracterizado por o referido dispositivo de tração compreender ou cooperarcom, pelo menos, um tirante (12c), constituído por um cabo ou uma hasterígida, apto a ser deslocado em translação longitudinal (XX1) por guincho (8)ou um macaco (13), ligado a um segundo dispositivo (6-6a-6b) de bloqueiodo referido conduto interno por compressão radial da parede interna (22) doreferido conduto interno, disposto no interior do referido conduto interno, talcomo um mandril autoblocante.

20. Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopor o referido dispositivo de tração compreender, pelo menos, dois macacos(13) diametralmente opostos, de um modo preferido, pelo menos quatro ma-cacos (13), regularmente repartidos de um modo circular, cujos pistões (13a)solidários com hastes (13b) se encostam (13c) ao referido primeiro corpo(11) periférico fixo, suporte da referida primeira chumaceira (11a), estandoos referidos macacos ligados ao referido tirante (12c) por intermédio de umasegunda chumaceira (12a), constituída, de um modo preferido, por um rola-mento de rolos cruzados, comportando um segundo corpo periférico fixo re-lativamente ao solo (12) que suporta os referidos macacos (13), apto a coo-perar 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 umatração sobre o conduto interno, ao mesmo tempo que autoriza a rotação doreferido elemento de condutos em torno do seu eixo longitudinal (XX'), per-manecendo os referidos, primeiro e segundo, corpos (11, 12) periféricos,bem como as hastes (13b) dos macacos (13), fixos relativamente ao solo,autorizando, desse modo, a utilização de uma cabeça (9) de soldadura fixa.

21. Processo de acordo com uma das reivindicações 10 a 20,caracterizado por se executar a fabricação de um elemento de condutos co-axiais como definido em uma das reivindicações 1 a 8.