PT1595015E

PT1595015E - Cabo para aplicações de levantamento de cargas pesadas

Info

Publication number: PT1595015E
Application number: PT03759719T
Authority: PT
Inventors: Robert B Knudsen; Forrest E Sloan
Original assignee: Kuraray Co; Puget Sound Rope
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2010-08-17
Also published as: WO2004035896A1; EP1595015B1; DK1595015T3; NO20052336L; DE60333235D1; CA2499422C; EP1595015A4; AU2003275441B2; ATE472626T1; AU2003275441A1; EP1595015A1; CA2499422A1; NZ538888A; NO20052336D0; NO326116B1; US20040069132A1; MXPA05003968A; US6945153B2

Description

DESCRIÇÃO

Cabo para aplicações de levantamento de cargas pesadas

Campo do invento É revelado um cabo para aplicações de levantamento de cargas pesadas, tais como aplicações marítimas, oceanográficas, petrolíferas e gás offshore, sísmicas e industrial.

Enguadramento do invento

Em aplicações de levantamento de cargas pesadas, tais como aplicações marítimas, oceanográficas, petrolíferas e gás offshore, sísmicas e industrial, um cabo Standard é feito a partir de filamentos de polietileno de alta densidade (HMPE) , tais como os disponíveis comercialmente sob o nome comercial SPECTRA®, da Honeywell Performance Fibers, de Colonial Heights, Virgínia, e DYNEEMA®, , feitos pela DSN NV de Heerlen, Holanda e Toyobo Company Ltd. de Osaka, Japão. Estes cabos são feitos em cabos entrançados ou cabos torcidos. Ver, por exemplo, as Patentes dos EUA n°s 5,901,632 e 5,931,076. Nelas revela-se uma construção de cabo entrançado no qual os filamentos são torcidos para formar um fio torcido, os fios torcidos são entrançados para formar um cordão entrançado, e os cordões entrançados são então entrançados para formar o cabo entrançado. O tipo de danos que conduz à falha destes cabos está muito dependente das condições de trabalho, da construção do cabo, mas, mais importante ainda, do tipo de fibras usadas para fabricar o cabo. Quando cabos de grande diâmetro, com 1 capacidade, são sujeitos a tracção num tambor, roldana ou roda, tal como ocorre durante o levantamento de cargas pesadas, por exemplo para baixar e levantar volumes do leito do mar, observam-se normalmente dois mecanismos de dano. 0 primeiro mecanismo de dano é o calor devido ao atrito, e que é gerado no interior do cabo. Este calor pode ser provocado pelos elementos do cabo que raspam um no outro, assim como o cabo que raspa no tambor, roldana ou roda. Este calor gerado pode ser suficientemente elevado para provocar uma falha catastrófica do cabo. Este problema é particularmente evidente quando o material de fibra perde uma quantidade substancial de resistência (ou torna-se susceptível de ruptura por deformação), quando aquece acima da temperatura ambiente. Por exemplo, as fibras de HMPE apresentam este tipo de falha; as fibras de HMPE, no entanto, apresentam a menor quantidade de abrasão devido ao contacto entre fibras. 0 segundo mecanismo de dano observado durante a passagem cíclica dos cabos por cima da roda é a auto-abrasão ou a abrasão devido ao contacto entre fibras (isto é, as fibras do cabo raspando umas nas outras) . Este tipo de danos observa-se mais em cabos feitos em fibras de polímero com cristal liquido (LCP) . Por exemplo, sabe-se que as aramidas são um material pobre para a utilização geral de cabos, devido à auto-abrasão; as fibras de aramida, no entanto, não são normalmente susceptíveis de ruptura por deformação.

Nos estudos que conduziram ao presente invento, descobriu-se que a ocorrência principal de abrasão prejudicial era a intersecção entre os sub-cabos (ou cordões). Só foi observado um pequeno dano no interior dos sub-cabos. Assim, foi investigada uma forma de reduzir a abrasão entre os sub-cabos. 2

Na técnica anterior, o revestimento dos sub-cabos é um processo conhecido para reduzir a abrasão entre os sub-cabos. 0 revestimento refere-se à colocação de um material (por exemplo, um tecido tecido ou entrançado) sobre o sub-cabo, de modo que o revestimento é sacrificado para salvar o sub-cabo. Estes revestimentos, no entanto, aumentam o diâmetro total, o peso e o custo do cabo sem qualquer aumento apreciável na resistência do cabo. Um tamanho maior é obviamente indesejável, uma vez que exigiria maiores tambores, roldanas ou rodas para lidar com o cabo revestido. Para além disso, os revestimentos do cabo dificultam a inspecção visual das fibras da alma do cabo, porque o revestimento tapa as fibras da alma. Assim, embora esta solução fosse viável, foi considerada insatisfatória.

Assim, é necessária uma nova solução de cabo, uma na qual os sub-cabos não sejam revestidos e que poderia ser usada em aplicações de levantamento de cargas pesadas ou amarrações, tendo um risco de falha reduzido. Esta solução de cabo teria de ser resistente à ruptura por deformação (ao contrário de um cabo feita totalmente em HMPE) e também resistente à auto-abrasão (ao contrário de um cabo feita totalmente em LCP).

São conhecidos os cabos com um pequeno diâmetro (isto é, diâmetros menores ou iguais a 34 mm) feitos a partir de misturas de filamentos de HMPE e filamentos de polímero de cristal líquido seleccionados de entre o grupo dos filamentos de polímero liotrópico e termotrópico. A New England Ropes de Fali River MA, disponibiliza um cabo entrançado duplo de elevado desempenho (STA-SET T-900), consistindo num alma com uma mistura de filamentos SPECTRA® e filamentos TECHNORA® dentro de um revestimento de poliéster entrançado, tendo diâmetros até 34 mm. A Sampson Ropes Technologies de Ferndale, WA, disponibiliza dois cabos de regatas de veleiros: a VALIDATOR 3 SK, uma construção de entrançado duplo tendo uma alma misturada, revestida a uretano, de filamentos VECTRAN® e filamentos DYNEEMA® dentro de um revestimento em poliéster entrançado com diâmetros até 17 mm; e a LIGHTNING ROPE, uma construção de entrançado simples com doze cordões tendo um revestimento de uretano e feito a partir de uma mistura de filamentos DYNEEMA® e filamentos VECTRAN® com diâmetros até cerca de 16 mm. A Gottifredi Maffioli S.p.A. de Novara, Itália, disponibiliza ostagas (DZ) de elevado desempenho, feitas numa construção de entrançado duplo tendo um entrançado compósito feito de filamentos ZYLON® e filamentos DYNEEMA® dentro de um revestimento com diâmetros até 22 mm.

Nestes cabos com diâmetro pequeno, o motivo para misturar fibras de HMPE e LCP é o de reduzir o alongamento com deformação, e não p de melhorar a resistência à fadiga a elevadas temperaturas. Por exemplo, os cabos de veleiros citados acima são usados em ostagas nas quais a estabilidade dimensional (deformação baixa a nula) é critica para o posicionamento consistente das velas. Os cabos em HMPE são usados vulgarmente em pequenos cabos de veleiros, no entanto, para a aplicação da ostaga, a deformação de fibras em 100% de HMPE é considerada proibitiva. A mistura de fibras de HMPE com fibras de LCP reduz bastante o alongamento com deformação no produto. A redução do alongamento com deformação na alma destes produtos com alma / revestimento evita também que a alma se agrupe após o alongamento relativamente ao revestimento. A mistura de fibras de LCP com baixa deformação com as fibras de HMPE de baixo custo reduz também o custo de fabrico destes produtos.

Além disso, todos estes modelos de cabo misturado com pequeno diâmetro teriam grandes limitações se escaladas para 4

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Cabo (10) para aplicações de levantamento de cargas pesadas e de amarração compreendendo: uma construção de cabo seleccionada do grupo consistindo em cabos entrançados, cabos com camadas de fios ou cabos com almas paralelas, a dita construção tendo um diâmetro superior a 40 mm, caracterizado por ser feito numa mistura de filamentos de HMPE e de segundos filamentos de elevada resistência seleccionados do grupo de filamentos de polímero liotrópico e filamentos de polímero termotrópico.
2. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda um revestimento para estanqueidade à agua e lubrificação do dito cabo.
3. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 2, no qual o dito revestimento é um produto à base de betume.
4. Cabo 10 de acordo com a reivindicação 1, no qual a mistura compreende 40:60 a 60:40 de filamentos de HMPE e segundos filamentos de elevada resistência.
5. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 1, no qual os ditos diâmetros são superiores a duas polegadas (50mm).
6. Cabo entrançado de grande diâmetro (10) compreendendo: 1 uma pluralidade de primeiros filamentos (16) e uma pluralidade de segundos filamentos (18), os ditos primeiros filamentos (16) e os ditos segundos filamentos (18) sendo torcidos em conjunto para formar um fio torcido (14), uma pluralidade de fios torcidos sendo entrançados em conjunto para formar um cordão entrançado (12),e uma pluralidade de cordões entrançados (12) sendo entrançados em conjunto para formar o dito cabo entrançado de grande diâmetro (10), caracterizado por os ditos primeiros filamentos (16) serem filamentos de HMPE e os segundos filamentos (18) serem escolhidos de entre o grupo consistindo em filamentos de polímero liotrópico e filamentos de polímero termotrópico.
7. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 6, tendo um diâmetro superior ou igual a 50 mm.
8. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 6, não tendo revestimento nos ditos cordões.
9. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 6, no qual a dita pluralidade de fios torcidos (19) compreende entre 6-14 fios torcidos.
10. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 9, no qual a dita pluralidade de fios torcidos (14) compreende 8 -12 fios torcidos. 2
11. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 6, no qual a dita pluralidade de cabos entrançadas (12) compreende 6 a 14 cordões.
12. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 11, no qual a dita pluralidade de cordões entrançados (12) compreende 8-12 cordões.
13. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 6, compreendendo ainda um revestimento para estanqueidade à agua e lubrificação do dito cabo.
14. Cabo (10) de acordo com a reivindicação 13, no qual o dito elemento de estanqueidade é um produto à base de betume.
15. Processo para melhorar a durabilidade de um cabo (10) numa roda, roldana ou tambor, compreendendo os passos de: proporcionar um cabo (10) tendo 40 a 60% em volume de filamentos de HMPE e 40 - 60% em volume de um filamento de polímero de cristal líquido seleccionado do grupo consistindo em filamentos de polímero liotrópico e filamentos de polimento termotrópico.
16. Processo de acordo com a reivindicação 15, no qual o dito cabo (10) é um cabo de grande diâmetro no qual os ditos filamentos de HMPE (16) e os ditos outros 3 filamentos (18) são torcidos em conjunto para formar um fio torcido (14), uma pluralidade de fios torcidos (19) sendo entrançados em conjunto para formar um cordão entrançado (12), e uma pluralidade de cordões entrançados (12) sendo entrançados em conjunto para formar o dito cabo entrançado de grande diâmetro (10) .
17. Processo de acordo com a reivindicação 16, no qual o dito cabo (10) tem um diâmetro superior ou igual a 40 mm.
18. Processo de acordo com a reivindicação 16, no qual o dito cabo (10) é um cabo entrançado de 12 x 12.
19. Processo de acordo com a reivindicação 16, na qual o dito cabo tem um revestimento para estanqueidade à água e lubrificação do dito cabo. Lisboa, 9, de Agosto de 2010. 4 RESUMO Cabo para aplicações de levantamento de cargas pesadas É revelado um cabo de grande diâmetro (10) tendo uma melhor resistência à fadiga em rodas, roldanas ou tambores. Este cabo inclui uma mistura de filamentos de HMPE (16) e filamentos de polímero de cristal líquido (18) escolhidos de entre o grupo de filamentos de polímero liotrópico e filamentos de polímero termotrópico. O cabo pode ser construído como um cabo entrançado, um cabo de camadas de fios, ou um cabo de almas paralelas.

1 1/2 Λ

2/2