WO2015169976A1 - Disposición de refuerzo para uniones de cables submarinos - Google Patents

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WO2015169976A1
WO2015169976A1 PCT/ES2014/070384 ES2014070384W WO2015169976A1 WO 2015169976 A1 WO2015169976 A1 WO 2015169976A1 ES 2014070384 W ES2014070384 W ES 2014070384W WO 2015169976 A1 WO2015169976 A1 WO 2015169976A1
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cable
fibers
reinforcement arrangement
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reinforced
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PCT/ES2014/070384
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Enric GUIX DÍAZ
Daniel ISUS FEU
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Grupo General Cable Sistemas, S.L.U.
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Priority to US15/113,623 priority patent/US10032541B2/en
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    • H01B7/14—Submarine cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0036—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00—Cable fittings
    • H02G15/007—Devices for relieving mechanical stress
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G15/182—Cable junctions protected by sleeves, e.g. for communication cable held in expanded condition in radial direction prior to installation

Definitions

  • One of the objectives of the present invention refers to a reinforcement arrangement used in submarine cable connections with a novel design that provides the connections between two cable ends with high resistance and plasticity against the mechanical stresses or pressures to which these cables are commonly subjected in the environments in which they are arranged.
  • Another object of the invention is a method or method by which the present reinforcement arrangement is applied to the connections of the submarine cables. Field of application of the invention.
  • the scope of the invention is framed within the sector of submarine conductive cables intended for the transport of electrical energy, and especially in the field of protection elements used to protect the joints of said cables arranged on the seabed.
  • the existence of different types of devices such as connectors, hermetic plugs, housings, and frames, and methods that are used to reinforce and protect the connections of submarine cables are known in the state of the art.
  • the shield layer includes at least one section of heavy armor that includes at least one layer of heavy metal wires, and a Light armor section, comprising ends, presenting a transition region where both sections are joined so that the rigidity and flexibility of the cable can be controlled.
  • the recommended invention relates to a reinforcement arrangement used in the union of two submarine cable ends, said cables including a copper or aluminum conductor core with one or more polymeric and metallic layers constituting insulations, screens and covers, where said cores they are joined by known methods, the reinforcement arrangement consisting of a body that is arranged radially on the cable junction zone and on the adjacent area of the outer sheath or cable sheath, the body being formed by a material reinforced with high fibers mechanical resistance, attached to the outer part of the cable by means of a mechanical fixing element, so that the cable junction zone supports a breaking load value in a range between 96% and 100% of the load value of cable break without union.
  • Said body gives the union or joint between both cables a high resistance and plasticity, suitable to resist the mechanical stresses or pressures to which these joints are subjected in the environments in which they are arranged.
  • the reinforcement arrangement may comprise more than two bodies formed by said material reinforced with high mechanical strength fibers, these bodies being arranged concentrically in a radial direction.
  • the body can define a structure chosen from half rods, braided mesh, longitudinal fibers, or a combination of the above. These arrangements are suitable to guarantee resistance to the high mechanical stresses to which said joints are subjected.
  • the high mechanical strength fibers used in the shaping of the body are chosen from the group consisting of carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, metal fibers, gafrene fibers, and synthetic fibers, where the body reinforced with said fibers will comprise additionally a resin formed by a polymeric matrix, fillers and additives, which will be necessary to form said body.
  • the fibers may be arranged in the body of the reinforcement device in the same direction or in different directions, which will be a function of the mechanical resistance values that are desired to be obtained and the tension values that the reinforcement arrangement of the reinforcement of the invention.
  • the body of the reinforcement arrangement of the invention will be formed by a plurality of sheets of a material reinforced with fibers of high mechanical strength, where the direction of the fibers between each sheet can be arranged alternately or not in different directions, thereby increasing the mechanical strength of the arrangement.
  • the plurality of sheets may decrease their length in the axial direction of the cable as they are arranged in radial direction, comprising a last upper sheet covering all the lower sheets.
  • the body of the reinforcement arrangement will have a thickness defined by its outer diameter that varies between 0.5 nun and 20 mm thick, which guarantees a lower weight to the reinforcement structure and therefore easy handling at the time of its arrangement in the workplace.
  • the mechanical fixing element used to join the body to the outer part of the cable through the joining area is a structural adhesive.
  • the body of the reinforcement arrangement of the invention comprises a structure in the form of half rods where each half rods comprises a plurality of sheets of carbon fibers arranged together so that the direction of the carbon fibers between sheets they are alternated in different directions, said sections being radially outer and facing each other over the cable junction zone, said half reeds joining each other and to the cable by means of a structural adhesive, so that the cable junction zone is adapted to withstand a breaking load value of more than 100% of the breaking load value of the cable without joint.
  • each half rods comprises a plurality of sheets of carbon fibers arranged together so that the direction of the carbon fibers between sheets they are alternated in different directions, said sections being radially outer and facing each other over the cable junction zone, said half reeds joining each other and to the cable by means of a structural adhesive, so that the cable junction zone is adapted to withstand a breaking load value of more than 100% of the breaking load value of the cable without joint.
  • the reinforcement arrangement of the invention can be accompanied by other reinforcement elements such as bushings, reinforcements, or meshes, arranged radially on the body so as to exert additional pressure on the reinforcement arrangement and enable an increase in strength. of the structure.
  • other reinforcement elements such as bushings, reinforcements, or meshes, arranged radially on the body so as to exert additional pressure on the reinforcement arrangement and enable an increase in strength. of the structure.
  • a method for the application of a reinforcement arrangement in the union of two ends of conductive cables each including a copper or aluminum conductor core with one or more polymeric layers and Metals that constitute insulation, screens and covers.
  • the method includes the steps of preparation of the surface of the cable to be reinforced, and of preparation and application of a body formed by at least one sheet of a material reinforced with fibers of high mechanical strength.
  • the first stage of preparation of the surface of the cable to be reinforced includes the operations of: sanding the surface of the cable, pneumatic cleaning, flaming the surface, and applying a polarizing agent on said surface.
  • the stage of preparation and application of the body formed by at least one sheet of a material reinforced with fibers of high mechanical resistance includes the following steps:
  • a) - conformation of the body comprising at least one sheet of the material reinforced with fibers of high mechanical resistance where said structure is chosen from: half rods, braided mesh, longitudinal fibers, or a combination of the above.
  • the method for applying the reinforcement arrangement may comprise the application of heat shrink tapes and heat treatments at temperatures between 50 ° and 500 ° celcius, which confers a high resistance and impermeability to the reinforcement arrangement.
  • Figure 1 is a plan view of the reinforcement arrangement of the invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view of an embodiment of the arrangement of the invention.
  • Figure 3 is a sectional view according to the direction BB 'of Figure 1, where an embodiment of the invention is illustrated in which the reinforcement arrangement comprises the body having a half-round shape.
  • Figure 4 is a sectional view where an embodiment of the invention is illustrated in which two bodies in the form of radially arranged half rods are shown.
  • Figure 5 is a sectional view of an embodiment of the invention where the body is constituted by a plurality of sheets reinforced with fibers of high mechanical strength.
  • Figure 6 illustrates a variant of the arrangement of the sheets reinforced with fibers of high mechanical resistance.
  • Figure 7 is a sectional view showing another embodiment of the invention where the plurality of sheets are arranged according to an arrangement where said sheets decrease their length in the axial direction of the cable as they are arranged in radial direction .
  • the recommended invention refers to a reinforcement arrangement (10) applicable to submarine conductive cable junctions, where the cable includes a conductive core (11.11 ') of copper or aluminum with one or more polymeric and metallic layers (12,12 ') that constitute insulations, screens and covers, where the connections between the conductive cores are made by known methods, such as welding.
  • the arrangement comprises a body (14) that is arranged radially on the cable junction zone and on the adjacent area of the outer sheath or cable sheath.
  • the body (14) is formed by a material reinforced with high mechanical resistance fibers, connected to the outside of the cable by means of a mechanical fixing element.
  • the reinforcement arrangement gives the cable splice a reinforcement with a high strength, able to withstand the high mechanical stresses, pressures and forces to which said cables are normally subjected in the environment or environment in which they are arranged, and in turn, said reinforcement has a lightness and plasticity such that it facilitates the manipulation of these joints during the work of placing them on the seabed. More specifically, the arrangement allows the cable junction zone to withstand a breaking load value in a range between 96% and 100% of the cable breaking load value without the joint.
  • the body (14) of the reinforcement arrangement (10) can define a structure chosen from half-round, braided mesh, longitudinal fibers, or a combination of the above.
  • Figure 3 shows the embodiment when the body comprises a half-round structure (14 ', 14' ').
  • the recommended reinforcement arrangement may comprise more than two bodies (14,15) formed by a material reinforced with fibers of high mechanical strength, said bodies being arranged concentrically in a radial direction Specifically in Figure 4 the embodiment of the invention is illustrated when both bodies (14,15) have a half-round configuration.
  • bodies may present different configurations and being able to combine to achieve a reinforcement arrangement that allows high mechanical stresses to be supported in the joining area.
  • the union of the body (14) to the zone of union of the cables and between the different bodies (14,15) is carried out by means of the use of a mechanical fixing element, preferably a structural adhesive.
  • the body (14) reinforced with high strength fibers may comprise the fibers arranged in the same direction or in different directions.
  • the body (14) can comprise a plurality of sheets (16) reinforced with fibers of high mechanical strength, where the sheets can be arranged between them. so that the direction of the fibers between sheets is alternated or not in different directions, as shown in Figure 6.
  • an inner sheet (17) covering the cable junction zone a plurality, is defined of intermediate sheets (18) and an outer sheet (19) covering the inner sheets.
  • This distribution gives the reinforcement arrangement a high resistance to mechanical stresses and stresses, and therefore, the area of connection of conductive cables (11.11 ') is reinforced, and the cable with the reinforcement arrangement is adapted to withstand a breaking load value in a range of between 96% and 100% of the cable breaking load value without the joint.
  • the plurality of sheets (16) can be arranged according to an arrangement where said sheets decrease their length in the axial direction of the cable as they are arranged in radial direction, comprising a last upper sheet (19) covering all the lower ones.
  • connection of the cables is conferred a reinforcement with a high strength, capable of withstanding the high mechanical stresses, pressures and forces to which said cables are subjected in the environment or environment in which they are arranged.
  • a light reinforcement of small dimension is configured, with a thickness that can vary between 0.5 mm and 20 mm, and with a plasticity that facilitates the manipulation of these joints during placement work of them on the seabed.

Landscapes

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Abstract

La invención comprende una disposición de refuerzo empleada en uniones de cables submarinos consistiendo en un cuerpo formado por un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica que se dispone radialmente sobre la zona de unión del cable y sobre el área adyacente del recubrimiento externo del cable, siendo unido a la parte exterior de dicho cable mediante un elemento de fijación mecánica. La invención se aplica como elementos de protección destinados a proteger las uniones de los cables submarinos destinados al transporte de energía eléctrica y dispuestos sobre el lecho marino, proporcionándole a dicha uniones una alta resistencia y plasticidad haciéndolas adecuados para resistir los altos esfuerzos mecánicos y tensiones que deben soportar en los ambientes marinos. Adicionalmente la invención comprende un método mediante el cual se aplica la disposición de refuerzo a las uniones de dos cables submarinos.

Description

"DISPOSICION DE REFUERZO PARA UNIONES DE CABLES
SUBMARINOS"
- Memoria descriptiva -
Objeto de la invención.
Uno de los objetivos de la presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una disposición de refuerzo empleada en las uniones de cables submarinos con un diseño novedoso que proporciona a las uniones entre dos extremos de cables una alta resistencia y plasticidad contra los esfuerzos mecánicos o presiones a que se someten comúnmente dichos cables en loa ambientes en que se disponen.
Otro objetivo de la invención es un método o procedimiento mediante el cual se aplica la presente disposición de refuerzo a las uniones de los cables submarinos . Campo de aplicación de la invención.
El campo de aplicación de la invención se enmarca dentro del sector de los cables conductores submarinos destinados al transporte de energía eléctrica, y especialmente en el ámbito de los elementos de protección empleados para proteger las uniones de dichos cables dispuestas sobre el lecho marino.
Antecedentes de la invención.
Es conocido que para la instalación de grandes longitudes de cables conductores submarinos se requiere la unión de tramos menos extensos de dichos cables, lo cual conlleva necesariamente a la existencia de uniones o empalmes entre los citados tramos. Los empalmes generados deben quedar protegidos para poder soportar las condiciones ambientales en aguas profundas, que implican altos esfuerzos mecánicos, y evitar asi que ocurra una rotura en dichos puntos de unión.
En este sentido se conocen en el estado de la técnica la existencia de diferentes tipos de dispositivos, tales como conectores, enchufes herméticos, carcasas, y armazones, y métodos que se emplean para reforzar y proteger las uniones de los cables submarinos. De la patente US4644097 se conoce un cable submarino de alimentación blindado, donde el blindaje rodea exteriormente a uniones de núcleos de cables, la capa de blindaje incluye al menos una sección de armadura pesada que incluye al menos una capa de alambres metálicos pesados, y una sección de armadura ligera, que comprende unos extremos, presentando una región de transición donde se unen ambas secciones de manera que se pueda controlar la rigidez y la flexibilidad del cable.
Otros dispositivos disponibles en el mercado comprenden asimismo armaduras que emplean casquillos de cobre para asegurar el empalme entre los núcleos de los cables .
Estos dispositivos presentan la desventaja de que incrementan tanto el diámetro de la sección transversal, como el peso de los empalmes, por lo general presentan poca resistencia a las tensiones mecánicas y por consiguiente tienden a la rotura de sus estructuras, y en la mayoría de los casos requieren un alto coste de fabricación . Estos inconvenientes quedan superados con la disposición de refuerzo para uniones de cables submarinos de la presente invención, la cual se realiza empleando un cuerpo dispuesto en la zona de unión del cable, sirviendo de aislamiento y refuerzo de gran seguridad y altamente resistente a las tensiones mecánicas, que no se rompen, y que permite a su vez el aligeramiento del peso del cable en las uniones o empalmes, presentando una fuerte resistencia a la corrosión y a la fatiga, y permitiendo reducir el coste en los dispositivos que comúnmente se emplean para el refuerzo de este tipo de uniones.
Descripción de la invención.
La invención preconizada se refiere a una disposición de refuerzo empleada en la unión de dos extremos de cable submarino, incluyendo dichos cables un núcleo conductor de cobre o aluminio con una o más capas poliméricas y metálicas que constituyen aislamientos, pantallas y cubiertas, donde dichos núcleos se unen por métodos conocidos, consistiendo la disposición de refuerzo en un cuerpo que se dispone radialmente sobre la zona de unión del cable y sobre el área adyacente del recubrimiento externo o cubierta del cable, estando formado el cuerpo por un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica, unido a la parte exterior del cable mediante un elemento de fijación mecánica, de manera que la zona de unión del cable soporta un valor de carga de rotura en un rango de entre el 96% y el 100 % del valor de carga de rotura del cable sin unión. Dicho cuerpo le concede a la unión o empalme entre ambos cables una alta resistencia y plasticidad, adecuados para resistir los esfuerzos mecánicos o presiones a los que se someten estas uniones en los ambientes en que se disponen.
La disposición de refuerzo puede comprender más de dos cuerpos formados por dicho material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica, disponiéndose estos cuerpos de manera concéntrica en una dirección radial.
El cuerpo puede definir una estructura escogida de entre medias cañas, malla trenzada, fibras longitudinales, o una combinación de las anteriores. Estas disposiciones son adecuadas para garantizar la resistencia a los altos esfuerzos mecánicos a que son sometidas dichas uniones.
Las fibras de alta resistencia mecánica empleadas en la conformación del cuerpo se escogen dentro del grupo formado por fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras metálicas, fibras de gafreno, y fibras sintéticas, donde el cuerpo reforzado con dichas fibras comprenderá adicionalmente una resina formada por una matriz polimérica, cargas y aditivos, los cuales serán necesarios para conformar dicho cuerpo.
Las fibras pueden estar dispuestas en el cuerpo del dispositivo de refuerzo en una misma dirección o en diferentes direcciones, lo cual estará en función de los valores de resistencia mecánica que se deseen obtener y los valores de tensión que deba soportar la disposición de refuerzo de la invención.
De manera preferente, el cuerpo de la disposición de refuerzo de la invención estará formado por una pluralidad de láminas de un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica, donde la dirección de las fibras entre cada lámina pueden estar dispuesta de manera alternadas o no en diferentes direcciones, aumentando de esta forma la resistencia mecánica de la disposición .
De manera alternativa, la pluralidad de láminas pueden disminuir su longitud en la dirección axial del cable a medida que se disponen en dirección radial, comprendiendo una última lámina superior que recubre todas las láminas inferiores.
El cuerpo de la disposición de refuerzo presentará un grosor definido por su diámetro exterior que varia entre los 0.5 nun y 20 mm de espesor, lo cual garantiza un menor peso a la estructura de refuerzo y por tanto una fácil manipulación en el momento de su disposición en el lugar de trabajo.
Por su parte, el elemento de fijación mecánica usado para unir el cuerpo a la parte exterior del cable por la zona de unión es un adhesivo estructural.
De manera preferente, el cuerpo de la disposición de refuerzo de la invención comprende una estructura en forma de medias cañas donde cada medias cañas comprende una pluralidad de láminas de fibras de carbono dispuestas entre si de manera que la dirección de las fibras de carbono entre láminas quedan alternadas en diferentes direcciones, disponiéndose dichas secciones radialmente exterior y de manera enfrentadas sobre la zona de unión del cable, uniéndose entre si dichas medias cañas y al cable por medio de un adhesivo estructural, de manera que la zona de unión del cable queda adaptada para soportar un valor de carga de rotura de más del 100% del valor de carga de rotura del cable sin unión. β
Opcionalmente , la disposición de refuerzo de la invención puede ser acompañada con otros elementos de refuerzos tales como casquillos, armaduras, o mallas, dispuestos radialmente sobre el cuerpo de manera que ejerzan una presión adicional sobre la disposición de refuerzo y posibiliten un incremento en la resistencia de la estructura.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para la aplicación de una disposición de refuerzo en la unión de dos extremos de cables conductores cada uno de ellos incluyendo un núcleo conductor de cobre o aluminio con una o más capas poliméricas y metálicas que constituyen aislamientos, pantallas y cubiertas. El método incluye las etapas de preparación de la superficie del cable a reforzar, y de preparación y aplicación de un cuerpo formado por al menos una lámina de un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica.
La primera etapa de preparación de la superficie del cable a reforzar comprende las operaciones de : lijado de la superficie del cable, limpieza neumática, llameado de la superficie, y aplicación de un agente polarizante sobre dicha superficie.
La etapa de preparación y aplicación del cuerpo formado por al menos una lámina de un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica incluye los siguientes pasos:
a) - conformación del cuerpo comprendiendo al menos una lámina del material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica donde dicha estructura es escogida de entre: medias cañas, malla trenzada, fibras longitudinales, o una combinación de las anteriores. b) - colocación del cuerpo sobre la zona de unión del cable mediante la aplicación de un elemento de fijación mecánica,
c) - sujeción de las secciones sobre el cable usando medios de sujeción, tales como cintas, muelles, u otros, de manera que se mantenga presionado el cuerpo de la disposición de refuerzo contra la zona de unión del cable .
Adicionalmente, el método para la aplicación de la disposición de refuerzo puede comprender la aplicación de cintas termo retráctiles y tratamientos térmicos a temperaturas entre 50° y 500° celcius, lo cual confiere una alta resistencia e impermeabilidad a la disposición de refuerzo.
Otros detalles y características se irán poniendo de manifiesto en el transcurso de la descripción que a continuación se da, en los que se hace referencia a los dibujos que a esta memoria se acompañan, en los que se muestra a título ilustrativo pero no limitativo una realización práctica de la invención.
Descripción de las figuras .
La figura n° 1 es una vista en planta de la disposición de refuerzo de la invención.
La figura n° 2 es una vista en perspectiva explosionada de una realización de la disposición de la invención .
La figura n° 3 es un vista seccionada según la dirección B-B' de la figura n° 1, donde se ilustra una realización de la invención en la cual la disposición de refuerzo comprende el cuerpo presentando una forma de medias cañas. La figura n° 4 es una vista seccionada donde se ilustra una realización de la invención en la cual se muestran dos cuerpos en forma de medias cañas dispuestos radialmente .
La figura n° 5 es una vista seccionada de una realización de la invención donde el cuerpo está constituido por una pluralidad de láminas reforzadas con fibras de alta resistencia mecánica.
La figura n° 6 ilustra una variante de disposición de las láminas reforzadas con fibras de alta resistencia mecánica .
La figura n° 7 es una vista seccionada donde se muestra otra realización de la invención donde la pluralidad de láminas se disponen según un arreglo donde dichas láminas disminuyen su longitud en la dirección axial del cable a medida que las mismas se van disponiendo en dirección radial.
Realización preferente de la invención.
La invención preconizada, tal y como se ilustra en las figuras n° 1 y n° 2, se refiere a una disposición de refuerzo (10) aplicable a uniones de cables conductores submarinos, donde el cable incluye un núcleo conductor (11,11') de cobre o aluminio con una o más capas (12,12') poliméricas y metálicas que constituyen aislamientos, pantallas y cubiertas, donde las uniones entre los núcleos conductores se realiza por métodos conocidos, como por ejemplo soldaduras.
La disposición comprende un cuerpo (14) que se dispone radialmente sobre la zona de unión del cable y sobre el área adyacente del recubrimiento externo o cubierta del cable. El cuerpo (14) esta formado por un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica, unido a la parte exterior del cable mediante un elemento de fijación mecánica.
La disposición de refuerzo le confiere al empalme de los cables un refuerzo con una alta fortaleza, capaz resistir las altas tensiones mecánicas, presiones y fuerzas a que normalmente son sometidos dichos cables en el medio o ambiente en que se disponen, y a su vez, dicho refuerzo presenta una ligereza y plasticidad tal que facilita la manipulación de estos empalmes durante los trabajos de colocación de los mismos en el fondo marino. Más específicamente, la disposición permite que la zona de unión del cable pueda soportar un valor de carga de rotura en un rango de entre el 96% y el 100%, del valor de carga de rotura del cable sin la unión.
El cuerpo (14) de la disposición de refuerzo (10) puede definir una estructura escogida de entre medias cañas, malla trenzada, fibras longitudinales, o una combinación de las anteriores. En la figura No. 3 se ilustra la realización cuando el cuerpo comprende una estructura de medias cañas (14',14'').
Adicionalmente , la disposición de refuerzo preconizada, tal y como se ilustra en la figura n° 4, puede comprender más de dos cuerpos (14,15) formados por un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica, disponiéndose dichos cuerpos de manera concéntrica en una dirección radial. Específicamente en la figura n° 4 se ilustra la realización de la invención cuando ambos cuerpo (14,15) tienen una configuración de medias cañas. Sin embargo, tal y como se ha mencionado, los cuerpos pueden presentar diferentes configuraciones y pudiéndose combinar para lograr un disposición de refuerzo que permita soportar a la zona de unión altas tensiones mecánicas.
La unión del cuerpo (14) a la zona de unión de los cables y entre los diferentes cuerpos (14,15) se realiza mediante el empleo de un elemento de fijación mecánica, preferiblemente un adhesivo estructural.
Para lograr una mayor resistencia a los esfuerzos mecánicos y tensiones, el cuerpo (14) reforzado con fibras de alta resistencia puede comprender las fibras dispuestas en una misma dirección o en diferentes direcciones .
Adicionalmente, en otra realización de la invención, tal y como se muestra en la figura n° 5, el cuerpo (14) puede comprender una pluralidad de láminas (16) reforzadas con fibras de alta resistencia mecánica, donde las láminas pueden disponerse entre si de manera que la dirección de las fibras entre láminas quedan alternadas o no en diferentes direcciones, tal y como se muestra en la figura n° 6.
En dicha figura n° 6, se ilustra uno de los posibles arreglos que pueden realizarse con las láminas para conformar el cuerpo (14), en este ejemplo se define una lámina interior (17) que recubre la zona de unión del cable, una pluralidad de láminas intermedias (18) y una lámina exterior (19) que recubre las láminas interiores. Esta distribución le confiere a la disposición de refuerzo una alta resistencia a los esfuerzos mecánicos y tensiones, y por tanto, la zona de unión de cables conductores (11,11') quede reforzada, y el cable con la disposición de refuerzo queden adaptados para soportar un valor de carga de rotura en un rango de entre el 96% y el 100% del valor de carga de rotura del cable sin la unión .
Adicionalmente, tal y como se muestra en la figura n° 7, la pluralidad de láminas (16) pueden disponerse según un arreglo donde dichas láminas disminuyen su longitud en la dirección axial del cable a medida que las mismas se van disponiendo en dirección radial, comprendiendo una ultima lámina superior (19) que recubre todas las inferiores.
Con la disposición de refuerzo de la invención se le confiere al empalme de los cables un refuerzo con una alta fortaleza, capaz resistir las altas tensiones mecánicas, presiones y fuerzas a las cuales se ven sometidos dichos cables en el medio o ambiente en que se disponen, y a su vez, gracias a los materiales empleados, se configura un refuerzo ligero de poca dimensión, con un grosor que puede variar entre 0.5 mm y 20 mm, y con una plasticidad tal que facilita la manipulación de estos empalmes durante los trabajos de colocación de los mismos en el fondo marino.
Descrita suficientemente la presente invención en correspondencia con el ejemplo de realización expuesto, fácil es comprender que podrán realizarse en la misma cualesquiera modificaciones de detalle que se estimen convenientes, siempre y cuando no se altere la esencia de la invención que queda resumida en las siguientes reivindicaciones .

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S:
1. Disposición de refuerzo aplicables a uniones de cables conductores submarinos, donde el cable incluye un núcleo conductor de cobre o aluminio con una o más capas poliméricas y metálicas que constituyen aislamientos, pantallas y cubiertas, y donde las uniones se realizan por métodos conocidos como por ejemplo soldaduras, caracterizada porque comprende un cuerpo que se dispone radialmente sobre la zona de unión del cable y sobre el área adyacente del recubrimiento externo o cubierta del cable, estando formado el cuerpo por un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica, unido a la parte exterior del cable mediante un elemento de fijación mecánica, de manera que la zona de unión del cable soporta un valor de carga de rotura en un rango de entre el 96% y el 100%, del valor de carga de rotura del cable sin unión.
2. Disposición de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende más de dos cuerpos formados por un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica, disponiéndose dichos cuerpos de manera concéntrica en una dirección radial.
3. Disposición de refuerzo según la reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el cuerpo puede definir una estructura escogida de entre: medias cañas, malla trenzada, fibras longitudinales, o una combinación de las anteriores.
4. Disposición de refuerzo según la reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las fibras de alta resistencia mecánica se escogen dentro del grupo formado por fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras metálicas, fibras de grafeno, y fibras sintéticas .
5. Disposición de refuerzo según la reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cuerpo reforzado con fibras de alta resistencia mecánica comprenden adicionalmente una resina formada por una matriz polimérica, cargas y aditivos.
6. Disposición de refuerzo según la reivindicaciones 1 y 5, caracterizada porque el cuerpo reforzado con fibras de alta resistencia comprende las fibras dispuestas en una misma dirección o en diferentes direcciones .
7. Disposición de refuerzo según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el cuerpo comprende una pluralidad de láminas de un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica dispuestas entre si de manera que la dirección de las fibras entre láminas quedan alternadas o no en diferentes direcciones, y donde el cuerpo presenta un grosor que varia entre 0.5mm y 20mm.
8. Disposición de refuerzo según la reivindicación 6, donde la pluralidad de láminas disminuyen su longitud en la dirección axial del cable a medida que se disponen en dirección radial, comprendiendo una ultima lámina superior que recubre todas las inferiores.
9. Disposición de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de fijación mecánica es un adhesivo estructural.
10. Disposición de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo comprende una estructura en forma de medias cañas donde cada media caña comprende una pluralidad de láminas de fibras de carbono dispuestas entre sí de manera que la dirección de las fibras de carbono entre láminas quedan alternadas en diferentes direcciones, disponiéndose dichas secciones radialmente exterior y de manera enfrentadas sobre la zona de unión del cable, y uniéndose entre sí y al cable por medio de un adhesivo estructural, de manera que la zona de unión del cable queda adaptada para soportar un valor de carga de rotura de más del 100% del valor de carga de rotura del cable sin unión.
11. Disposición de refuerzo según la reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque comprende elementos de refuerzos adicionales tales como casquillos, armaduras o mallas, dispuestos radialmente sobre el cuerpo de manera que ejercen una presión adicional sobre el mismo.
12. Método para la aplicación de una disposición de refuerzo definida según las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende las etapas de preparación de la superficie del cable a reforzar, y de preparación y aplicación de un cuerpo formado por al menos una lámina de un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica.
13. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque la primera etapa de preparación de la superficie del cable a reforzar comprende las operaciones de lijado de la superficie del cable, limpieza neumática, llameado de la superficie, y aplicación de un agente polarizante sobre dicha superficie .
14. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque la etapa de preparación y aplicación del cuerpo formado por al menos una lámina de un material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica incluye los siguientes pasos:
a) - conformación del cuerpo comprendiendo al menos una lámina del material reforzado con fibras de alta resistencia mecánica donde dicha estructura es escogida de entre: medias cañas, malla trenzada, fibras longitudinales, o una combinación de las anteriores.
b) - colocación del cuerpo sobre la zona de unión del cable mediante la aplicación de un elemento de fijación mecánica,
c) - sujeción de las secciones sobre el cable usando medios de sujeción, tales como cintas, muelles, u otros, de manera que se mantenga presionado el cuerpo de la disposición de refuerzo contra la zona de unión del cable .
15. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque adicionalmente puede comprender la aplicación de cintas termo retráctiles y tratamientos térmicos a temperaturas entre 50° y 500° Celsius.
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