WO2017045051A1 - Sistema e método automáticos de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares - Google Patents

Sistema e método automáticos de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares Download PDF

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pipe
diameter
machining
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outside
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PCT/BR2016/050228
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Júlio Marcio SILVEIRA E SILVA
Marcelo JARDIM DE SOUZA
Felipe LEAL CARVALHO
Gustavo ALVES PINHEIRO
André Ricardo DE SOUZA E SÁ
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Vallourec Tubos Do Brasil S.A.
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Definitions

  • the present invention relates to a high precision and productivity automated pipe end measuring system and method that can be used both in line with production and offline.
  • the metering system can be used for pipes of different technical applications including the oil and gas industry.
  • HIC hydrogen-induced fracture resistance
  • SSC sulfide-induced fracture
  • mechanical properties dimensional tolerances may be important parameters in the fracture mechanics and that must be carefully inspected, especially when it comes to a weld joint between pipes for oil conduction and exploration. In this sense, closer tolerances at the pipe ends are required since the difference between the wall thicknesses (Hi-Lo) between the pipe ends welded in the weld region, as shown in figure 13, "can have detrimental effects.
  • Hi-Lo is used to indicate differences and variations in diameter and thickness at the end of welded pipes, resulting in joint steps between two pipes. Proper "Hi-Lo" sizing in designs minimizes wall thickness differences for subsequent welding process. However, without automation of the measuring system coupled to a three-axis lathe, the manual pipe measuring and mapping process becomes costly and generally low in productivity.
  • Document CN102650516 relates to an online method for measuring the outside diameter and end ovality of the large diameter steel pipe with the following steps: obtaining nominal data of a steel pipe to be measured for determine the axis position, define the range related to an outside diameter laser displacement sensor, allow a sensor probe to be directed on the axis for measurement and then obtain the diameter D of the steel tube to be be measured, rotate the sensor 180 degrees to measure the outside diameter in all peripheral directions and obtain the average diameter and ovality of the steel pipe to be measured.
  • This document also describes an online outside diameter and pipe end ovality measuring device that includes an industrial robot, an outside diameter measuring device and an axis detection device. The standard industrial robot is adopted for the transport of the measuring device and is arranged around the end of the steel pipe to be measured.
  • Document CN102650516 does not suggest processing of measured values and subsequent machining of the pipe end.
  • US5778744 describes a method for making a bevel by machining a seamless pipe which uses sensors to identify the inner and outer diameters of the pipe end to eliminate inaccuracies due to bends in a profile. perfectly cylindrical often present in seamless tubes. The method also takes into account a theoretical profile of the pipe end, and the actual dimensions of the inner and outer pipe diameters, and performs the machining in two steps, a coarser first, and a fine-fitting second. This document, however, does not suggest the use of laser sensors and is limited to the construction of an end chamfer, but does not suggest performing full machining of the pipe end to adjust wall thickness and outer and inner diameters.
  • Document JPS62228302 describes a method for machining the outer surface of a pipe without causing unbalance of the wall thickness along its entire length by dragging rollers in contact with lamination to the outer surface of the pipe, and o Positioning a cutting machine following a bent pipe after initial machining, based on wall thickness distribution data, and performed prior to pipe machining.
  • This method uses sensors to assist in machining the pipe's outer surface only to eliminate any unevenness.
  • this document does not suggest performing also internal pipe machining independently of external machining.
  • a first object of this invention is to provide an automated measuring method and system integrated with a pipe end alignment machining process which assures tolerances of narrower tube end dimensions, with maximization of the average and minimum wall thicknesses after machining, and with eccentricity compensation to ensure lower difference between upper and lower limits specified by technical standards and / or customers.
  • a second object of this invention is the integration of a measuring system and a CNC lathe through dedicated software responsible for working the measured values, calculating the machining coordinates so that the pipe ends can be machined to tight tolerances.
  • Another object of the invention is to provide a pipe end alignment method and system capable of independently measuring the inside and outside diameter of the pipe end, with subsequent machining using a CNC tool lathe. independently centralized for internal and external diameters.
  • an automatic tubular element end measuring and machining system comprising measuring equipment having an internal laser sensor for measuring the inside diameter of the tube end in at least one section of the tube. tube length; an external laser sensor for measuring the outside diameter of the pipe end to at least one section of the pipe length; a machining station having: at least one pipe bore machining tool and at least one pipe bore machining tool, the machining tools operating independently of one another; an electronic interface unit between the measuring equipment and the machining tools, which contains critical outside diameter records and inside diameter for the pipe end, where the interface control panel receives the measured outside and inside diameter values from the measuring equipment, compares it with the critical outside diameter and inside diameter values, and controls the operation of the power tools.
  • - Inner and outer diameter as a function of the result of the comparison, so that the actual values of the outer and inner diameters of the pipe approximate the critical values of outer and inner diameter.
  • the measuring equipment further has a laser positioning sensor for measuring the positioning of the machining tools, and an automated arm having at one end a fork with a plurality of teeth, each sensor being Laser is arranged on a fork tooth.
  • the machining station has at least one pipe bore machining tool and two pipe bore machining tools, each tool being operated independently.
  • the interface switchboard has a computer numerical control that controls the operation of the machining station to reduce tube eccentricity.
  • the interface switchboard preferably stores outside and inside pipe diameter values measured before and after machining.
  • the interface switchboard preferably has a measurement analysis unit that calculates the pipe wall thickness by the difference between the measured outside and inside diameter values at each pipe circumference position, and compares the calculated thickness values. critical wall thickness values.
  • the interface switchboard determines the minimum and maximum values for outside diameter and inside diameter, eccentricity, and pipe end wall thickness based on the measured outside and inside diameter values of the pipe.
  • the interface switchboard preferably calculates the critical values of outside diameter and inside diameter for the pipe end from a pre-measurement of tubular element samples and a statistical analysis of the variability of the measured maximum and minimum diameter of the samples.
  • an automatic method of measuring and machining end members of tubular elements comprising: measuring the inside diameter of the pipe end in at least one section of pipe length; measure the outside diameter of the pipe end to at least one section of pipe length; process the measured outside diameter and inside diameter values and compare them to critical outside diameter and inside diameter values, and control the inside diameter and outside diameter of the pipe end according to the result of the comparison so that the actual values pipe outside and inside diameters approach critical outside and inside diameter values to reduce pipe eccentricity.
  • the steps for measuring the inside diameter and outside diameter of the pipe end are preferably performed independently of each other and may be made in three sections of pipe length.
  • a new inner diameter and outer diameter measurement of the pipe end can be made at least one section of the pipe length, and a step of recording the final measured inner diameter values. and the outside diameter of the pipe end after machining.
  • Control of the machining step of the inner diameter and outer diameter of the pipe is carried out by means of a computer numerical control.
  • Controlled machining of the inner diameter and outer diameter of the pipe end may comprise: machining the inner diameter with progressively decreasing dimensions toward the center of the tube in a segment of the pipe length, and machining the outer diameter with progressively increasing dimensions. toward the center of the pipe in the pipe length segment, forming a thicker wall transition region between the pipe end and the rest of the pipe length.
  • the step of processing the measured outer diameter and inner diameter values preferably comprises determining the minimum and maximum outer diameter and inner diameter values of the eccentricity. of and the pipe end wall thickness based on the measured outside and inside diameter values of the pipe.
  • the step of determining the pipe wall thickness comprises calculating the difference between the measured outer and inner diameter values at each pipe circumference position in the measured section, comparing the calculated wall thickness values with critical wall thickness values and Identify the coordinates of the machining positions on the inside diameter and the outside diameter of the pipe.
  • the method preferably comprises an initial step of calculating the critical values of outside diameter and inside diameter for the pipe end from a previous measurement of tubular element samples and a statistical analysis of the variability of the measured maximum and minimum diameters. of the samples.
  • the method preferably comprises, prior to the machining step, a pipe disposal step if the measured inner and outer diameter values are insufficient to obtain the critical inner and outer diameter values after machining.
  • Fig. 1 is a schematic view of a pipe end automatic measuring and machining system according to the invention
  • Figure 2 is a partial perspective view of the machining tool of the system according to the invention.
  • Figure 3 is a perspective view of the end of a tube after being processed
  • Fig. 4 is a front view of the pipe of Fig. 3 showing the inner diameter of the pipe end after processing;
  • Fig. 5 is a graph showing measurements of the inner and outer diameters of a pipe prior to processing
  • Figure 6 is a graph showing measurements of tube inner and outer diameters after processing
  • Figure 7 is a graph showing the normal distribution of the minimum, average and maximum values of the pipe outer diameter prior to processing
  • Figure 8 is a graph showing the normal distribution of the minimum, average and maximum values of the pipe outer diameter after processing
  • Figure 9 is a graph showing the normal distribution of the minimum, average and maximum values of the pipe bore diameter prior to processing
  • Figure 10 is a graph showing the normal distribution of the minimum, average and maximum values of the pipe bore after processing
  • Figure 11 is a graph showing the normal distribution of the minimum, average and maximum values of pipe wall thickness prior to processing
  • Figure 12 is a graph showing the normal distribution of the minimum, average and maximum tube wall thickness values after processing.
  • Figure 13 is a cross-sectional view of a welded joint of two pipes showing the differences between the pipe end diameters (Hi-lo).
  • FIG. 1 schematically shows a preferred embodiment of the composition of equipment, hardware and software of the automatic tube end measuring and machining system according to the invention.
  • the tubular members are generally steel pipes 10 used in the oil and gas industry, but the system according to the invention can be applied to tubular members of other natures and other materials when measuring and / or machining the ends of the tubing is required. same.
  • the system has a measuring device 1 which can be actuated to measure pipe diameters (OD / ID), ovality and eccentricity before and / or after machining in different positions / planes over a maximum length of 500 mm from the ends of tubular elements, being measured in the same positions before and after machining for adjustment and result verification.
  • the measuring device 1 is provided with an inner laser sensor 3 for measuring the inner diameter of the pipe end and an outer laser sensor 2 for measuring the outer diameter of the pipe end, both at least one section of the pipe end length.
  • the measuring equipment 1 further has a laser positioning sensor 4, which measures the positioning of the machining tools relative to the center of the respective machining machine or machining station.
  • the measuring equipment is comprised of a robot 11 which makes all the necessary movements to transport the laser sensors to the ends of the tubes and to rotate the sensors so that measurements are taken every 1 °. .
  • This robot has an automated arm 7 which moves the laser sensors 2, 3, 4 around and along the periphery of the tube end.
  • a fork is attached to the end of the automated arm 7, on which teeth the laser sensors 2, 3, 4 are mounted.
  • the fork has three teeth.
  • Positioning laser sensor 4 is arranged on the lower tooth.
  • the external laser sensor 2 is attached to the central tooth
  • the internal laser sensor 3 is attached to the upper tooth.
  • the external 2 and internal 3 sensors are positioned respectively outside the tube and inside. of the pipe and moved around and along the length of the pipe end.
  • the automated arm 7 moves the sensors 2, 3 in the pipe's axial direction so that they can measure the inner and outer pipe diameters at various axial positions near the pipe end.
  • sensors 2, 3 and 4 are laser triangulation sensors. External sensor 2 and sensor 3 make measurements on the 360 Q of the tube circumference, measuring every 1 Q of the tube circumference. Typically, up to three measurements are made at axially distinct sections of the pipe end 10, and preferably at any position up to about 300 mm from the pipe end edge, or more than 300 mm, depending on the technical specifications and configuration of the pipe. measuring equipment. The combination of laser sensors and the automated arm contributes to the system making very accurate measurements of the pipe end surface.
  • the automatic pipe end measuring and machining system also features a machining station 5 which is responsible for machining and sizing the pipe end so that the actual values achieved after machining the diameters external and internal, ovality, eccentricity and pipe wall thickness are close to customer specified values and / or technical standards with the least possible variation or calculated by the system (here called critical values).
  • the system seeks to maximize wall thickness and reduce pipe eccentricity to obtain the best pipe end tolerance values that provide better matching between welded pipes.
  • the machining station 5 comprises at least one, and preferably two, pipe-bore machining tools 14 and at least one, preferably two, pipe-bore machining tools 12, 13 integral with each other. a machining machine as shown in figure 2. Machining tools 12, 13 and 14 are coupled to the same central axis of the machining station 5. Machining tools operate and machine the tube independently of each other. of others.
  • An interface electronic control panel 6 of the system according to the invention is responsible for interfacing the measuring equipment 1 and the machining station 5. This critical interface diameter for external and external diameters 6 is recorded. internal to end of the tube. These critical values are determined according to technical and / or customer standards based on the dimensional tolerance limits required or desired for the application of those tubes, and are previously programmed in this interface panel 6.
  • the interface switchboard 6 receives the outside and inside diameter values measured by measuring equipment 1 before and / or after machining, and can keep records of these values for all production pipes.
  • the interface electronics 6 compares the measured outside and inside diameter values to the previously recorded critical outside and inside diameter values, and controls the operation of machining tools 12, 13 and 14 against the result of the comparison to pipes 10 to be machined to the critical values of the calculated or previously recorded external and internal diameters. These values are calculated by interface panel 6, usually through software.
  • the system also seeks to control the operation of machining tools 12, 13 and 14 to reduce pipe eccentricity, that is, so that the circumferences corresponding to the inner and outer diameters are concentric.
  • the interface switchboard 6 has a measurement analysis unit 9, shown in figure 1, for analyzing and processing the measured values, and also for controlling the operation of the measuring equipment 1 of the arm. 7 and the robot where appropriate. Based on the values measured by the sensors, measurement analysis unit 9 calculates the minimum and maximum values of the outside diameter and inside diameter, eccentricity and the actual end wall thickness of the pipe. . The pipe wall thickness is calculated by the difference between the measured outside and inside diameter values at each pipe circumference position.
  • Measurement Analysis Unit 9 Prior to machining, Measurement Analysis Unit 9 checks that that pipe has sufficient material and wall thickness to be machined and dimensioned so that the final shape of the pipe specifies desired / desired is reached. If the tube does not meet these requirements, it is discarded.
  • Measurement Analysis Unit 9 is also responsible for comparing the calculated wall thickness values and the measured values of the inner and outer diameters with critical values of wall thickness and previously recorded diameters to generate the signals. which will be used to control the operation of the machining tools 12, 13, 14.
  • the critical values are calculated in the measurement analysis unit 9 itself of the system control unit 6, with the aid of dedicated software, by measuring and analyzing the dimensions of some samples. of the batch of tubes to be machined.
  • Dedicated system software allows individual and separate measurement and control of the operation of machining tools on the inside and outside diameters, significantly increasing the production rate of the system's measured, machined and sized pipes.
  • the system can be programmed in different ways, allowing its application to both risers and connecting lines for cost-effective oil and gas transportation in all cases.
  • This dedicated software is configured to find the best combinations of pipe inner and outer diameters so that it scales within the threshold values of these variables, and to achieve better matching between pipes of a same lot.
  • the software also always strives to maximize wall thickness and reduce eccentricity for better tube quality and performance.
  • tubes in a batch are previously scanned by the system according to the invention, and their external and internal diameter values are measured, their wall thickness, eccentricity and ovality are calculated and their their maximum internal and external diameters are identified.
  • measurement analysis unit In electronics 6, an analysis of the variability of the identified maximum and minimum diameters is made, and then the target values of the internal and external diameters are statistically defined using this software. The target values of the inner and outer diameters are calculated to avoid as much material waste as possible and to ensure the pipe end tolerance limits and the larger wall thickness of that particular pipe batch.
  • the interface control panel 6 has a computer numerical control (CNC) 8 responsible for controlling the operation of machining station 5, and more specifically external machining tools 12 and 13 and 14. individually.
  • This CNC control 8 receives all data calculated by the measuring analysis unit 9 of the interface electronic control unit 6 necessary for the control of the machining tools 12, 13, 14, taking into account the internal and external diameter values calculated by the software. considering the desired maximization.
  • the system according to the invention is capable of machining an outside diameter in a range of 11, 43 cm to 40.64 cm (4 1/2 "to 16") with the same precision for the entire range.
  • the system is capable of machining an average of 80 tubes per 8-hour work shift.
  • the system according to the invention may also be used only for the measurement of pipe diameter dimensions and pipe wall thickness, for example where pipe size adjustments are not required.
  • the invention also relates to an automatic method of measuring and machining end of tubular members, whereby the inside diameter and outside diameter of the pipe end are initially measured at least one section of the pipe length.
  • the measurements of these two diameters are performed independently of each other. another one. Measurements can be made at 360 Q of the pipe circumference, for example at 1 Q intervals between each measurement, or with larger or smaller intervals if desired or required. This interval can be programmed and adjusted.
  • up to three measurements are made in different sections of the pipe end length, and preferably in any position up to about 300 mm from the pipe end.
  • the measured outside diameter and inside diameter values are processed and compared with critical outside diameter and inside diameter values previously determined as a function of the design and desired application or previously calculated by the control panel.
  • the minimum, maximum and average values of external and internal diameters, as well as the calculation of wall thickness are the end product of this scanning of the sensors around the perimeter at the pipe ends.
  • the average values of these diameters are calculated and recorded.
  • the eccentricity between these two diameters and the wall thickness along the entire periphery of the pipe end are also identified, as can be seen from the representations shown in Figure 5 of the measured values of a pipe.
  • the determination of the pipe wall thickness is calculated by the difference between the measured outside and inside diameter values at each pipe circumference position in the measured section.
  • the identified values of wall diameters and wall thickness are compared with their predetermined critical values to identify which parts of the pipe surface need to be machined and the extent to which machining needs to be performed, so that the values Actual end-points of the outside and inside diameters and pipe wall thickness approach the critical outside and inside diameter values.
  • This determination of the parts to be machined also seeks to achieve a maximization of wall thickness and a reduction in pipe eccentricity to obtain the best pipe end tolerance values.
  • the best combinations of inner and outer tube diameters are identified, considering the actual measured values. of these parameters so that it scales within the critical values of these variables.
  • Dedicated control center software calculates machining coordinates so that tight tolerance values are reached at the ends after machining. The software indicates the position on the pipe and the amount of material to be machined.
  • CNC Computer numerical control
  • a transition region 15, 16, called a smooth taper with no sharp points between the pipe end and the body can be machined on the pipe.
  • inner and outer as shown in figures 3 and 4.
  • the outside diameter is machined with dimensions that progressively increase toward the center of the body in the axial direction of the pipe, while in the transition region 16 On the inner surface, the inner diameter is machined with dimensions that progressively decrease toward the center of the pipe, forming a thicker transition region. wall hole between the end of the tube and the rest of your body.
  • the length of the pipe end that is machined is about 300 mm, including the transition region. This length may be longer than 300 mm if required.
  • a new step of measuring the inside diameter and outside diameter of the pipe end is performed at the same positions along the length of the pipe where measurements were taken prior to machining to verify if the final measurements are within the target values predicted by the software.
  • the measured values after machining are recorded. This way, a record of the final values of the dimensions of the machined pipes of the same batch can be generated, for example.
  • all steps of the method described herein may be performed by the system according to the invention described herein.
  • This system and method has been developed and designed so that it can be used on both the pipe production line, for example, at the finishing stage and outside, without interfering with the pipe production flow.
  • the system and method described herein gives the production line flexibility in terms of pipe end measurement as well as the combination of measurement and machining of these pipes.
  • the system and method according to the invention are suitable for the production of tubular lines to be used in oil exploration risers in Brazil (Sapinhoá, Guará-Lula and P-55). Pipe end tolerances that are too tight for outside diameter ( ⁇ 0.75 mm) and inside diameter ( ⁇ 0.25 mm) or even more tight for inside diameter, of the order of ⁇ 0.20 mm, for example , used for the Gulf of Mexico LLOG project. In the outside diameter the system tolerance can also reach up to +/- 0.20 mm. For these projects, approximately 13,500 tubes were successfully supplied and welded and cast by the J-lay or Reel-lay release method. Fatigue results in welded joints were good and were in compliance with the stringent specifications applicable to these designs.
  • Figures 5 to 12 show results demonstrating the excellent performance of the automatic system and method of measuring and machining end elements described here in terms of effectiveness in correcting the geometry of the outside diameter, the inside diameter. and wall thickness.
  • the pipes on which the tests referring to the figures were performed were supplied for a riser design. Measurements were taken before and after the machining operation for comparison purposes and to show the equipment's ability to improve pipe end dimensions.
  • the graph shows in dotted lines measurements taken at two sections of the pipe end, 50 mm and 150 mm from the edge before the machining operation, which are represented by ID. Face 1, ID Face 2, OD Face 1, OD Face 2. Note that the inside diameter in both measuring sections varies significantly over the 360 ° analyzed, while the outside diameter varies less due to calibration passes. at the end of the lamination process.
  • the continuous lines correspond to the critical internal and external reference diameters calculated by the software in accordance with the application requirements demanded in the project.
  • the graphs in Figures 7 and 8 show the normal distribution of the minimum (OD min), average (OD Ave) and maximum (OD Max) values of pipe outside diameter (OD) before and after machining, respectively.
  • the abscissa axis indicates the outer diameter value measured in millimeters and the ordinate axis indicates the frequency at which each outer diameter measurement was obtained.
  • the vertical lines represent the desired outer diameter target value and the respective maximum and minimum tolerances (203 ⁇ 0.75 mm). Comparison between these figures shows that significant changes in outside diameter dimensions were obtained after machining using the parameters defined by the system and method according to the invention to achieve maximization of wall thickness and eccentricity of pipe ends.
  • the normal distribution curves of the minimum, medium and maximum outside diameter values shifted completely within the outside diameter target value range including tolerances (203 ⁇ 0.75 mm), and the mean values of these curves approached of the central target value of 203 mm.
  • the graphs in figures 9 and 10 show the normal distribution of the minimum (ID min), average (ID Ave) and maximum (ID Max) values of pipe outside diameter (ID) before and after machining, respectively.
  • the abscissa axis indicates the value of the inner diameter measured in millimeters and the ordinate axis indicates the frequency at which each inner diameter measurement was obtained.
  • the vertical lines represent the desired target value of the inner diameter and the respective maximum and minimum tolerances (154.15 ⁇ 0.25 mm).
  • the analysis of these two figures shows that before the machining operation all the measured inner diameter values were out and quite apart. within the target diameter range including the tolerance (154.15 ⁇ 0.25 mm) as shown in figure 9.
  • the normal distribution curves of the minimum, average and maximum internal diameter values are completely displaced within the target value range, and the mean values of these curves were very close to the central target value of 154.15 mm.
  • Figures 11 and 12 show the normal distribution of the minimum (Wt min), average (Wt Ave) and maximum (Wt Max) wall thickness (Wt) values for this pipe end before and after machining, respectively. After machining, the minimum, medium and maximum values also closely approximated the desired average wall thickness and their respective tolerances (25.4mm -8% + 10%) represented by the vertical lines. In addition, maximum wall thickness measurements with values greater than 26.5mm were eliminated, which shows the maximization of the obtained wall thickness.
  • the system and method according to the invention have achieved the desired objective of minimizing the differences between the maximum and minimum diameter values and obtaining the specified maximum wall thickness tolerances.
  • results obtained with the automatic system and method of measuring and machining end elements of tubular elements allow us to conclude that they have a high capacity for calculating the appropriate machining parameters in order to maximize the minimum and average wall thickness and reduce eccentricity.
  • the system and method according to the invention are also quite effective for correcting the ovality / circularization of outer diameter and inner diameter. Differences between maximum and minimum diameter values can be significantly improved by the system and method of the invention after controlled machining.
  • system and method according to the invention enable high repeatability and reproducibility for complete pipe batches, which avoids the need for additional screening and selection on onshore bases and launching vessels. Thanks to the higher productivity compared to manual end sizing methods, the system and method according to the invention can also be used for oil and gas conveying lines.

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Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema automático de medição e usinagem de extremidade de tubos compreendendo: um equipamento de medição (1) que possui: um sensor laser interno (3) e um sensor laser externo (2) para medir os diâmetros interno e externo da extremidade do tubo; uma estação de usinagem (5) que possui pelo menos uma ferramenta de usinagem do diâmetro interno do tubo (14) e pelo menos uma ferramenta de usinagem do diâmetro externo do tubo (12, 13), as quais são centralizadas e operadas independentes uma da outra; uma central eletrônica de interface (6) entre o equipamento de medição e as ferramentas de usinagem, tendo registros de valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno para a extremidade do tubo, sendo que a central eletrônica de interface (6) recebe os valores medidos de diâmetro externo e interno do equipamento de medição, compara com os valores críticos, e controla a operação das ferramentas de usinagem (12, 13, 14) em função do resultado da comparação, para que os valores reais dos diâmetros externo e interno do tubo se aproximem dos valores críticos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de invenção para "SISTEMA E MÉTODO AUTOMÁTICOS DE MEDIÇÃO E USINAGEM DE EXTREMIDADE DE ELEMENTOS TUBULARES".
[001 ] A presente invenção refere-se a um sistema de medição e um método de medição automatizado de extremidade de tubos com elevado grau de precisão e de produtividade que podem ser usados tanto em linha com a produção quanto fora de linha. O sistema de medição pode ser usado para tubos de diferentes aplicações técnicas dentre as quais a indústria de óleo e gás.
DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA
[002] Hoje em dia, com um ambiente offshore tendo condições cada vez mais severas, as empresas petrolíferas e os seus parceiros precisam enfrentar grandes desafios para garantir qualidade, segurança e produtividade na exploração e transporte de petróleo. Neste cenário, linhas de tubos de ligação entre o poço de petróleo e a plataforma (risers) e linhas de ligação entre um poço e outro (flowlines) desempenham um papel importante para o transporte de petróleo e gás.
[003] Além das diferentes composições de aço com ligas especialmente desenvolvidas e com rotas especiais de processamento para resultar em maior resistência à fratura induzida por hidrogénio (HIC), à fratura induzida por sulfeto (SSC) e propriedades mecânicas melhoradas, as tolerâncias dimensionais podem ser parâmetros importantes na mecânica da fratura e que devem ser criteriosamente inspecionadas, principalmente quando se trata de uma união por solda entre tubos para condução e exploração de petróleo. Neste sentido, tolerâncias mais estreitas nas extremidades dos tubos são requeridas, uma vez que a diferença entre as espessuras de parede (Hi-Lo) entre as extremidades dos tubos soldados na região de solda, conforme mostrado na figura 13, " pode ter efeitos prejudiciais como, por exemplo, diminuição da resistência à fadiga, problemas com indicações / rejeições em ensaios não destrutivos, bem como perdas de produtividade na produção de petróleo. Para a produção de tubos petrolíficos, especificamente linepi- pes, as tolerâncias de espessura de parede na extremidade especificadas em normas técnicas, na maioria dos casos, não são suficientes para garantir um bom "casamento" (matching) entre os tubos soldados. Com isso, para que não ocorram problemas como os relacionados anteriormente, empresas petrolíferas usualmente pedem para mapear a parede nas extremidades de cada tubo (linepipe) e identificar o melhor "matching" entre os tubos fornecidos para que, no momento da soldagem em campo, os efeitos ocasionados devido a grandes diferenças de parede possam ser reduzidos. Os efeitos colaterais para tal mapeamento estão relacionados com uma maior complexidade de logística devido à necessidade de triagem de tubos, menor produ- tividade nas instalações e embarcações de lançamento de tubos no mar (offshore) e efeitos negativos sobre a resistência à fadiga em aplicações dinâmicas.
[004] O termo "Hi-Lo" é usado para indicar as diferenças e variações de diâmetro e espessura na extremidade dos tubos soldados, resultando em degraus na junta entre dois tubos. O correto dimensionamento do "Hi-Lo" nos projetos minimiza as diferenças de espessura de parede para o processo de soldagem subsequente. No entanto, sem uma automatização do sistema de medição acoplado a um torno mecânico de três eixos, o processo de medição e mapeamento manual dos tubos torna-se oneroso e, geralmen- te, apresenta uma baixa produtividade.
[005] O documento CN102650516 refere-se a um método de medição on-line do diâmetro externo e da ovalização da extremidade da tubulação de aço de grande diâmetro com as seguintes etapas: obter os dados nominais de uma tubulação de aço a ser medida para determinar a posição do ei- xo,definir o intervalo relacionado a um sensor de deslocamento de laser de diâmetro externo, permitir que uma sonda do sensor seja direcionada no eixo para a medição e, em seguida, obter o diâmetro D do tubo de aço a ser medido, girar o sensor 180 graus para medir o diâmetro externo em todas as direções periféricas e obter o diâmetro médio e a ovalização do tubo de aço a ser medido. Esse documento também descreve um dispositivo de medição on-line do diâmetro externo e da ovalização da extremidade da tubulação que inclui um robô industrial, um dispositivo de medição do diâmetro externo e um dispositivo de detecção de eixo. O robô industrial padrão é adotado para o transporte do aparelho de medição e é disposto em torno da extremidade da tubulação de aço a ser medida. O documento CN102650516 não sugere o processamento dos valores medidos, e posterior usinagem da ex- tremidade do tubo.
[006] O documento US5778744 descreve um método para a realização de um chanfro por usinagem em um tubo sem costura, o qual utiliza sensores para identificar os diâmetros interno e externo da extremidade do tubo, de modo a eliminar imprecisões devido aos desvios de um perfil perfei- tamente cilíndrico frequentemente presentes em tubos sem costura. O método leva em conta também um perfil teórico da extremidade do tubo, e as dimensões reais dos diâmetros interno e externo do tubo, e realiza a usinagem em duas etapas, uma primeira mais grosseira, e uma segunda com ajuste fino. Esse documento, contudo, não sugere o uso de sensores laser e está limitado à elaboração de um chanfro de extremidade, mas não sugere realizar a usinagem completa da extremidade do tubo para ajuste de espessura de parede e dos diâmetros externo e interno.
[007] O documento JPS62228302 descreve um método para usinar a superfície externa de um tubo sem causar desbalanceamento da espessura de parede ao longo de todo o seu comprimento, arrastando-se rolos em con- tato de laminação com a superfície externa do tubo, e o posicionando-se uma máquina de corte seguindo um tubo curvado após uma usinagem inicial, com base em dados de distribuição de espessura de parede, e executado antes da usinagem do tubo. Este método utiliza sensores para auxiliar na usinagem da superfície apenas externa do tubo, de modo a eliminar desba- lanceamentos. Entretanto, esse documento não sugere a realização da usinagem também interna do tubo e de forma independente da usinagem externa.
OBJETIVOS DA INVENÇÃO
[008] Um primeiro objetivo dessa invenção é de proporcionar um método e um sistema automatizado de medição integrado com um processo de usinagem para alinhamento de extremidades de tubos que assegure tole- râncias de extremidade de tubo mais estreitas, com uma maximização das espessuras de parede média e mínima após a usinagem, e com compensação de excentricidade, de modo a garantir menores valores de diferença entre limites máximo e mínimo especificados por normas técnicas e/ou clientes.
[009] Um segundo objetivo dessa invenção é a integração de um sistema de medição e um torno CNC através de um software dedicado responsável em trabalhar os valores medidos, calculando as coordenadas de usinagem para que as extremidades dos tubos possam ser usinadas com tolerâncias restritas.
[0010] É também objetivo da invenção proporcionar um método e um sistema de alinhamento de extremidades de tubos que possa ser usado para diferentes tipos de tubos, tais como tubulações ascendentes, linhas de ligação, dutos de transporte, entre outros, com custo/benefício competitivo.
[001 1 ] Outro objetivo da invenção é de proporcionar um método e um sistema de alinhamento de extremidades de tubos capaz de medir o diâmetro interno e o diâmetro externo da extremidade do tubo de forma independente, com subsequente usinagem utilizando de um torno CNC com ferramentas centralizadas de forma também independente para os diâmetros internos e externos.
BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[0012] Os objetivos da invenção são alcançados por um sistema automático de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares compreendendo um equipamento de medição que possui um sensor laser interno para medir o diâmetro interno da extremidade do tubo em pelo me- nos uma seção do comprimento do tubo; um sensor laser externo para medir o diâmetro externo da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo; uma estação de usinagem que possui: pelo menos uma ferramenta de usinagem do diâmetro interno do tubo e pelo menos uma ferramenta de usinagem do diâmetro externo do tubo, sendo que as ferra- mentas de usinagem são operadas independentes uma da outra; uma central eletronica de interface entre o equipamento de medição e as ferramentas de usinagem, a qual contém registros de valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno para a extremidade do tubo, sendo que a central eletronica de interface recebe os valores medidos de diâmetro externo e interno do equipamento de medição, compara com os valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno, e controla a operação das ferramentas de usina- gem do diâmetro interno e externo em função do resultado da comparação, para que os valores reais dos diâmetros externos e internos do tubo se aproximem dos valores críticos de diâmetro externo e interno.
[0013] Preferivelmente, o equipamento de medição possui ainda um sensor laser de posicionamento para medir o posicionamento das ferramen- tas de usinagem, e um braço automatizado que possui, em uma extremidade, um garfo com uma pluralidade de dentes, sendo que cada sensor laser está disposto em um dente do garfo. Preferencialmente, a estação de usinagem possui pelo menos uma ferramenta de usinagem do diâmetro interno do tubo e duas ferramentas de usinagem do diâmetro externo do tubo, sendo que cada ferramenta é operada de forma independente. A central eletronica de interface possui um controle numérico computadorizado que controla a operação da estação de usinagem para reduzir a excentricidade do tubo. A central eletronica de interface preferencialmente armazena valores de diâmetro externo e interno do tubo medidos antes e depois da usinagem.
[0014] A central eletronica de interface preferencialmente possui uma unidade de análise de medição que calcula a espessura de parede do tubo pela diferença entre os valores medidos de diâmetro externo e interno em cada posição da circunferência do tubo, e compara os valores calculados de espessura de parede com valores críticos de espessura de parede. A central eletronica de interface determina os valores mínimos e máximos do diâmetro externo e do diâmetro interno, da excentricidade e da espessura de parede da extremidade do tubo com base nos valores medidos de diâmetro externo e interno do tubo. A central eletronica de interface preferencialmente calcula os valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno para a extremida- de do tubo a partir de uma medição prévia de amostras de elementos tubulares e de uma análise estatística da variabilidade dos diâmetros máximo e mínimo medidos das amostras. [0015] Os objetivos da invenção são ainda alcançados por um método automático de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares compreendendo: medir o diâmetro interno da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo; medir o diâmetro externo da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo; processar os valores medidos de diâmetro externo e diâmetro interno e compará-los com valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno, e usinar controladamente o diâmetro interno e o diâmetro externo da extremidade do tubo em função do resultado da comparação, para que os valores reais dos diâmetros externo e interno do tubo se aproximem dos valores críticos de diâmetro externo e interno, para reduzir a excentricidade do tubo. As etapas de medição do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo são, preferivelmente, realizadas de forma independente uma da outra, podendo ser feitas em três seções do comprimento do tubo.
[0016] Após a etapa de usinagem, pode ser feita uma nova etapa de medição do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo, e uma etapa de registrar os valores finais medidos do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo após a usinagem.
[0017] O controle da etapa da usinagem do diâmetro interno e do diâmetro externo do tubo é realizado por meio de um controle numérico computadorizado. A usinagem controlada do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo pode compreender: usinar o diâmetro interno com dimensões que diminuem progressivamente em direção ao centro do tubo em um segmento do comprimento do tubo, e usinar o diâmetro externo com dimensões que aumentam progressivamente em direção ao centro do tubo no segmento do comprimento do tubo, formando uma região de transição com maior espessura de parede entre a extremidade do tubo e o resto do comprimento do tubo.
[0018] A etapa de processar os valores medidos de diâmetro externo e diâmetro interno preferencialmente compreende determinar os valores mínimos e máximos do diâmetro externo e do diâmetro interno, da excentricida- de e da espessura de parede da extremidade do tubo com base nos valores medidos de diâmetro externo e interno do tubo. A etapa de determinar a espessura de parede do tubo compreende calcular a diferença entre os valores medidos de diâmetro externo e interno em cada posição da circunferência do tubo na seção medida, comparar os valores calculados de espessura de parede com valores críticos de espessura de parede e identificar as coordenadas das posições de usinagem no diâmetro interno e no diâmetro externo do tubo.
[0019] O método compreende preferencialmente uma etapa inicial de calcular os valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno para a extremidade do tubo a partir de uma medição prévia de amostras de elementos tubulares e de uma análise estatística da variabilidade dos diâmetros máximo e mínimo medidos das amostras. O método preferencialmente compreende, antes da etapa de usinagem, uma etapa de descarte do tubo, caso os valores medidos de diâmetro interno e externo sejam insuficientes para se obter os valores críticos de diâmetro interno e externo após a usinagem. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0020] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:
[0021 ] a figura 1 -é uma vista esquemática de um sistema de medição e usinagem automática de extremidade de elementos tubulares de acordo com a invenção;
[0022] a figura 2 é uma vista parcial em perspectiva da ferramenta de usinagem do sistema de acordo com a invenção;
[0023] a figura 3 é uma vista em perspectiva da extremidade de um tubo após ser processado;
[0024] a figura 4 é uma vista frontal do tubo da figura 3, mostrando o diâmetro interno da extremidade do tubo após o processamento;
[0025] a figura 5 é um gráfico mostrando as medições dos diâmetros interno e externo de um tubo antes do processamento; [0026] a figura 6 é um gráfico mostrando as medições dos diâmetros interno e externo do tubo após o processamento;
[0027] a figura 7 é um gráfico mostrando a distribuição normal dos valores mínimo, médio e máximo do diâmetro externo do tubo antes do proces- samento;
[0028] a figura 8 é um gráfico mostrando a distribuição normal dos valores mínimo, médio e máximo do diâmetro externo do tubo após o processamento;
[0029] a figura 9 é um gráfico mostrando a distribuição normal dos valo- res mínimo, médio e máximo do diâmetro interno do tubo antes do processamento;
[0030] a figura 10 é um gráfico mostrando a distribuição normal dos valores mínimo, médio e máximo do diâmetro interno do tubo após o processamento;
[0031 ] a figura 1 1 - é um gráfico mostrando a distribuição normal dos valores mínimo, médio e máximo da espessura de parede do tubo antes do processamento;
[0032] a figura 12 é um gráfico mostrando a distribuição normal dos valores mínimo, médio e máximo da espessura de parede do tubo após o processamento; e
[0033] a figura 13 é uma vista em seção transversal de uma junta soldada de dois tubos mostrando as diferenças entre os diâmetros das extremidades dos tubos (Hi-lo).
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS
[0034] A figura 1 mostra esquematicamente uma modalidade preferida da composição de equipamentos, hardwares e softwares do sistema de medição e usinagem automática de extremidade de elementos tubulares de acordo com a invenção. Os elementos tubulares são geralmente tubos de aço 10 usados na indústria de óleo e gás, porém o sistema de acordo com a invenção pode ser aplicado a elementos tubulares de outras naturezas e outros materiais, quando houver necessidade de medição e/ou usinagem das extremidades dos mesmos. [0035] O sistema possui um equipamento de medição 1 que pode ser acionado para medir os diâmetros (OD/ID), ovalização e excentricidade do tubo antes e/ou depois da usinagem, em posições/planos diferentes ao longo de um comprimento máximo de 500 mm da extremidades de elementos tubulares, sendo a medição feita nas mesmas posições antes e depois da usinagem, para fins de ajuste e verificação do resultado. O equipamento de medição 1 é dotado de um sensor laser interno 3 para medir o diâmetro interno da extremidade do tubo, e um sensor laser externo 2 para medir o diâmetro externo da extremidade do tubo, ambos em pelo menos uma seção do comprimento da extremidade tubo. Preferivelmente, o equipamento de medição 1 possui ainda um sensor laser de posicionamento 4, que mede o posicionamento das ferramentas de usinagem em relação ao centro da respectiva máquina de usinagem ou estação de usinagem.
[0036] Em uma modalidade da invenção, o equipamento de medição é constituído por um robô 1 1 que faz todos os movimentos necessários para transportar os sensores laser até as extremidades dos tubos e rotacionar os sensores para que as medidas sejam feitas a cada 1 °. Esse robô possui um braço automatizado 7, o qual movimenta os sensores laser 2, 3, 4 ao redor e ao longo da periferia da extremidade do tubo. Na extremidade do braço au- tomatizado 7 é acoplado um garfo, em cujos dentes são montados os sensores laser 2, 3, 4. Nessa modalidade da invenção que utiliza três sensores, o garfo apresenta três dentes. No dente inferior é disposto o sensor laser de posicionamento 4. No dente central é acoplado o sensor laser externo 2, e no dente superior é acoplado o sensor laser interno 3. Os sensores externo 2 e interno 3 são posicionados respectivamente fora do tubo e dentro do tubo e deslocados ao redor e ao longo do comprimento da extremidade do tubo.
[0037] O braço automatizado 7 desloca os sensores 2, 3 na direção axial do tubo, de modo que eles possam medir os diâmetros interno e exter- no do tubo em diversas posições axiais próximas à extremidade do tubo.
[0038] Na modalidade da invenção mostrada na figura 1 , os sensores 2, 3 e 4 são sensores a laser de triangulação. O sensor externo 2 e o sensor interno 3 realizam medições nos 360Q da circunferência do tubo, , fazendo uma mediação a cada 1 Q da circunferência do tubo. Normalmente, são feitas até três medições em seções axialmente distintas da extremidade do tubo 10, e preferivelmente em qualquer posição até cerca de 300 mm a partir da borda de extremidade do tubo, ou mais do que 300mm, dependendo das especificações técnicas e da configuração do equipamento de medição. A combinação dos sensores laser com o braço automatizado contribui para que o sistema realize medições bastante precisas da superfície da extremidade do tubo.
[0039] O sistema automático de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares de acordo com a invenção apresenta também uma estação de usinagem 5 que é responsável por usinar e dimensionar a extremidade do tubo, de modo que os valores reais alcançados após usinagem dos diâmetros externo e interno, ovalização, excentricidade e espessura de parede do tubo se aproximem dos valores especificados por clientes e/ou normas técnicas com a mínima variação possível ou calculados pelo sistema (aqui chamados de valores críticos). O sistema busca uma maximização da espessura da parede e uma redução da excentricidade do tubo, para se obter os melhores valores de tolerância de extremidade do tubo que proporcio- ne um melhor casamento ("matching") entre os tubos soldados.
[0040] Para essa finalidade, a estação de usinagem 5 compreende pelo menos uma, e preferencialmente duas ferramentas de usinagem do diâmetro interno do tubo 14 e pelo menos uma, preferencialmente duas, ferramentas de usinagem do diâmetro externo do tubo 12, 13 integrantes de uma máqui- na de usinagem, como pode ser visto na figura 2. As ferramentas de usinagem 12, 13 e 14 são acopladas a um mesmo eixo central da estação de usinagem 5. As ferramentas de usinagem operam e usinam o tubo de forma independente umas das outras.
[0041 ] Uma central eletrônica de interface 6 do sistema de acordo com a invenção é responsável por realizar a interface entre o equipamento de medição 1 e a estação de usinagem 5. Nessa central eletrônica de interface 6 estão registrados os valores críticos de diâmetros externo e interno para a extremidade do tubo. Esses valores críticos são determinados em função de normas técnicas e/ou do cliente a partir dos limites de tolerância dimensionais necessários ou desejados à aplicação daqueles tubos, e são previamente programados nessa central de interface 6.
[0042] A central eletrônica de interface 6 recebe os valores de diâmetro externo e interno medidos pelo equipamento de medição 1 antes e/ou depois da usinagem, e pode manter registros desses valores para todos os tubos de produção. A central eletrônica de interface 6 compara os valores medidos de diâmetro externo e interno com os valores críticos de diâmetro externo e in- terno previamente registrados, e controla a operação das ferramentas de usinagem 12, 13 e 14 em função do resultado da comparação, para que os tubos 10 sejam usinados até os valores críticos dos diâmetros externo e interno calculados ou previamente registrados. Esses valores são calculados pela central de interface 6, normalmente por meio de um software . O siste- ma também busca realizar um controle da operação das ferramentas de usinagem 12, 13 e 14 para reduzir a excentricidade do tubo, ou seja, para que as circunferências correspondentes aos diâmetros interno e externo fiquem concêntricas.
[0043] A central eletrônica de interface 6 possui uma unidade de análi- se de medição 9, mostrada na figura 1 , para fazer a análise e o processamento dos valores medidos, e também para controlar a operação do equipamento de medição 1 , do braço automatizado 7 e do robô, quando for o caso. Com base nos valores medidos pelos sensores, a unidade de análise de medição 9 calcula os valores mínimos e máximos do diâmetro externo e do diâmetro interno, da excentricidade e da espessura de parede da extremidade reais do tubo. . A espessura de parede do tubo é calculada através da diferença entre os valores medidos de diâmetro externo e interno em cada posição da circunferência do tubo.
[0044] Antes da usinagem, a unidade de análise de medição 9 verifica se aquele tubo possui material e espessura de parede suficiente para ser usinado e dimensionado, de modo que a forma final do tubo especifica- da/desejada seja alcançada. Caso o tubo não atenda a esses requisitos, ele é descartado.
[0045] A unidade de análise de medição 9 também é responsável por comparar os valores calculados de espessura de parede e os valores medi- dos dos diâmetros interno e externo com valores críticos de espessura de parede e dos diâmetros previamente registrados, para gerar os sinais de controle que serão usados para controlar a operação das ferramentas de usinagem 12, 13, 14.
[0046] Em uma modalidade da invenção, os valores críticos são calcu- lados na própria unidade de análise de medição 9 da central eletrônica 6 do sistema, com auxílio de um software dedicado, a partir da medição e da análise das dimensões de algumas amostras do lote de tubos a serem usinados. O software dedicado do sistema permite realizar a medição e o controle da operação das ferramentas de usinagem dos diâmetros interno e externo de forma individual e separada, aumentando sensivelmente a taxa de produção de tubos medidos, usinados e dimensionados pelo sistema. Além disso, o sistema pode ser programado de formas diferentes, o que permite sua aplicação tanto para tubulações ascendentes (risers) como linhas de ligação para o transporte de petróleo e gás com uma boa relação de custo benefício em todos os casos.
[0047] Esse software dedicado é configurado para encontrar as melhores combinações de diâmetros interno e externo do tubo, de modo que ele seja dimensionado dentro dos valores de limiar dessas variáveis, e para alcançar um melhor casamento ("matching") entre tubos de um mesmo lote. O software também busca sempre obter uma maximização da espessura da parede e uma redução da excentricidade, para obter um melhor desempenho e qualidade do tubo.
[0048] Em um exemplo, cerca de 30 tubos de um lote são previamente escaneados pelo sistema de acordo com a invenção, e seus valores de diâ- metro externo e interno são medidos, suas espessuras de parede, excentricidade e ovalização são calculadas e seu seus diâmetros interno e externo máximos são identificados. Na unidade de análise de medição 9 da central eletrônica 6, é feita uma análise da variabilidade dos diâmetros máximo e mínimo identificados e, em seguida, os valores alvo dos diâmetros interno e externo são definidos estatisticamente com auxílio do referido software. Os valores alvo dos diâmetros interno e externo são calculados, de modo a evi- tar um maior desperdício de material possível e garantir os limites de tolerância das extremidades dos tubos e uma maior espessura de parede daquele lote específico de tubos.
[0049] Como pode ser visto na figura 1 , a central eletrônica de interface 6 possui um controle numérico computadorizado (CNC) 8 responsável por controlar a operação da estação de usinagem 5, e mais especificamente das ferramentas de usinagem 12 e 13 externas e 14 interna individualmente. Esse controle CNC 8 recebe todos os dados calculados pela unidade de análise de medição 9 da central eletrônica de interface 6 necessários ao controle das ferramentas de usinagem 12, 13, 14, tendo em conta os valores de diâ- metros interno e externo calculados pelo software considerando a maximização desejada.
[0050] Dessa forma, é possível controlar a usinagem dos diâmetros externo e interno de forma independente com base nos valores críticos individuais de cada um deles, controlando-se a operação do eixo de cada uma das ferramentas de usinagem 12, 13, 14 com centralização independente e também com configurações independentes. Por exemplo, o sistema de acordo com a invenção é capaz de usinar um diâmetro externo em uma faixa de 1 1 ,43 cm a 40,64 cm (4 1 /2" a 16") com a mesma precisão para toda a faixa. Para essa faixa de diâmetro externo, o sistema é capaz de usinar uma média de 80 tubos por turno de trabalho de 8 horas.
[0051 ] Os gráficos das figuras 5 e 6 permitem uma melhor compreensão do funcionamento da invenção, pois mostram as medidas dos diâmetros interno e externo extraídas de um tubo, representando a seção transversal do mesmo, respectivamente antes e depois da usinagem. Como pode ser visto na figura 5, normalmente, a espessura de parede dos tubos antes da usinagem é maior do que o valor crítico alvo. Nessa figura, os valores críticos/alvo dos diâmetros interno e externo estão marcados em linhas cheias, enquanto os valores medidos estão representados em linhas tracejadas. Os valores foram medidos ao longo de duas seções do tubo representadas por ID Face 1 , ID Face 2, OD Face 1 , OD Face 2. Há uma diferença tanto no diâmetro externo como no interno em relação aos valores críticos. Portanto, o sistema de acordo com a invenção precisa determinar quais partes da superfície do tubo serão usinadas combinadamente na parede interna e na parede externa, para alcançar a espessura de parede desejada em toda a circunferência da extremidade do tubo e ao mesmo tempo garantir reduzir ao máximo a excentricidade entre os diâmetros internos e externos.
[0052] Nota-se ainda na figura 5 que, devido às diferenças dos diâmetros interno e externo da parede do tubo em relação aos valores críticos, e às irregularidades e ondulações na superfície dessas paredes, é preciso ajustar o posicionamento das circunferências correspondentes aos valores críticos dos diâmetros interno e externo no tubo, de modo a garantir a es- pessura de parede desejada em toda a circunferência do tubo após a usina- gem.
[0053] O resultado da usinagem é mostrado na figura 6, onde se vê que as ondulações na superfície interna foram sensivelmente reduzidas, e o diâmetro interno foi aumentado para uma dimensão próxima ao valor crítico representado em linha contínua na figura 5. A dimensão do diâmetro externo foi também aproximada do valor crítico, e as ondulações na superfície externa foram reduzidas, ao mesmo tempo em que as circunferências dos diâmetros interno e externo reais tornaram-se mais concêntricas.
[0054] O sistema de acordo com a invenção pode ser usado também apenas para a medição das dimensões dos diâmetros e espessura de parede dos tubos, por exemplo, nos casos em que não sejam necessários ajustes de dimensão dos tubos.
[0055] A invenção também se refere a um método automático de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares, por meio do qual inicialmente são medidos o diâmetro interno e o diâmetro externo da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo. As medições desses dois diâmetros são realizadas de forma independente uma da outra. Podem ser realizadas medições nos 360Q da circunferência do tubo, por exemplo, com intervalos de 1 Q entre cada medida, ou com intervalos maiores ou menores, caso desejado ou necessário. Esse intervalo pode ser programado e ajustado. Normalmente, são feitas até três medições em se- ções distintas do comprimento da extremidade do tubo, e preferivelmente em qualquer posição até cerca de 300 mm a partir da extremidade do tubo.
[0056] Após feitas as medições, os valores medidos de diâmetro externo e diâmetro interno são processados e comparados com valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno previamente determinados em fun- ção do projeto e da aplicação desejada, ou previamente calculados pela central eletrônica 6 após o escaneamento das amostras de tubo daquele lote. Os valores, mínimos, máximos e médios dos diâmetros externos e internos, bem como o cálculo da espessura parede são produto final deste escaneamento dos sensores em torno do perímetro nas extremidades dos tubos. Os valores médios desses diâmetros são calculados e registrados. São também identificadas a excentricidade entre esses dois diâmetros e a espessura de parede ao longo de toda a periferia da extremidade do tubo, como pode ser visto nas representações mostradas na figura 5 dos valores medidos de um tubo. A determinação da espessura de parede do tubo é calculada pela dife- rença entre os valores medidos de diâmetro externo e interno em cada posição da circunferência do tubo na seção medida.
[0057] Os valores identificados de diâmetros e espessura de parede são comparados com os respectivos valores críticos previamente determinados, para então se identificar quais partes da superfície do tubo precisam ser usinadas e em que medida a usinagem precisa ser efetuada, de modo que os valores reais finais dos diâmetros externos e internos e da espessura de parede do tubo se aproximem dos valores críticos de diâmetro externo e interno. Essa determinação das partes a serem usinadas busca também alcançar uma maximização da espessura da parede e uma redução da excen- tricidade do tubo, para se obter os melhores valores de tolerância de extremidade do tubo. Nessa etapa são identificadas as melhores combinações de diâmetros interno e externo do tubo, considerando-se os valores reais medi- dos desses parâmetros de modo que ele seja dimensionado dentro dos valores críticos dessas variáveis. O software dedicado da central de controle calcula as coordenadas de usinagem, para que os valores restritos de tolerâncias sejam alcançados nas extremidades após usinagem. O software indica a posição no tubo e a quantidade de material a ser usinado.
[0058] Por meio dos resultados de cálculos obtidos por esse software dedicado, se determina se as extremidades serão ou não usinadas, ou seja, se as medidas nominais dos tubos podem ou são suficientes para deixar a extremidade dos tubos com as medidas dentro do especificado. A usinagem acontecerá apenas se a extremidade possuir material suficiente para que a forma final alvo do tubo seja alcançada. Caso contrário, o tubo é rejeitado.
[0059] Caso as dimensões das extremidades do tubo sejam suficientes para serem usinadas, as coordenadas da posição de usinagem são enviadas para o controle CNC das ferramentas de usinagem e o processo de usi- nagem é liberado pelo software. A usinagem dos diâmetros interno e externo da extremidade do tubo é realizada controladamente em função dos resultados dos cálculos anteriormente mencionados da etapa de processamento. O controle numérico computadorizado (CNC) é usado para controlar a usinagem de forma precisa, e para que as usinagens do diâmetro interno e exter- no possam ser feitas de maneira independente uma da outra.
[0060] A usinagem pode ser controlada e ajustada para tubos de diferentes tamanhos e naturezas, com parâmetros também distintos de espessura de parede e de tolerância de extremidade. Além disso, para melhorar a resistência à fadiga do tubo, pode ser usinada no tubo uma região de transi- ção 15, 16, chamada de taper de transição, suave e sem pontos pontiagudos entre a extremidade do tubo e o corpo, tanto na superfície interna como na externa, conforme mostrado nas figuras 3 e 4. Na região de transição 15 na superfície externa, o diâmetro externo é usinado com dimensões que aumentam progressivamente em direção ao centro do corpo na direção axial do tubo, enquanto na região de transição 16 na superfície interna, o diâmetro interno é usinado com dimensões que diminuem progressivamente em direção ao centro do tubo, formando uma região de transição com maior espes- sura de parede entre a extremidade do tubo e o resto do seu corpo. Em uma modalidade da invenção, o comprimento da extremidade do tubo que é usinado é de cerca de 300 mm, incluindo a região de transição. Esse comprimento pode ser maior do que 300 mm, caso necessário.
[0061 ] Finalmente, após a usinagem controlada, é realizada uma nova etapa de medição do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo nas mesmas posições ao longo do comprimento do tubo onde foram feitas as medições antes da usinagem, de modo a verificar se as medidas finais estão dentro dos valores alvo previstos pelo software. Os valores me- didos após a usinagem são registrados. Dessa forma, pode ser gerado um registro de valores finais das dimensões dos tubos usinados de um mesmo lote, por exemplo.
[0062] Em uma modalidade preferencial da invenção, todas as etapas do método aqui descrito podem ser realizadas pelo sistema de acordo com a invenção aqui descrito. Esse sistema e esse método foram desenvolvidos e concebidos de modo a poderem ser usados tanto na linha de produção dos tubos, por exemplo, no estágio de acabamento, como fora dela, sem interferir no fluxo de produção dos tubos. Além disso, o sistema e o método aqui descritos conferem uma flexibilidade à linha de produção em termos de me- dição de extremidades dos tubos, bem como à combinação da medição com a usinagem desses tubos.
[0063] Tanto antes quanto durante a realização do método de acordo com a invenção e/ou o uso do sistema de acordo com a invenção, é importante realizar procedimentos de calibragem dos equipamentos utilizados que podem ser repetidos tantas vezes quantas forem necessárias para o adequado funcionamento do método e do sistema. A calibragem pode ser feita em segmentos de tubos de prova com dimensões conhecidas.
[0064] Nas figuras 3 e 4 que mostram a extremidade de um tubo após ser usinado e dimensionado pelo sistema e pelo método da invenção, é pos- sível ver que as superfícies acabadas interna e externa apresentam uma rugosidade com valores máximos de 125RMS (N8, Ra = 3,2 μΜ). Uma região de transição em forma de rampa 12 (também conhecida como "taper de transição") com relação mínima de 7:1 na região do diâmetro interno foi usada, de acordo com especificações do projeto. Uma região de transição em forma de rampa mais suave, com relação de 15: 1 foi aplicada na região de transição 12 do diâmetro externo, a fim de evitar problemas durante a apli- cação do revestimento externo. Regiões de transição suaves no diâmetro interno e no diâmetro externo também contribuem para a melhoria da resistência à fadiga. A região de transição em forma de rampa pode ser dimensionada pelo equipamento de modo a atender qualquer especificação técnica de norma e/ou cliente.
[0065] O sistema e o método de acordo com a invenção são aptos à produção de linhas tubulares a serem usadas em projetos de tubulações ascendentes (risers) em exploração de petróleo, no Brasil (Sapinhoá, Guará- Lula e P-55) com tolerâncias de extremidade de tubo bastante restritas para o diâmetro externo (± 0,75 mm) e para o diâmetro interno (± 0,25 mm) ou ainda mais restritas para o diâmetro interno, da ordem de ± 0,20 mm, por exemplo, usada para o projeto LLOG para o Golfo do México. No diâmetro externo a tolerância do sistema também pode chegar até +/- 0,20 mm. Para esses projetos, foram fornecidos com sucesso aproximadamente 13,500 tubos, e foram soldados e lançados por método de lançamento J-lay ou Reel- Lay. Os resultados de fadiga em juntas soldadas foram bons e estavam em conformidade com as rigorosas especificações aplicáveis para esses projetos. O controle dimensional eficaz de tolerâncias nas extremidades de todos os tubos evita a necessidade de qualquer tipo de classificação e seleção de tubos para as operações de soldagem para tubulações de produção de óleo o gás, quer nas bases onshore ("spoolbases") quer nas embarcações de lançamento, e assegura um bom casamento de todas as conexões de tubos durante qualquer tipo de processo de soldagem.
[0066] As razões para este controle rígido para as diferenças entre os valores máximo e mínimo dos diâmetros interno e externo estão ligadas às severas especificações aplicáveis a juntas soldadas, a fim de assegurar uma boa resistência à fadiga, o que é particularmente crítico para aplicações de tubulações ascendentes. O sistema e o método da presente invenção garan- tem diferenças entre limites máximo e mínimo da ordem de ±0,20mm para o diâmetro interno.
[0067] Nas figuras 5 a 12 são apresentados resultados que demonstram o excelente desempenho do sistema e do método automáticos de me- dição e usinagem de extremidade de elementos tubulares aqui descritos em termos de eficácia para corrigir a geometria do diâmetro externo, do diâmetro interno e da espessura de parede. Os tubos nos quais foram realizados os testes que se referem às figuras foram fornecidos para um projeto de tubulação ascendente (riser). As medidas foram realizadas antes e depois da operação de usinagem para fins de comparação e para mostrar a capacidade do equipamento para melhorar as dimensões das extremidades tubos.
[0068] Os resultados mostrados nessas figuras se referem a tubos que objetivavam alcançar as seguintes dimensões reais: espessura de parede: 25,4mm -8% + 10%, diâmetro externo alvo: 203 ± 0,75 mm / diâmetro inter- no alvo: 154,15 ± 0,25 mm.
[0069] Para cada extremidade de tubo, uma análise de todas as medições de todas as seções é realizada automaticamente pelo software usado no sistema e no método da presente invenção. Novamente com relação ao exemplo da figura 5, no gráfico são mostradas em linhas pontilhadas medi- ções realizadas em duas seções da extremidade do tubo, a 50 milímetros e 150 mm de distância da borda antes da operação de usinagem, as quais são representadas por ID Face 1 , ID Face 2, OD Face 1 , OD Face 2. É possível observar que o diâmetro interno nas duas seções de medição varia significativamente ao longo dos 360° analisados, ao passo qu e o diâmetro externo varia menos devido aos passes de calibração finais no fim do processo de laminação. As linhas contínuas correspondem aos diâmetros interno e externo críticos de referência calculados pelo software em conformidade com os requisitos de aplicação demandados no projeto.
[0070] Como pode ser visto na figura 6 que representa as medidas rea- lizadas após o processo de usinagem, é possível observar uma melhoria significativa da ovalização do diâmetro interno. Isso demonstra a eficácia do sistema e do método de acordo com a invenção para melhorar a geometria e as tolerâncias no que diz respeito os diâmetros interno e externo, espessura de parede e excentricidade da extremidade do tubo, com base nas medições anteriores e nos cálculos adequados dos valores críticos objetivados. Desse modo, é possível alcançar um casamento otimizado para todos os tubos produzidos, evitando perdas de produtividade durante as operações de soldagem e proporcionando uma melhora no desempenho dos produtos durante a sua aplicação.
[0071 ] Os gráficos das figuras 7 e 8 mostram a distribuição normal dos valores mínimo (OD min), médio (OD Ave) e máximo (OD Max) do diâmetro externo (OD) do tubo antes e depois da usinagem, respectivamente. O eixo das abscissas indica o valor do diâmetro externo medido em milímetros e o eixo das ordenadas indica a frequência em que cada medida de diâmetro externo foi obtida. As linhas verticais representam o valor alvo desejado do diâmetro externo e as respectivas tolerâncias máxima e mínima (203 ± 0,75 mm). A comparação entre essas figuras mostra que foram obtidas alterações significativas nas dimensões do diâmetro externo depois da usinagem usando os parâmetros definidos pelo sistema e pelo método de acordo com a invenção, para alcançar a maximização da espessura de parede e excentricidade das extremidades do tubo. As curvas de distribuição normal dos valo- res mínimo, médio e máximo do diâmetro externo se deslocaram totalmente para dentro da faixa de valores alvo de diâmetro externo incluindo as tolerâncias (203 ± 0,75 mm), e os valores médios dessas curvas se aproximaram do valor alvo central de 203 mm.
[0072] Os gráficos das figuras 9 e 10 mostram a distribuição normal dos valores mínimo (ID min), médio (ID Ave) e máximo (ID Max) do diâmetro externo (ID) do tubo antes e depois da usinagem, respectivamente. O eixo das abscissas indica o valor do diâmetro interno medido em milímetros e o eixo das ordenadas indica a frequência em que cada medida de diâmetro interno foi obtida. As linhas verticais representam o valor alvo desejado do diâmetro interno e as respectivas tolerâncias máxima e mínima (154,15 ± 0,25 mm). A análise dessas duas figuras mostra que antes da operação de usinagem todos os valores de diâmetro interno medidos estavam fora e bastante distan- tes da faixa de valores alvo de diâmetro interno incluindo a tolerância (154,15 ± 0,25 mm) como pode ser visto na figura 9. Após a usinagem, as curvas de distribuição normal dos valores mínimo, médio e máximo do diâmetro interno se deslocaram totalmente para dentro da faixa de valores alvo, e os valores médios dessas curvas se aproximaram bastante do valor alvo central de 154,15 mm.
[0073] A partir daí pode-se concluir que as superfícies interna e externa da extremidade do tubo foram usinadas até o diâmetro interno alcançar um valor próximo ao limite mínimo de tolerância e até o diâmetro externo alcan- çar um valor próximo ao limite máximo de tolerância. As figuras 1 1 e 12 mostram a distribuição normal dos valores mínimo (Wt min), médio (Wt Ave) e máximo (Wt Max) da espessura de parede (Wt) para esta extremidade do tubo antes e depois da usinagem, respectivamente. Nota-se que, após a usinagem, os valores mínimo, médio e máximo também se aproximaram bastante da espessura de parede média desejada e suas respectivas tolerâncias (25,4mm -8% + 10%) representadas pelas linhas verticais. Inclusive, foram eliminadas medidas de espessura de parede máxima com valores maiores do que 26,5mm, o que mostra a maximização da espessura de parede obtida.
[0074] Assim, pode-se observar que o sistema e o método de acordo com a invenção alcançaram o objetivo desejado de minimizar as diferenças entre os valores máximo e mínimo de diâmetro e de obter as tolerâncias especificadas de espessura de parede maximizadas.
[0075] Os resultados obtidos com o sistema e o método automáticos de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares permitem concluir que eles apresentam uma alta capacidade para calcular os parâmetros de usinagem adequados, a fim de maximizar a espessura de parede mínima e média e reduzir a excentricidade. O sistema e o método de acordo com a invenção são também bastante eficazes para corrigir a ovaliza- ção/circularização do diâmetro externo e do diâmetro interno. As diferenças entre os valores máximo e mínimo de diâmetro podem ser significativamente melhoradas pelo sistema e pelo método da invenção, após a usinagem controlada.
[0076] Além disso, o sistema e o método de acordo com a invenção permitem alta repetição e reprodutibilidade para lotes completos de tubos, o que evita a necessidade de triagem e seleção adicional nas bases onshore e nas embarcações de lançamento. Graças à maior produtividade em comparação com os métodos de dimensionamento de extremidade manuais, o sistema e o método de acordo com a invenção também podem ser utilizados para linhas de transporte de óleo e gás.
[0077] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1 . Sistema automático de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares, caracterizado pelo fato de que compreende:
um equipamento de medição (1 ) que possui:
um sensor laser interno (3) para medir o diâmetro interno da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo;
um sensor laser externo (2) para medir o diâmetro externo da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo;
uma estação de usinagem (5) que possui:
pelo menos uma ferramenta de usinagem do diâmetro interno do tubo (14) e pelo menos uma ferramenta de usinagem do diâmetro externo do tubo (12, 13), sendo que as ferramentas de usinagem são operadas independentes uma da outra;
uma central eletrônica de interface (6) entre o equipamento de medição e as ferramentas de usinagem, a qual contém registros de valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno para a extremidade do tubo,
sendo que a central eletrônica de interface (6) recebe os valores medidos de diâmetro externo e interno do equipamento de medição, compara com os valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno, e controla a opera- ção das ferramentas de usinagem do diâmetro interno e externo (12, 13, 14) em função do resultado da comparação, para que os valores reais dos diâmetros externo e interno do tubo se aproximem dos valores críticos de diâmetro externo e interno.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o equipamento de medição possui ainda um sensor laser de posicionamento
(4) para medir o posicionamento das ferramentas de usinagem (12, 13, 14).
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o equipamento de medição compreende um braço automatizado (7) que possui, em uma extremidade, um garfo com uma pluralidade de dentes, sendo que cada sensor laser está disposto em um dente do garfo.
4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a estação de usinagem (5) possui pelo menos uma ferramenta de usinagem do diâmetro interno do tubo e duas ferramentas de usinagem do diâmetro externo do tubo, sendo que cada ferramenta é operada de forma independente.
5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracteri- zado pelo fato de que a central eletrônica de interface (6) possui um controle numérico computadorizado (8) que controla a operação da estação de usinagem (5).
6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a central eletrônica de interface (6) armazena valores de diâmetro externo e interno do tubo medidos antes e depois da usinagem.
7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a central eletrônica de interface (6) controla a operação de usinagem das ferramentas de usinagem para reduzir a excentricidade do tubo.
8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a central eletrônica de interface (6) possui uma unidade de análise de medição (9) que calcula a espessura de parede do tubo pela diferença entre os valores medidos de diâmetro externo e interno em cada posição da circunferência do tubo, e compara os valores calculados de espessura de parede com valores críticos de espessura de parede.
9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a central eletrônica de interface (6) determina os valores mínimos e máximos do diâmetro externo e do diâmetro interno, da excentricidade e da espessura de parede da extremidade do tubo com base nos valores medidos de diâmetro externo e interno do tubo.
10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a central eletrônica de interface (6) calcula os valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno para a extremidade do tubo a partir de uma medição prévia de amostras de elementos tubulares e de uma análise estatística da variabilidade dos diâmetros máximo e mínimo medidos das amostras.
1 1 . Método automático de medição e usinagem de extremidade de elementos tubulares, caracterizado pelo fato de que compreende:
medir o diâmetro interno da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo;
medir o diâmetro externo da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo;
processar os valores medidos de diâmetro externo e diâmetro interno e compará-los com valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno, e usinar controladamente o diâmetro interno e o diâmetro externo da extremi- dade do tubo em função do resultado da comparação, para que os valores reais dos diâmetros externo e interno do tubo se aproximem dos valores críticos de diâmetro externo e interno.
12. Método de acordo com a reivindicação 1 1 , caracterizado por compreender, após a etapa de usinagem, uma nova etapa de medição do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo em pelo menos uma seção do comprimento do tubo, e uma etapa de registrar os valores finais medidos do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo após a usinagem.
13. Método de acordo com a reivindicação 1 1 ou 12, caracterizado pelo fato de que as etapas de medição do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo são realizadas de forma independente uma da outra.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o controle da etapa da usinagem do diâmetro interno e do diâmetro externo do tubo é realizado por meio de um controle numé- rico computadorizado.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a usinagem controlada do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo compreende:
usinar o diâmetro interno com dimensões que diminuem progressivamente em direção ao centro do tubo em um segmento do comprimento do tubo, e usinar o diâmetro externo com dimensões que aumentam progressivamente em direção ao centro do tubo no segmento do comprimento do tubo, formando uma região de transição com maior espessura de parede entre a extremidade do tubo e o resto do comprimento do tubo.
16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a usinagem controlada do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo compreende usinar controlada- mente o diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo para reduzir a excentricidade do tubo.
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 1 a 16, caracterizado pelo fato de que a etapa de processar os valores medidos de diâ- metro externo e diâmetro interno compreende determinar os valores mínimos e máximos do diâmetro externo e do diâmetro interno, da excentricidade e da espessura de parede da extremidade do tubo com base nos valores medidos de diâmetro externo e interno do tubo.
18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar a espessura de parede do tubo compreende calcular a diferença entre os valores medidos de diâmetro externo e interno em cada posição da circunferência do tubo na seção medida, comparar os valores calculados de espessura de parede com valores críticos de espessura de parede e identificar as coordenadas das posições de usinagem no diâmetro interno e no diâmetro externo do tubo.
19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as etapas de medição do diâmetro interno e do diâmetro externo da extremidade do tubo são realizadas em três seções do comprimento do tubo.
20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 1 a 19, caracterizado por compreender uma etapa inicial de calcular os valores críticos de diâmetro externo e diâmetro interno para a extremidade do tubo a partir de uma medição prévia de amostras de elementos tubulares e de uma análise estatística da variabilidade dos diâmetros máximo e mínimo medidos das amostras.
21 . Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 1 a 20, caracterizado pelo fato de que compreende, antes da etapa de usinagem, uma etapa de descarte do tubo, caso os valores medidos de diâmetro interno e externo sejam insuficientes para se obter os valores críticos de diâmetro interno e externo após a usinagem.
22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 1 a 21 , carac- terizado por ser realizado por um sistema como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
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