BRPI0407629B1 - luva com inserto para a reparação de uma canalização de transporte de fluido e processo de reparação de uma canalização de transporte de fluido que comporta uma zona defeituosa - Google Patents
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Abstract
"luva com inserto para a reparação de uma canalização de transporte de fluido e processo de reparação de uma canalização de transporte de fluido que comporta uma zona defeituosa". luva para a reparação de uma canalização de transporte de fluido (12) que compreende um casco rígido ou flexível (22) que serve de molde para envolver ao menos uma zona defeituosa (10) da canalização e em que é injetado um material polimerizável no estado liquido que, ao se polimerizar, assegura uma vedação da zona defeituosa. a luva compreende, além disso, um inserto constituído de uma pluralidade de espiras de um elemento filiforme (14) enrolado em hélice em torno da dita canalização no local da zona defeituosa antes da injeção ou a infusão do material polimerizável.
Description
“LUVA COM INSERTO PARA A REPARAÇÃO DE UMA CANALIZAÇÃO DE TRANSPORTE DE FLUIDO E PROCESSO DE REPARAÇÃO DE UMA CANALIZAÇÃO DE TRANSPORTE DE FLUIDO QUE COMPORTA UMA ZONA DEFEITUOSA” Domínio técnico A presente invenção se refere aos sistemas utilizados para a reparação das canalizações destinadas ao transporte de fluidos a alta pressão tais como os oleodutos para o transporte do petróleo e é relativa em particular a uma luva com inserto para a reparação de uma canalização de transporte de fluido a alta pressão.
Estado da técnica De modo geral, utiliza-se uma luva que serve de molde de injeção para vedar uma fuga em uma canalização de transporte de fluido. A porção a reparar é envolvida pela luva que forma uma cavidade estanque na qual se injeta um material líquido polimerizável que, ao se polimerizar, forma um revestimento de vedação de fuga ou de isolamento térmico, químico e anti-choques.
Luvas utilizáveis nesta técnica são descritas, por exemplo, nas patentes FR 2,158.895, EP 278.050, US 4.610. 740 ou GB 2.119.884. Elas são formadas de duas semi-cascas cilíndricas reunidas para formar apenas uma única casca que recobre a porção a proteger ou a reparar. Verte-se, em seguida, o material líquido polimerizável (constituído geralmente pelos componentes de uma resina epóxi ou por uma resina de poliuretano) por um furo de injeção previsto na parede da casca, na cavidade assim formada.
Estas luvas formadas por duas semi-cascas são, pois, adaptadas para uma canalização de um diâmetro determinado. É preciso, pois, dispor de luvas de diferentes diâmetros suscetíveis de se adaptar aos diferentes diâmetros de canalizações. Isto acarreta, pois, na necessidade de ter moldes diferentes para poder fabricar as semi-cascas, tendo diâmetros adaptados a todas as canalizações, e acarreta, pois, um custo proibitivo.
Tentou-se então a utilização de uma luva modular tal como descrita na patente EP 0.856.117, constituída de módulos idênticos e então não necessitando senão de um único molde de fabricação dos módulos. Nesta técnica, fazendo variar o número de módulos que constituem a luva, pode-se adaptar a luva a canalizações de diferentes diâmetros. Além disso, cada módulo comporta uma parte macho e um aparte fêmea de modo que a parte macho de um módulo possa se encaixar parcialmente ou totalmente na parte fêmea de um módulo contíguo. Isto permite a uma luva constituída por um número determinado de módulos poder se adaptar a canalizações, cujos diâmetros estão compreendidos entre um valor mínimo e um valor máximo. Infelizmente, devido à sua estrutura modular, este tipo de luva não suporta pressões muito elevadas da ordem de algumas dezenas de bars às quais são submetidas certas canalizações destinadas a transportar fluidos por sobre longas distâncias como é o caso dos oleodutos de transporte de petróleo.
Com o objetivo de efetuar reparações em canalizações que suportam pressões elevadas, a patente US 5.623.307 descreve um dispositivo que consiste em uma cinta elástica sob a forma de uma bobina que apresenta uma pluralidade de envolvimentos do tipo que mola espiral (clock spring) que é colocada em tomo da canalização no local da zona defeituosa. Além do fato de que a zona corroída deve ser tampada, de que a cinta rígida é difícil de colocar no local por causa do efeito mola, e por que sua colocação necessita um grande aterro sob a canalização para poder enrolar as diferentes camadas da bobina, um tal dispositivo não pode ser usado se a canalização for oval, se ela apresenta um cotovelo com curvatura pronunciada no local da zona defeituosa ou se, além disso, for necessário retificar os cordões de solda, se eles existirem nesse local, de modo que o dispositivo possa agir eficazmente. Exposição da invenção Esta é a razão pela qual o objetivo da invenção é fornecer uma luva destinada à reparação de uma canalização de transporte de fluido submetida a pressões elevadas.
Um outro objetivo da invenção é o de fornecer uma luva destinada à reparação de uma canalização que apresenta uma zona defeituosa qualquer que seja a geometria da canalização ou seu raio de curvatura no local da zona defeituosa. O objeto da invenção é então uma luva para a reparação de uma canalização de transporte de fluido que compreende um casco rígido ou flexível que serve de molde para envolver pelo menos uma zona defeituosa da canalização e na qual é injetado um material polimerizável no estado líquido que, ao se polimerizar, assegura uma vedação da zona defeituosa. A luva compreende, além disso, um inserto constituído de uma pluralidade de espiras de um elemento fíliforme enrolado em hélice em tomo da canalização no local da zona defeituosa antes da injeção ou da infusão do material polimerizável.
Descrição sucinta dos desenhos Os objetivos, finalidades e características da invenção vão aparecer mais claramente na leitura da descrição que se segue, dada com referência aos desenhos nos quais: A figura 1 representa uma porção de canalização que comporta uma zona defeituosa na qual foi enrolado um inserto de acordo com os princípios da invenção. A figura 2 representa um corte da luva colocada em tomo da canalização no local da zona defeituosa e mostrando os diferentes filamentos do inserto acima da zona defeituosa.
Descrição detalhada da invenção De modo clássico, uma luva constituída de um casco rígido ou flexível fechado na qual um material polimerizável tal como um poliuretano ou a resina epóxi é injetado ou infundido (injetado por aspiração a vácuo), é colocada toda em tomo da canalização de modo a recobrir uma zona defeituosa. Uma tal zona defeituosa ilustrada em pontilhado 10 na figura 1 pode ser devida à corrosão da canalização 12 que cria um ponto fraco no local onde há uma diminuição da espessura da parede da canalização e que apresenta o risco de se perfurar sob o efeito da pressão do fluido a transportar pela canalização.
Quando se procede a colocação de uma luva de acordo com a invenção, um material de aderência e anti-corrosão é inicialmente depositado na zona defeituosa. E depois, de acordo com a invenção, um inserto 14 é enrolado e centrado em tomo da canalização de modo a recobrir inteiramente a zona defeituosa 10 assim como as duas partes da canalização não defeituosa adjacentes à zona defeituosa. O inserto é enrolado de modo helicoidal em tomo da canalização segundo um passo helicoidal que deixa um intervalo 16 suficiente entre duas espiras adjacentes do inserto. Assim, utilizando um inserto com uma largura de 10 mm, pode-se deixar um intervalo de 1 mm. Este intervalo é necessário para que a resina injetada ou infundida no casco rígido ou flexível da luva possa revestir as espiras do inserto e aderir à superfície da parede da canalização.
Quando o elemento filiforme que constituí as espiras do inserto foi enrolado em tomo da canalização, cada uma das extremidades do elemento é fixado na espira por um colar de aperto 18 ou 20. O casco rígido ou flexível 22 da luva é em seguida disposto em tomo da canalização como ilustrado na figura 2. Este casco rígido ou flexível 22 deve revestir todas as espiras do inserto colocado previamente em tomo da canalização e ter uma altura suficiente para que haja um interstício suficiente para ali injetar ou infundir o material polimerizável. Assim, com um inserto de uma espessura de 10 mm, o casco terá uma altura de 200 mm.
No caso da infusão, o vácuo previamente estabelecido com a ajuda de uma bomba de vácuo permite ao casco flexível de chapar e esposar o reforço já disposto. A infusão da resina pode então acontecer, ela garantirá um preenchimento total da zona a reparar par ao material polimerizável.
Quando o casco rígido ou flexível 22 tiver sido fixado sobre a canalização de modo a ficar hermeticamente fechado, o material polimerizável no estado líquido é injetado ou infundido com a ajuda de uma bomba de vácuo no interior do casco rígido ou flexível por um orifício 24. A quantidade a injetar ou infundir corresponde ao preenchimento do casco, o material polimerizável revestindo inteiramente todas as espiras do inserto e preenchendo os intervalos entre espiras.
Deve-se notar que a zona defeituosa 10, geralmente devida à corrosão, apresenta uma espessura nitidamente inferior a espessura normal da parede da canalização, como mostra a figura 2. A canalização apresenta, pois, um vazio no local da zona e em consequência, o inserto não está sempre em contato com a canalização neste local. Isto não tem nenhuma importância na medida em que a resina que resulta da polimerização do material polimerizável injetado ou infundido reveste completamente as espiras do inserto e age como transmissor de forças entre a parede da canalização e o inserto. O inserto utilizado na luva de acordo com a invenção é um elemento filiforme flexível (corda) semi-rígido (trança metálica) ou pré-formada (do tipo mola de compósito) apto a poder se enrolar em tomo da canalização. Ele pode ter uma seção de forma qualquer e variável ao longo do inserto, mas é preferível que o inserto tenha uma seção circular e constante. Ele pode ser constituído de qualquer material que apresenta uma boa resistência à tração tal como a aramida (por exemplo Kevlar®) e em particular ele pode ser de fibras naturais (por exemplo vidro ou carbono), sintéticas ou pré-impregnadas. A espessura do inserto ou seu diâmetro, se se trata de um elemento de seção circular, é função de suas características mecânicas. Ele pode variar de alguns mm (por exemplo 2 mm), a algumas dezenas de mm (por exemplo 50 mm). O inserto tem por finalidade neutralizar as forças radiais que se exprimem sobre a parede da canalização no local de uma zona defeituosa, transformando estas forças radiais em forças de tração repartidas sobre cada uma das espiras do inserto que se encontram sobre a zona defeituosa. As forças radiais que se exercem sobre a parede da canalização são comunicadas ao inserto graças à resina que preenche o casco rígido ou flexível e que é um material sólido depois dapolimerização do material polimerizável injetado ou infundido no casco que desempenha aqui o papel de uma fôrma. A associação do inserto e da resina é equivalente a um material compósito em que a eficácia do conjunto para contrariar as forças radiais que se exercem sobre a parede de canalização é devida à sinergia entre os dois componentes. A luva de acordo com a invenção pode ser utilizada com canalizações de todos os diâmetros que vão de 100 mm a vários metros. Sua largura pode ser adaptada de acordo com a canalização, por exemplo, de 300 a vários metros (limite associado à tecnologia dos termoplásticos ou à infusão) e sua altura é de preferência compreendida entre 10 mm e 80 mm.
Ele pode ser utilizado para a reparação de canalizações que comportam uma corrosão que atinge até 80% da espessura da parede e qualquer que seja a largura da zona defeituosa. Assim, pôde-se efetuar a reparação de uma zona de 200 mm de comprimento radial, 300 mm de largura circunferencial e que representa uma profundidade de 5,70 mm ou seja 80% da espessura da parede (7,1 mm) de uma canalização que tem um diâmetro de 324 mm.
Uma característica fundamental da luva de acordo com a invenção devida à sua própria estrutura é sua adaptabilidade a qualquer forma de canalização. Assim, ela pode ser instalada mesmo quando a canalização não é circular mas ao invés oval, qualquer que seja o raio de curvatura da canalização (por exemplo sobre um cotovelo) e mesmo quando a canalização comporta uma solda axial ou circunferencial uma vez que não é necessário que o inserto esteja em contato com a parede de canalização. A luva de acordo com a invenção pode ser utilizada para a reparação de qualquer estrutura tubular danificada por uma perda de espessura devida à corrosão ou a uma fissuração, de modo a lhe conferir suas características mecânicas iniciais. Ela pode utilizada usada pelas empresas de manutenção, pelas sociedades de manutenção dos transportes de fluidos (hidrocarbonetos principalmente) ainda que seu uso não seja limitado a este domínio. Assim, graças a suas características mecânicas, ela pode ser usada no setor da construção e obras públicas, em particular para o reforço das colunas e outros pilares de sustentação.
REIVINDICAÇÕES
Claims (6)
1. Luva para a reparação de uma canalização de transporte de fluido (12) que compreende um casco rígido ou flexível (22) que serve de molde para envolver pelo menos uma zona defeituosa (10) da canalização e na qual é injetado ou infundido um material polimerizável no estado líquido que, ao se polimerizar, assegura uma vedação da zona defeituosa, dita luva sendo caracterizada pelo fato de que ela compreende além disso um inserto constituído por uma pluralidade de espiras de um elemento filiforme (14) enrolado em hélice em tomo da dita canalização no local da dita zona defeituosa antes da injeção ou da infusão do dito material polimerizável.
2. Luva de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as espiras do dito elemento filiforme (14) são separadas por um intervalo predeterminado (16) de modo que o dito material polimerizável revista cada uma das ditas espiras durante a injeção ou infusão no dito casco rígido ou flexível (22).
3. Luva de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que os dito elemento filiforme (14) é um elemento flexível de seção circular constante formado de fibras naturais, sintéticas oupré-impregnadas.
4. Luva de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito elemento filiforme (14) é constituído de aramida e notadamente de Kevlar®.
5. Luva de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que cada uma das extremidades do dito elemento filiforme (14) é fixada na espira adjacente por um colar de aperto (18,20).
6. Processo de reparação de uma canalização de transporte de fluido (12) que comporta uma zona defeituosa (10) caracterizado pelo fato de que consiste em enrolar em hélice um elemento filiforme (14) em tomo da canalização no local da dita zona defeituosa, envolver a porção de canalização onde se encontra a dita zona defeituosa por um casco rígido ou flexível (22) hermeticamente fechada, o dito casco rígido ou flexível sendo adaptado para recobrir inteiramente as espiras do dito elemento filiforme e injetar ou infundir no interior do dito casco um material líquido polimerizável destinado a formar uma resina após polimerização.
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