BRPI0807412A2 - Processo de fabricação de uma parede isolante e estanque de uma cuba - Google Patents

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Description

PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA PAREDE ISOLANTE E ESTANQUE DE
UMA CUBA
A presente invenção se refere a um processo de fabricação de uma parede isolante e estanque de uma cuba
5 integrada em uma estrutura sustentadora, por exemplo, o casco de um navio.
Essas cubas são, por exemplo, aquelas utilizadas sobre os navios de transporte de gás liqüefeito. Elas devem ser perfeitamente estanques e suficientemente isolantes para 10 conter gás liqüefeito à baixa temperatura e limitar sua evaporação. Com referência à figura 1, essas paredes são geralmente constituídas de duas membranas de estanqueidade sucessivas, uma primária 10 em contato com o produto contido na cuba e a outra, secundária 3 0 disposta entre a 15 membrana primária 10 e a estrutura sustentadora 50, essas duas membranas sendo alternadas com duas barreiras termicamente isolantes 20, 40. Conhecem-se assim paredes de cuba constituídas de um isolamento primário 2 0 associado a uma membrana primária 10 em INVAR ou em aço inoxidável, e
2 0 de um isolamento secundário 4 0 associada a uma membrana
secundária 3 0 flexível ou rígida. Essa membrana secundária 30 comporta pelo menos uma fina folha metálica contínua, por exemplo, em alumínio, colada em sanduíche entre dois tecidos de fibras de vidro, um ligante podendo assegurar a 25 coesão entre os tecidos de vidro e o alumínio. O invar designa um aço com 3 6 % de níquel estável termicamente entre menos 200 0C e mais 400 °C. As paredes isolantes e estanques dessas cubas são, de preferência, fabricadas a partir de um conjunto de painéis pré-fabricadas. De forma
3 0 comum, cada painel pré-fabricado tem a forma geral de um paralelepípedo retângulo, o elemento de isolamento primário 2 0 e o elemento de isolamento secundário 4 0 tendo respectivamente, vistos em plano, a forma de um primeiro retângulo e de um segundo retângulo, cujos lados são 5 sensivelmente paralelos, os comprimentos e/ou a largura do primeiro retângulo sendo inferiores àqueles do segundo retângulo, a fim de dispor um rebordo periférico. Os rebordos periféricos dos elementos de isolamento secundário
4 0 adjacentes e as paredes laterais dos elementos de 10 isolamento primário 2 0 definem corredores 24, podendo se estender por todo o comprimento, largura ou altura da cuba. A continuidade do isolamento primário 20 é realizada, inserindo pisos 25 nos corredores 24. Para assegurar a continuidade da membrana secundária 30, no nivel da junção 15 entre dois painéis adjacentes, esses rebordos periféricos são recobertos, antes da colocação desses pisos 25, de uma cinta de camada flexível 35, comportando pelo menos uma fina folha metálica contínua. A montagem desses diferentes painéis necessita dos modos operacionais muito restritos e
2 0 de uma grande precisão de montagem, a fim de garantir o
isolamento térmico e a estanqueidade da cuba. A colagem da cinta de camada flexível 35 e a estanqueidade assim realizada entre dois painéis adjacentes devem ser particularmente precisos e resistentes, a fim de responder 25 às diferentes dificuldades mecânicas e de manutenção no tempo. Com efeito, as cubas desses navios são submetidas a numerosas dificuldades. Assim, a colocação a frio da cuba antes de seu enchimento a temperaturas muito baixas, por exemplo, da ordem de -160 0C para o metano, até mesmo
3 0 próximas de -17 0 °C, pode criar problemas devido aos diferentes problemas térmicos dos materiais que constituem as paredes. Além disso, o navio em navegação é submetido a numerosas dificuldades, tais como a onda, o que pode provocar deformações de seu casco e, portanto, paredes da cuba por repercussão. Os movimentos do cargueiro podem também criar esforços de superexpressão ou contra-pressão sobre as paredes da cuba. Assim, as zonas de junção entre painéis adjacentes são zonas submetidas a diversos esforços de tração, compressão e/ou cisalhamento, e elas devem, portanto, apresentar uma boa manutenção mecânica no tempo, a fim de não romper a continuidade da barreira de estanqueidade secundário. Ora, mostrou-se que essa barreira de estanqueidade secundária era capaz de apresentar fraquezas, notadamente no nível da colagem da cinta de camada flexível.
A invenção visa a prevenir os inconvenientes pré- citados da técnica anterior.
Ela tem notadamente por finalidade propor um processo de manutenção a frio, notadamente no nível da
2 0 reprodutibilidade e da durabilidade da colagem da cinta de
camada flexível.
A presente invenção tem, portanto, por objeto, um processo de realização de uma parede de uma cuba isolante de confinamento de um fluido, tal como um gás liqüefeito, 25 integrada na estrutura sustentadora de um navio, essa parede comportando uma membrana de estanqueidade primária em contato com o produto contido na cuba, uma barreira de isolamento térmico primária, uma membrana de estanqueidade secundária e uma barreira de isolamento térmico secundária
3 0 ligada à estrutura sustentadora, essa membrana de estanqueidade secundária e essa barreira de isolamento térmico secundária sendo formadas por ligação de painéis pré-fabricados dispostos lado a lado com um vazio entre dois painéis adjacentes, uma cinta de camada flexível sendo
5 colada nesse corredor acima desse vazio entre dois painéis adjacentes para assegurar a continuidade da estanqueidade secundária, essa barreira de isolamento térmico primário sendo formada por ligação de painéis pré-fabricados dispostos sobre os painéis, definindo um corredor acima de 10 cada vazio, um piso pré-fabricado sensivelmente retangular sendo ligado em cada corredor acima de cada cinta de camada flexível, caracterizado pelo fato de a ligação desse piso comportar as seguintes etapas:
- aplicação de duas cintas longitudinais paralelas de cola sobre a superfície inferior desse piso, essas cintas
sendo separadas por um espaço central longitudinal desprovido de cola;
- colagem desse piso colado em um corredor sobre uma cinta de camada flexível, por pressão desse piso sobre essa
cinta de camada flexível, de tal modo que, após colagem, esse espaço central longitudinal seja pelo menos parcialmente cheio de cola, formando assim uma camada de cola sensivelmente contínua sobre a superfície inferior do piso, essa camada de cola sensivelmente contínua que 25 reforça a colagem dessa cinta de camada flexível para garantir a estanqueidade da membrana de estanqueidade secundária,
Vantajosamente, a espessura de cada cinta longitudinal de cola, para um piso padrão, está, quando da aplicação, compreendida entre 3 e 4 mm, vantajosamente entre 3,1 e 3, mm, de preferência aproximadamente 3,4 mm.
Vantajosamente, a largura de cada cinta longitudinal de cola está, quando da aplicação, compreendida entre 90 e 110 mm, de preferência aproximadamente 100 mm.
Vantajosamente, para um piso padrão, cuja superfície lado cuba é de 1000 mm x 250 mm, a quantidade de cola total está compreendida entre 765 g e 93 5 g, vantajosamente entre 780 g e 92 0 g, de preferência de aproximadamente 850 g.
Vantajosamente, para um piso padrão, cuja superfície lado cuba é de 720 mm x 250 mm, a quantidade de cola total está compreendida entre 550 g e 670 g vantajosamente entre 560 g e 66Q g, de preferência de aproximadamente 610 g.
Vantajosamente, a largura desse espaço central longitudinal, antes da etapa de colagem, é inferior a 2 0 mm, e superior a 10 mm.
Vantajosamente, após a etapa de colagem, pelo menos 5 0 %, de preferência, pelo menos 75 %, da superfície inicial do espaço central longitudinal é cheio de cola.
Vantajosamente, essa cola utilizada para colar os pisos sobre as cintas de camada flexível é uma cola polimerizável do tipo epóxi bicomponentes.
Essas características e vantagens, e outras, da presente invenção aparecerão mais claramente a partir da descrição a seguir, feita com referência aos desenhos anexados, dados a título de exemplos não limitativos, e nos quais:
- a figura 1 representa uma vista esquemática em seção de uma parede de cuba à qual se pode aplicar a presente invenção; - a figura 2 representa uma vista detalhada ampliada e esquematizada da parte envolvida da figura 1;
- as figuras 3 e 4 representam vistas similares àquela da figura 1, respectivamente antes e depois de ligação de piso; e
- a figura 5 representa uma vista esquemática em plano da superfície inferior de um piso, após aplicação da cola e antes da ligação.
A invenção se aplica a uma parede de cuba, tal como representada na figura 1, e já descrita acima. Ela se refere mais particularmente à colagem dos pisos 25 nos corredores 24, definidos entre os painéis B da barreira de isolamento térmico primário 20, acima de cada cinta de camada flexível 35, assegurando a continuidade da membrana de estanqueidade secundária 30. De maneira surpreendente, e após longas pesquisas e numerosos testes, os inventores constataram que as características de colagem desses pisos influenciam a resistência da colagem da cinta de camada flexível 35.
Assim, de acordo com a invenção, quando, após colagem do piso 25, a camada de cola daquele é sensivelmente contínua, então essa camada de cola sensivelmente contínua alivia e reforça a colagem 3 6 da camada de cinta flexível 35, particularmente quando de esforços elevados.
De acordo com a invenção, o processo de colagem dos pisos 25 nos corredores 24 compreende, portanto, aplicar sobre a superfície inferior de um piso 25, duas cintas longitudinais paralelas, sensivelmente retangular, de cola, mantendo entre si um espaço central longitudinal 28, de preferência de largura inferior a 20 e superior a 10 mm. Vantajosamente, a borda periférica 29 é chanfrada, notadamente para garantir a circulação de nitrogênio. Utiliza-se, de preferência, uma máquina para aplicar essas cintas de cola 26, 26' para assegurar dimensões (largura, 5 comprimento, espessura) , assim como uma gramatura substancialmente constante para cada piso.
Os pisos 25 podem ser de diversas dimensões, mas se utilizam vantajosamente principalmente dois tipos de pisos.
Assim, para um piso padrão de dimensões 1000 x 250 mm, prevê-se uma gramatura de cola de 850 g + 10 % (esteja compreendido entre 76 g e 935 g), vantajosamente 85 0 g + 8 % (esteja compreendida entre 780 g e 920 g), de preferência aproximadamente 850 g.
Para um piso padrão de dimensões 720 mm x 25 0 mm, prevê-se uma gramatura de cola de 610 g + 10 % (esteja compreendido entre 550 g e 670 g), vantajosamente 610 g + 8 % (esteja compreendida entre 560 e 660 g) de preferência, aproximadamente 610 g.
Quando da aplicação da cola, a espessura de cada cinta 20 de cola 26, 26', para um piso padrão, está compreendida entre 3 e 4 mm, vantajosamente entre 3,1 mm e 3,6 mm, de preferência aproximadamente 3,4 mm. A largura de cada cinta de cola 26, 26' está compreendida entre 90 e 110 mm, de preferência aproximadamente 100 mm.
Deve ser observado que as dimensões e a gramatura da
cola a aplicar sob cada piso não podem ser aumentadas com excesso, pois muita cola impediria uma ligação desses pisos 25. Com efeito, estes devem ser niveladores com os elementos da barreira térmica primária 20 no nivel de suas superfícies externas. Se houver muita cola sobre a superfície inferior, esta empurrará o piso para cima, criando assim, uma descontinuidade não desejável nesse nível, que deve receber a membrana de estanqueidade primária 10 em INVAR ou em aço inoxidável. Também não é possível aplicar a cola sobre a totalidade da superfície inferior do piso 25, pois isto impediria a cola de se espalhar lateralmente, com o mesmo resultado nefasto de um impulso vertical exercido sobre o piso. As formas, as dimensões e a gramatura das cintas de cola 26, 26' são, portanto, precisamente calculadas para, por um lado, assegurar a criação de uma camada de cola aproximadamente contínua, após colagem, evitando qualquer risco de ter muita cola que impediria a ligação do piso e suprimiria a circulação do nitrogênio.
Quando o piso 25 colado é ligado, ele é prensado sobre a cinta de napa flexível 3 5 disposta no fundo de um corredor 24, acima de um vazio 45 existente entre os dois painéis A adjacentes. Essa pressão comprime as cintas de cola 26, 26', de modo que a cola se espalha lateralmente ao mesmo tempo para o exterior, mas também para o interior, no espaço central 28. Após ligação, a invenção prevê que esse espaço central seja pelo menos parcialmente cheio de cola, vantajosamente a pelo menos 50 %, de preferência a 75 % de sua superfície inicial. Obtém-se assim uma camada de cola sensivelmente contínua. Mesmo que tenham permanecido pontos de zonas isoladas desprovidos de cola, foi constatado que a criação de uma camada de cola sensivelmente contínua acima da cinta de camada flexível 3 5 permite dar a esta uma resistência bem melhor, notadamente ao nível de sua colagem 36, que resistirá de maneira certa aos esforços mais extremos. Ao contrário, com uma colagem dos pisos 25, nos quais não se formaria a camada de cola contínua, foi constatado que a cinta de camada flexível 3 5 é capaz de apresentar fraquezas, notadamente de se deslocar, e assim 5 ocasionar escapamentos na membrana de estanqueidade secundária.
Vantajosamente, conforme visível na figura 2, a camada de cola 3 6 utilizada para colar a cinta de camada flexível 35 ultrapassa ligeiramente em relação a essa cinta de 10 camada flexível 35. Assim, quando da colagem do piso 25, a cola 26, 26' do piso 25 vai entrar em contato com a cola 3 6 da cinta de camada flexível 35. Essa interação entre as colas é também favorável, quando a cola do piso forma, após uma colagem, uma camada de cola sensivelmente contínua.
A cola utilizada para colar os pisos 5 é, de
preferência, uma cola polimerizável de tipo epóxi bi- componentes resina e endurecedor.
Naturalmente que o técnico pode modificar o processo descrito acima a título de exemplo sem sair do âmbito da presente invenção, tal como definido pelas reivindicações anexadas.

Claims (8)

1. Processo de fabricação de uma parede de uma cuba isolante de confinamento de um fluido, tal como um gás liqüefeito, integrada na estrutura sustentadora (50) de um navio, essa parede comportando uma membrana de estanqueidade primária (10) em contato com o produto contido na cuba, uma barreira de isolamento térmico primária (20), uma membrana de estanqueidade secundária (30) e uma barreira de isolamento térmico secundária (40) ligada à estrutura sustentadora (50), essa membrana de estanqueidade secundária (30) e essa barreira de isolamento térmico secundária (40) sendo formadas por ligação de painéis pré-fabricados (A) dispostos lado a lado com um vazio (45) entre dois painéis adjacentes, uma cinta de camada flexível (35) sendo colada nesse corredor (24) acima desse vazio (45) entre dois painéis (A) adjacentes para assegurar a continuidade da estanqueidade secundária (30), essa barreira de isolamento térmico primário (20) sendo formada por ligação de painéis pré-fabricados (B) dispostos sobre os painéis (A) , definindo um corredor (24) acima de cada vazio (45), um piso pré-fabricado sensivelmente retangular (25) sendo ligado em cada corredor (24) acima de cada cinta de camada flexível (35), caracterizado pelo fato de a ligação desse piso comportar as seguintes etapas: - aplicação de duas cintas longitudinais paralelas (26, 26') de cola sobre a superfície inferior desse piso (25), essas cintas (26, 26') sendo separadas por um espaço central longitudinal (28) desprovido de cola; - colagem desse piso colado (25) em um corredor (24) sobre uma cinta de camada flexível (35), por pressão desse piso (25) sobre essa cinta de camada flexível (35), de tal modo que, após colagem, esse espaço central longitudinal (28) é pelo menos parcialmente cheio de cola, formando assim uma camada de cola sensivelmente contínua sobre a superfície inferior do piso (25), essa camada de cola sensivelmente contínua que reforça a colagem dessa cinta de camada flexível (35) para garantir a estanqueidade da membrana de estanqueidade secundária (30).
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a espessura de cada cinta longitudinal de cola (26, 26'), quando da aplicação, estar compreendida entre 3 e 4 mm, vantajosamente entre 3,1 e 3,6 mm, de preferência aproximadamente 3,4 mm.
3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a largura de cada cinta longitudinal de cola (26, 26') estar, quando da aplicação, compreendida entre 90 e 110 mm, de preferência aproximadamente 100 mm.
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de, para um piso padrão (25), cuja superfície lado cuba é de 10 00 mm x 250 mm, a quantidade de cola total estar compreendida entre 765 e 935 g, vantajosamente entre 78 0 e 920 g, de preferência de aproximadamente 850 g.
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de, para um piso padrão (25) cuja superfície lado cuba é de 720 mm x 25 0 mm, a quantidade de cola total estar compreendida entre 550 g e 670 g, vantajosamente entre 560 g e 660 g, de preferência de aproximadamente 610 g.
6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de a largura desse espaço central longitudinal (28), antes da etapa de colagem, ser inferior a 20 mm, e superior a 10 mm.
7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1,.-2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de, após a etapa de colagem, pelo menos 50 %, de preferência de pelo menos 75 %, da superfície inicial do espaço central longitudinal (28) ser cheio de cola.
8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de essa cola utilizada para colar os pisos (25) sobre as cintas de camada flexível (3 5) ser uma cola polimerizãvel do tipo epóxi bicomponentes.
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