WO2015013790A1

WO2015013790A1 - Cabo e método para fabricar um cabo sintético.

Info

Publication number: WO2015013790A1
Application number: PCT/BR2014/000255
Authority: WO
Inventors: Marcos Roberto Paulino Bueno; André PENAQUIONI
Original assignee: Braskem SA
Current assignee: Braskem SA
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: BR112016001766A2; US9816228B2; EP3029196A4; EP3029196A1; BR112016001766B1; US20160168786A1

Abstract

A presente invenção está relacionada a cabos sintéticos compreendendo uma alma formada por fios de alto módulo dispostos em construção paralela, em que as extremidades do cabo compreendem terminais do tipo splice (1), em que cada splice (1) compreende fios de alto módulo dispostos em construção paralela formando um olhal (11) em cada splice, em que cada perna dos fios (13,13') que compõem cada splice é conectada a um fio (21) que compõe a alma do cabo, em que os fios do splice (13,13') e fios da alma (21) são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração (12). A presente invenção também está relacionada a um método para fabricar um cabo sintético compreendendo uma alma formada por fios de alto módulo dispostos em construção paralela, em que as extremidades do cabo compreendem terminais do tipo splice (1), em que cada splice (1) compreende fios de alto módulo dispostos em construção paralela, compreendendo as etapas de: conectar individualmente cada perna dos fios (13) que compõem um splice positivo a um fio (21) da extremidade inicial da alma do cabo (2), formando um loop; unir os fios do splice positivo (13) de modo a formarem um loop, tensionando todos os fios, em que em que os fios do splice (13) e fios da alma (21) são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração (12); aplicar uma força normal de compactação na região de interpenetração (12) do splice positivo (1); aplicar pelo menos um elemento de proteção (32) em toda a extensão do cabo; conectar individualmente cada perna dos fios (21) que compõem um splice negativo a um fio (21) da extremidade final da alma do cabo (2), formando um loop; unir os fios do splice positivo (13) de modo a formarem um loop, tensionando todos os fios, em que em que os fios (31) do splice e fios (21) da alma são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração (12); e aplicar uma força normal de compactação na região de interpenetração (12) do splice negativo.

Description

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"CABO E MÉTODO PARA FABRICAR UM CABO SINTÉTICO"

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção está relacionada a um cabo composto por uma alma contendo fios de alto módulo dispostos em construção paralela, ligados a um terminal tipo splice.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[0002] A história da exploração de petróleo e gás em reservas offshore tem sido acompanhada por um intenso desenvolvimento tecnológico, ao passo que se caminha na direção de águas mais profundas. A substituição do cabo de aço por fios sintéticos, que ocorreu durante a década de 90, permitiu avançar em águas profundas e ultra profundas. A descoberta de novas reservas em camadas do pré-sal, divulgada pela Petrobras em 2006, deu ao Brasil um importante papel no mercado mundial, modificando o quadro da matriz energética internacional. Porém, as dificuldades técnicas e logísticas associadas à profundidade e à distância da costa trouxeram novos desafios tecnológicos.

[0003] Aspectos como dificuldade de transporte das linhas de ancoragem, forças ambientais envolvidas e a necessidade de restrição rigorosa do raio de ancoragem motivaram a indústria petroleira a explorar o emprego de novos materiais nas linhas de ancoragem que, até então, contavam apenas com o bom desempenho do poliéster. Fios de alto módulo, como Aramida, Vectran, Naftalato de Polietileno (Polyethylene Naphthalate - PEN) e Polietileno de Alto Módulo (High Modulus Polyethylene - HMPE) começam, então, a ser estudados por diferentes fabricantes e centros de pesquisa com o objetivo de aumentar o seu desempenho, bem como de reduzir o custo de transporte e instalação das linhas de ancoragem.

[0004] Apesar de ditos materiais apresentarem ótimo desempenho em relação ao poliéster, o uso de tecnologias construtivas clássicas, atualmente usadas pelas indústrias cordoeiras, têm resultado em baixa eficiência nos cabos, que se agrava com o aumento do diâmetro, que é proporcional ao MBL ("maximum break load" ou carga máxima de ruptura). A baixa eficiência, relacionada aos aspectos construtivos do estado da técnica, exige o uso de uma quantidade muito maior de fios para se atingir um MBL desejado, baixando a competitividade em custo desses materiais frente ao uso de poliéster.

[0005] Como é amplamente sabido, a eficiência é a habilidade do cabo em converter a resistência do fio em resistência do cabo. Uma forma de expressá-la é pela perda percentual da resistência pela densidade linear do cabo, em relação à resistência por unidade de densidade linear dos fios que o compõe. Atualmente, com o avanço da tecnologia construtiva, valores de eficiência em torno de 90% já são obtidos para cabos fabricados com poliéster, mesmo em produtos de elevado MBL.

[0006] A baixa eficiência de cabos fabricados com fios de alto módulo pode ser explicada por três aspectos principais. O primeiro deles está relacionado à redução de resistência dos fios devido ao grande desgaste e perda de material nas paredes dos filamentos durante o processo produtivo do cabo.

[0007] O segundo aspecto está relacionado à tecnologia de fabricação artesanal dos splices, utilizada no estado da técnica, em que a fabricação é feita à "mão". Em que "mão" é um termo, usado na indústria, que se refere à costura do splice no próprio corpo do cabo. Essa operação ainda implica em diversos problemas no alinhamento e controle de tensão dos fios na costura ou emenda.

[0008] O último aspecto está relacionado à tecnologia construtiva atualmente usada para os cabos de ultra-alto desempenho, em que o alongamento do fio (~ 4 %) é extremamente baixo, se comparado com o do poliéster (~ 14%), por exemplo. Os fios de alto módulo são capazes de sustentar uma carga local extremamente alta devido à diferença de mobilidade entre as diferentes regiões do cabo.

[0009] Intrinsecamente, os dois últimos aspectos que explicam a baixa eficiência de cabos fabricados com fios de alto módulo estão relacionados entre si, sendo que tais aspectos possuem como causa raiz o baixo alongamento dos fios de alto módulo que resulta em uma intolerância às diferenças locais de mobilidade. Ou seja, os diferentes caminhos entre os milhares de fios prejudicam a mobilidade dos mesmos, sobrecarregando regiões do cabo durante ensaios de tração, ou uso em situações extremas. Esse efeito se agrava nas regiões das costuras dos splices e, por consequência, é nessas regiões que existe uma probabilidade de ruptura do cabo.

[00010] Com base nisso, quanto mais paralelos e ajustados estiverem os fios dentro do cabo, maior será a eficiência do mesmo.

[00011] Dentre as estruturas construtivas conhecidas, a construção paralela (tipo Parafil) seria a mais adequada para os fios de alto módulo. Porém, com a tecnologia conhecida no estado da técnica a construção paralela inviabiliza o uso de terminais tipo splice, visto que a costura manual dos fios do splice ao corpo do cabo é praticamente inviável.

[00012] Dentre as opções alternativa ao splice, para o terminal do cabo, conhecidos no estado da técnica, estão o grampo mecânico e o soquete. No entanto, para cabos de elevado MBL (utilizados em aplicações de plataformas de produção e sondas de perfuração offshore, por exemplo, em que a força de ruptura varia entre 600 a 1250 tf), as tensões locais entre o corpo do cabo e os terminais são imensas, e, neste caso, o emprego de grampo mecânico é indubitavelmente inviável. Isso está relacionado a um importante aspecto da mecânica das terminações, pois, enquanto a força de ruptura varia com a área da seção transversal do cabo (segunda potência do diâmetro), a força de "grampeamento" das extremidades escala com a circunferência do cabo (primeira potência do diâmetro). Ou seja, a menos que a conexão possa ser feita homogeneamente ao longo de toda a superfície da área da seção transversal do cabo, é muito mais difícil ter uma terminação eficiente em cabos de elevado diâmetro, se comparado ao de menor diâmetro.

[00013] Portanto, com base nesse raciocínio, o uso de soquetes seria teoricamente uma boa opção, pois nesse tipo de terminação a tensão é transferida ao longo de toda a área da seção transversal da alma. Porém, na prática, quando se caminha para valores de MBL elevados, os soquetes tornam-se ineficientes, considerando que, nesse tipo de terminação, poucos milímetros de interação filamento-resina são necessários para que a força de adesão supere a força de ruptura do fio, conforme largamente conhecido, e também divulgado por Mckenna, 2004. Tendo em vista que soquetes são geralmente montados com fios não tensionados, uma gradual redução do diâmetro do filamento, proporcional ao alongamento, ocorre quando a carga é transferida ao longo do cabo. A consequência disso é o gradual descolamento da interface fio-resina, resultando na concentração da tensão local e a consequente ruptura dos filamentos.

[00014] O documento US 3,899,206 descreve uma estrutura construtiva onde fios são montados em camadas sobrepostas, de forma conceitualmente infinita. Os terminais são formados pelo próprio corpo do cabo constituindo um corpo único, com baixa probabilidade de defeitos. Porém, a desvantagem desse tipo de estrutura é que o corpo do cabo possui o dobro do número de fios que seus terminais. Ou seja, a maior probabilidade de fratura é concentrada nos terminais, inviabilizando seu emprego em aplicações de altíssima carga, como é o caso, por exemplo, de cabos de ancoragem.

[00015] Os documentos US 3,899,206 e US 4,534,163 descrevem estruturas de cabo com construção paralela e seus respectivos processos de fabricação. Porém, esses documentos não descrevem como fabricar seus terminais. <-

[00016] A tecnologia construtiva paralela desenvolvida para a construção de cabos de altas cargas de ruptura para fins de ancoragem de plataformas foi empregada na metade da década de 60, e ficou conhecida como Parafú Rope. Entretanto, conforme mencionado anteriormente, um aspecto problemático dessa tecnologia é a forma de conexão de seus terminais. Trata-se de um grampo metálico onde um inserto cónico espalha os fios que são envolvidos por um conector externo. Nesse tipo de dispositivo, a força de grampeamento é proporcional à força de tração imposta ao cabo. As conexões se auto ajustam com a força, garantindo uma eficiente transferência de tensão para os olhais. Nesse sentido, o documento de patente US 5,136,755 descreve um dispositivo que atua de forma semelhante, apresentando bom desempenho quando fios de alto módulo são utilizados. Porém, como a tensão trativa do cabo concentra-se na forma de tensões cisalhantes e compressivas nos fios das extremidades, quanto menor a resistência do fio na direção transversal pior será o desempenho desse tipo de dispositivo.

[00017] Um exemplo disso é o fio de HMPE que apresenta módulo de Young e tensão de ruptura comparáveis ao do cabo de aço; porém, esse tipo de fio possui baixa resistência ao cisalhamento e à compressão transversal. Portanto, o emprego desse tipo de dispositivo em fios com de alto módulo não resultaria em boa eficiência, principalmente quando se deseja fabricar cabos de elevada carga de ruptura (ou elevados valores de MBL).

[00018] O documento WO 2011/083126 descreve um cabo híbrido de fio sintético com cabo de aço, com estrutura composta por um corpo formado por um núcleo de fios sintéticos, cercado por uma camada externa de cabo de aço. O documento descreve ainda um terminal formado por um soquete cónico, em que os fios sintéticos do núcleo, bem como os filamentos de fio de aço, são unidos e fixados no soquete por meio de uma resina. No entanto, não são apresentados no documento os resultados de eficiência para os cabos testados. Em seus exemplos, somente resultados comparativos entre grampeamento com soquete, em relação ao grampeamento com as garras da máquina de tração, são apresentados. Outra questão importante relacionada a esse documento é sobre a aplicabilidade desse tipo de construção híbrida, quando se usa aço e HMPE.

[00019] O HMPE possui um problema de fluência mais acentuado, se comparado com outros fios sintéticos. Sendo assim, mesmo com recentes avanços nesse aspecto (como mostra o documento de patente WO 2012/139934), tal problema inviabilizaria aplicações de longa duração - que é o caso da ancoragem de plataforma de petróleo. Visto que a fluência nos fios de HMPE, mesmo que baixa, será maior que a dos fios de aço. Enquanto que os fios sintéticos relaxariam sob tensão, o mesmo não aconteceria com os fios de aço. A força de tração faria com que os fios de aço se sobrecarregassem com o tempo e, numa condição severa (como é o caso de uma forte tempestade), a estrutura provavelmente entraria em colapso.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[00020] O objetivo da presente invenção é o de prover um cabo composto por uma alma contendo fios de alto módulo dispostos em construção paralela, ligados a um terminal tipo splice, em que o MBL do splice é equivalente, ou maior que o MBL do cabo.

[00021] Outro objetivo da presente invenção é o de prover um método para unir um cabo, composto por uma alma contendo fios de alto módulo dispostos em construção paralela, a um terminal do tipo splice, para se atingir o objetivo acima.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

De forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê um cabo sintético compreendendo uma alma formada por fios de alto módulo dispostos em construção paralela, em que as extremidades do cabo compreendem terminais do tipo splice, em que cada splice compreende fios de alto módulo dispostos em construção paralela formando um olhai em cada splice, em que cada perna dos fios que compõem cada splice é conectada a um fio que compõe a alma do cabo, em que os fios do splice e fios da alma são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração.

[00022] A presente invenção ainda provê um método para fabricar um cabo sintético compreendendo uma alma formada por fios de alto módulo dispostos em construção paralela, em que as extremidades do cabo compreendem terminais do tipo sp tèè, em que cada splice compreende fios de alto módulo dispostos em construção paralela, compreendendo as etapas de: conectar individualmente cada perna dos fios que compõem um splice positivo a um fio da extremidade inicial da alma do cabo, formando um loop; unir os fios do splice positivo de modo a formarem um loop, tensionando todos os fios, em que em que os fios do splice e fios da alma são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração; aplicar uma força normal de compactação na região de interpenetração do splice positivo; aplicar pelo menos um elemento de proteção em toda a extensão do cabo; conectar individualmente cada perna dos fios que compõem um splice negativo a um fio da extremidade final da alma do cabo, formando um loop; unir os fios do splice positivo de modo a formarem um loop, tensionando todos os fios, em que em que os fios do splice e fios da alma são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração; e aplicar uma força normal de compactação na região de interpenetração do splice negativo..

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[00023] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas, as quais:

- a figura 1 ilustra uma vista esquemática de duas configurações de splices, de acordo com a presente invenção;

- a figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de uma configuração particular da presente invenção; - a figura 3a ilustra uma configuração particular de um splice positivo de acordo com a presente invenção;

- a figura 3b ilustra uma configuração particular de um splice negativo de acordo com a presente invenção;

- a figura 4 ilustra o processo de produção do cabo e do splice de acordo com uma configuração particular da presente invenção;

- a figura 5 ilustra uma vista em detalhe de uma célula de automontagem do processo da figura 4;

- a figura 6a ilustra um esquema passo a passo de como é feito o passamento dos fios de um splice positivo em uma célula de automontagem da figura 4;

- a figura 6b ilustra um esquema passo a passo de como é feito o passamento dos fios de um splice negativo em uma célula de automontagem da figura 4;

- a figura 7 ilustra uma vista em detalhe de uma configuração alternativa de uma célula de automontagem do processo da figura 4;

- a figura 8 ilustra uma vista em detalhe de uma configuração opcional de uma placa de orifícios da presente invenção;

- a figura 9 ilustra uma vista em detalhe de uma configuração opcional de uma placa de orifícios da presente invenção; e

- a figura 10 ilustra uma vista em detalhe de uma configuração opcional do processo de amarração do cabo da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00024] A descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.

[00025] A presente invenção é direcionada a um cabo 2 contendo uma _

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alma onde os fios 21 estão dispostos em um único feixe de estrutura paralela, ligados a um splicè 1 por uma região, chamada de região de interpenetração 12, onde os fios do splice 13,13' e os fios da alma 21 estão dispostos paralelamente.

[00026] O cabo 2 ora revelado é ideal para aplicações em que uma ótima relação entre MBL e eficiência é exigida, como é o caso do uso em linhas de ancoragem offshore. Seu desempenho em aplicações de elevado nível de exigência mecânica traz significativos ganhos potenciais também em logística de transporte e custo de instalação, além de permitir a potencial redução do número de linhas de ancoragem, permitindo um potencial aumento da produtividade de campos de petróleo onde possa haver um congestionamento de pontos de ancoragem no fundo do oceano, caso linhas de ancoragem de cabos de baixa rigidez continuem sendo utilizadas.

[00027] A figura 1 ilustra um terminal splice 1 de um cabo de acordo com uma configuração opcional da presente invenção, em que o splice 1 apresenta duas regiões principais: a região dos olhais 11 e a região de interpenetração 12. A continuidade do splice 1 é formada pelos fios da alma do cabo 2.

[00028] Mais detalhadamente, o splice ilustrado na figura la compreende uma primeira região que forma os olhais 11 , onde o feixe de fios do splice se distribui em dois feixes 11 a, 11b que avançam para a região de interpenetração cilíndrica 12, a qual compreende um diâmetro maior do que o diâmetro do cabo 2. Ainda, entre a região de interpenetração cilíndrica 12 e o cabo 2, é formada uma região de interpenetração decrescente 12a, até que o conjunto atinja a espessura do cabo 2.

[00029] Conforme ilustrado na figura lb, entre a região dos olhais 11 e a região de interpenetração cilíndrica 12, o splice alternativamente compreende uma região aqui chamada de pescoço 12' do splice, caso seja necessário afastar a região de interpenetração cilíndrica 12 da região dos olhais 11, devido, por exemplo, ao fato de ser necessário um diâmetro total menor nessa região. Nessa configuração, portanto, o splice compreende uma região de interpenetração cilíndrica 12, uma região de interpenetração crescente 12b e uma região de interpenetração decrescente 12a.

[00030] A região de interpenetração cilíndrica 12 compreende segmentos de fios do splice 1 exatamente do mesmo tamanho ao longo de toda sua extensão. Em outras palavras, considerando-se um cilindro imaginário, a proporção do número de fios do splice 1 para o número de fios da alma do cabo 2 é constante em toda área de seção transversal, ao longo dessa região.

[00031] Por sua vez, a região de interpenetração decrescente 12a compreende uma redução concêntrica do número de fios do splice, em relação aos fios da alma, ao longo da região que se inicia na região de interpenetração cilíndrica 12 e termina no ponto 2' em que o splice tem o mesmo diâmetro do cabo. A partir desse ponto, o cabo 2 compreende somente os fios da alma.

[00032] Por fim, a região de interpenetração crescente 12b compreende um aumento concêntrico do número de fios da alma em relação aos fios do splice 1, ao longo da região que se inicia na região no pescoço 12' do splice e acaba na região de interpenetração cilíndrica 12.

[00033] Do ponto de vista estrutural, a região de interpenetração 12 tem a função de transferir a tensão da região dos olhais 1 1 para o corpo do cabo 2, em que, de acordo com a presente invenção, essa transferência de tensão é feita fio a fio, como será detalhado adiante.

[00034] Com a construtividade proposta pela presente invenção é possível potencializar a eficiência dessa transferência de forma que a força de ruptura desses terminais do tipo splice 1 seja superior à força de ruptura do segmento do corpo do cabo 2, aumentando-se, assim, sua eficiência.

[00035] São, basicamente, sete as funções fundamentais que podem ser manipuladas para se atingir esse objetivo, a saber: a função comprimento dos fios do splice; número de enrolamentos por metro dos fios do splice com os fios da alma; a força normal de compactação; a força e posição de conexão dos pontos de junção dos fios do splice nos fios da alma; o número de fios do splice para com o número de fios da alma; e o título e o tipo de fios do splice.

[00036] A função comprimento dos fios do splice 1 envolve a razão de interpenetração, ou seja, a relação entre o comprimento do segmento do fio do splice 13,13' para o comprimento do fio da alma 21 do cabo. Por questões de simetria, tal relação varia nas camadas concêntricas do cabo 2. Quanto maior for essa relação, maior será o tamanho do segmento de contato entre os fios 13,13 ' do splice e os fios 21 da alma do cabo 2. Como há uma descontinuidade entre os fios do splice 13,13' e os fios da alma do cabo, a força dessa união depende da área de contato entre esses fios no segmento {splice). Além disso, a função comprimento dos fios do splice 13,13' também determina a geometria da região de interpenetração.

[00037] Com a variação do comprimento dos fios do splice 13,13' 1 nas camadas concêntricas da área da seção transversal, podemos definir o comprimento da região cilíndrica, bem como a geometria e a taxa de redução ou taxa de aumento de diâmetro nas regiões de diâmetro decrescente e crescente, respectivamente. Por exemplo, manipulando-se essa função, é possível construir uma geometria de redução ou aumento de diâmetro, que vai da cónica até a hiperbólica. Ou seja, por meio de um simples parâmetro de processo, pode-se manipular um aspecto essencial da mecânica da fratura que é a geometria das linhas de fluxo de tensão ao longo de um corpo.

[00038] Como será melhor descrito posteriormente, o processo de fabricação do splice 1 ora revelado, em uma configuração opcional, possibilita ser feito um enrolamento do fio do splice 1 em volta do fio da alma do cabo 2, ao longo da região de interpenetração. O caminho helicoidal pode, ainda, se alternar em S e Z ao longo das camadas concêntricas da área , ^

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de seção transversal dessa região. Dessa forma, o ângulo de hélice ou, em outras palavras, o número de voltas por metro de cabo 2 nessa região é outra variável que pode ser manipulada para potencializar a força de conexão dessa região.

[00039] A figura 2 ilustra uma configuração opcional do splice da presente invenção, em que a fim de se aumentar a força de coesão da região de interpenetração, é previsto um meio de aplicação de uma força normal de compactação nessa região. Tal força é opcionalmente imposta por fios de amarração externa 30 e, ainda opcionalmente, é potencializada com qualquer outro elemento de reforço 31 conhecido do estado da técnica, como será melhor discutido adiante.

[00040] Nessa configuração, ainda, a força de compactação, é função de uma série de variáveis, tais como a força de enrolamento dos fios de amarração externa, número de fios de amarração externa e ângulo de hélice dos fios ao longo de toda a região de interpenetração.

[00041] Opcionalmente, a presente invenção também prevê a possibilidade de uso de reforços adicionais na região de interpenetração 12 a fim de aumentar a força de compactação nesse local (não ilustrados). Para tal, o uso de outras soluções encontradas no estado da técnica, como por exemplo fitas ou telas, que podem ser enroladas em espiral ou em cintas, ou ainda qualquer elemento de adesão que a mantenha unida durante toda a vida útil do cabo 2.

[00042] Opcionalmente, a presente invenção também prevê o uso de elementos protetores ao cabo 32. Muitos elementos protetores ou capas, encontrados no estado da técnica, podem ser usados, como capas tecidas. Entretanto, o uso de capa extrudada, fabricada pelo processo de pull extrusion, é preferida.

[00043] Ainda opcionalmente, é prevista pela presente invenção a possibilidade de uso de diferentes elementos protetores ao longo dos segmentos do cabo. Conforme ilustrado na figura 2, é usado preferencialmente um segmento de capa mais reforçado na região de interpenetração 31, uma vez que a proteção dos elementos estruturais contidos nessa região é mais crítica, com relação aos outros segmentos do cabo, por ser a região em que os fios do splice 13,13' são conectados aos fios do cabo 2.

[00044] Também opcionalmente, a região dos olhais recebe uma proteção extra, no final da produção do cabo ou acoplada pelo usuário, antes da instalação, chamada de thimble 19. O thimble 19 é uma peça metálica de alta resistência ao desgaste, comumente usada para a proteção dos fios do splice dos terminais. Alternativamente, o thimble pode ser fabricado em qualquer outro material que se deseje.

[00045] As figuras 3a e 3b ilustram os dois terminais de um cabo de acordo com a presente invenção, em que é possível observar claramente a presença de pontos de conexão de entrelaçamento 100 entre os fios 13 do splice e os fios 21 da alma do cabo.

[00046] A figura 3a ilustra o splice positivo (formado inicialmente) de acordo com a presente invenção, em que as posições dos pontos de conexão do terminal estão mais perto dos olhais 11 porque no início da operação de montagem, os fios 13 do splice positivo é que puxam os fios da alma 21 (esse processo será detalhadamente explicado mais a frente).

[00047] A figura 3b por sua vez ilustra o splice 1 formado por último de acordo com a presente invenção, chamado de splice negativo, em que, ao contrário do splice positivo (figura 3 a), os pontos de conexão 100 são localizados mais afastados dos olhais 11.

[00048] De acordo com essa configuração opcional da presente invenção, a conexão entre os fios 13 do splice com os fios 21 da alma do cabo é feita por dispositivos adequados para que haja uma eficiente conexão pontual entre os dois fios (fios 13 do splice e fios 21 da alma), a nível de , _Λ

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filamento. O modo como esses fios são conectados será melhor discutido mais adiante.

[00049] A conexão fio a fio, descrita anteriormente e a ser mais detalhadamente descrita, entre o cabo e o splice, diferencia a presente invenção dos cabos com splices conhecidos no estado da técnica, dentre outras características, quanto ao número de fios do splice em relação ao número de fios da alma. De acordo com a invenção ora proposta, essa relação é livre, de modo que o número de fios do splice 1 pode ser manipulado para que a resistência do feixe do splice 1 seja maior do que a resistência de ruptura do feixe de fios da alma 21 do cabo 2.

[00050] Além do número de fios, o título dos fios empregados no splice 1 também é uma variável livre que pode ser manipulada para que se obtenha a resistência desejada para o feixe dos fios que contornam os olhais 11 do splice.

[00051] A relação do número de fios e do título é função da tenacidade dos fios que compõe o cabo, e pode ser expressa pela seguinte equação:

/¾^s = n * D_Q * T

[00052] Em que:

n é o número relativo de fios do splice para cada fio da alma,

Do é o título do fio individual, em dtex, e

T é a tenacidade do fio individual, em cN/dtex.

A força de ruptura relativa ao fio ou ao feixe de fios do splice, em cN, para cada fio da alma, é dada por F .

[00053] Portanto, o critério intrínseco relacionado à força de ruptura do feixe ou fio do splice em relação a cada fio da alma, é dada pela equação 2:

Em que: i¾^c é a força de ruptura, em cN, do fio da alma.

[00054] Outra vantagem do cabo da presente invenção, em comparação com o estado da técnica está na possibilidade de usar diferentes tipos de fios de alta performance na construção do splice 1, em relação aos fios usados na construção da alma do cabo 2. A presente invenção ainda prevê a possibilidade da escolha de um feixe híbrido, onde uma mistura de fios pode ser feita, em qualquer relação que se queira.

[00055] Quanto ao tipo de fios a ser usado, a presente invenção prevê o uso de qualquer fio de qualquer material usado habitualmente na indústria cordoeira, ou materiais que podem vir a ser desenvolvidos futuramente. De modo que os fios preferencialmente, mas não se restringindo aos mesmos, são: nylon 6,6 (poli(hexametileno-diamina)); nylon 6 (poli (ácido 4- aminobutírico)); poliésteres, e.g., PET (poli (tereftalato de etileno)), PEN (naftalato de polietileno); PBN (Poli (tereftalato de butileno)); poli (1,4- hexileno dimetileno tereftalato); álcoois de polivinilo, fibras de vidro, fios de aço; fibras de poliolefinas; homopolímeros e copolímeros de polipropileno, copolímeros.

[00056] Adicionalmente a presente invenção também prevê o uso de fios de alta performance, mas não se restringindo aos mesmos, como listado a seguir: fibras de polietileno de elevado módulo (HMPE); kevlar® (poli (tereftalato de p-fenileno)); PTFE (politetrafluoretileno); Technora® (copoliamida aromática (co-poli-(parafenileno/3,4'-oxidifenileno tereftalamida))); M5 (poli{2,6-di-imidazo-[4,5 b-4',5'E]piridinileno-l, 4(2,5- di-hidroxi)fenileno}); Zylon®, PBO (poli(p-fenileno-2,6-benzobisoxazolo); LCP (polímeros de cristais líquidos termotrópicos), fibras de carbono. Preferencialmente, faz-se uso de fibras de alta performance, como o HMPE (fibras de polietileno de elevado módulo); kevlar® (poli (tereftalamida de p- fenileno)); LCP (polímeros de cristais líquidos termotrópicos) e PEN (naftalato de polietileno), e mais preferencialmente HMPE (fibras de , ^

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polietileno de elevado módulo).

[00057] No contexto da presente invenção, fios de alta performance são caracterizadas por ter tenacidade, medida conforme método baseado na Norma ISO 2062, maior que 15 cN/dtex, preferencialmente maior que 20 cN/dtex, ou ainda pelo menos 30 cN/dtex.

[00058] Ainda, no contexto da presente invenção, os fios de alta performance são caracterizados também por ter módulo elástico, medido conforme método baseado na Norma ISO 2062, maior que 500 cN/dtex, preferencialmente maior que 800 cN/dtex, ou mais preferencialmente maior que 1250 cN/dtex.

[00059] Além de fios contendo multifilamentos, outras soluções podem ser usadas, como, por exemplo, fios monofilamento, fitas e filme cortado na forma de fita.

[00060] Assim como com relação aos fios da alma 21 do cabo da presente invenção, é previsto o uso de vários tipos de fios de alta performance na amarração externa do splice, bem como uma mistura de fios, em qualquer relação que se queira. Quanto aos tipos de fios podem ser citados como exemplo, mas não se restringindo aos mesmos, o nylon 6,6 (poli (hexametileno-adipamida)); nylon 6 (poli (ácido 4-aminobutírico)); poliésteres, e.g., PET (poli (tereftalato de etileno)), PEN (naftalato de polietileno); PBN (Poli (tereftalato de butileno)); poli(l,4 ciclohexilideno dimetileno tereftalato); álcoois de polivinilo, fibra de vidro, fios de aço; fibras de poliolefinas; homopolímeros e copolímeros de polipropileno, copolímeros. Podem ser usados fios de alta performance, mas não se restringindo aos mesmos, em que podemos citar fibras de polietileno de elevado módulo (HMPE); kevlar® (poli (p-fenileno-tereftalamida)); PTFE (poli (tetrafluoroetileno)); Technora® (copoliamida aromática (co-poli- (parafenileno/3,4'-oxidifenileno tereftalamida))); M5 (poli{2,6-di-imidazo- [4,5 b=4',5'E]piridinileno-l,4(2,5-di-hidroxi)fenileno}); Zylon®, PBO (poli(p-fenileno-2,6-benzobisoxazolo); LCP (polímeros de cristais líquidos termotrópicos), fibras de carbono. Preferencialmente, o uso de fibras de alta performance, como o HMPE (fibras de polietileno de elevado módulo); kevlar® (poli (tereftalamida de p-fenileno)); LCP (polímeros de cristais líquidos termotrópicos) e PEN (naftalato de polietileno) podem ser usados. E mais preferencialmente HMPE (fibras de polietileno de elevado módulo).

[00061] Opcionalmente, a presente invenção provê o uso de qualquer líquido superficial de acabamento, como coatings, óleo de encimagem ou qualquer fluido que tenha função de proteção, processabilidade ou melhore o desempenho do fio no splice. Ainda, a presente invenção contempla o uso de qualquer tipo de coating ou adesivo que potencialize a força de união dos fios na região de interpenetração dos splices com os fios da alma 21, desde que não comprometa o desempenho da união por concentração local de tensão na etapa de "bedding in" (ajuste do cabo) que, por sua vez, é realizada na etapa de instalação, quando o cabo é usado em aplicações de ancoragem Offshore. Nessa etapa, é importante que haja algum grau de mobilidade para que se obtenha melhor ajuste dos fios, ou melhor alinhamento dos fios ao longo de todo o cabo.

[00062] É importante ressaltar que o feixe de fios da alma 21 do cabo forma o principal elemento estrutural do cabo revelado pela presente invenção, em que os fios que o compõe estão dispostos em estrutura paralela. Cabos contendo uma alma onde os fios estão dispostos em estrutura paralela já são conhecidos no estado da técnica. Porém, o que diferencia o cabo ora revelado dos cabos conhecidos do estado da técnica é o uso de terminais do tipo splice em um cabo contendo alma de feixe único.

[00063] A figura 4 ilustra o processo de produção do cabo 2 e do splice 1 da presente invenção, o qual é realizado em cinco unidades:

- unidade de acondicionamento dos fios da alma 21 ;

- unidade de acumulação de fios dos splices; - unidade de automontagem dos fios dos splices nos fios da alma 21;

- unidade de montagem do reforço e capa dos splices; e

- unidade de bobinagem.

[00064] A unidade de acondicionamento dos fios da alma é a unidade onde são montados e acondicionados os fios que comporão o feixe de fios da alma do cabo. Nessa configuração particular e opcional, os fios são acondicionados em carreteis 40 dispostos em suportes comumente conhecidos como "gaiolas". No entanto, todo e qualquer suporte, encontrado no estado da técnica, pode ser usado para esse fim, como quadros, gaiolas ou carreteis {beams) de forma que seu alinhamento fique disposto no sentido axial de fabricação do cabo 2, em direção à grade de sucção a vácuo 51 (a qual será descrita mais a frente).

[00065] Por questão de espaço, diferente da configuração opcional ilustrada, o acondicionamento em beams é escolhido. O fio da alma pode conter a exata metragem do comprimento da alma do cabo. O número de fios utilizados será função do MBL que se deseja atingir, levando-se em conta a eficiência estimada para o cabo em questão.

[00066] A unidade do acumulador de fios dos splices é a unidade onde são montados e acondicionados os fios usados na montagem dos dois splices (positivo e negativo). O acumulador de Fios dos splices 51,52,53, daqui em diante chamado de Acumulador, é formado pela grade de sucção a vácuo 51 , tubos acumuladores das células de automontagem 52 e grade de automontagem dos fios dos splices 53.

[00067] Alternativamente, o conjunto de fios do splice positivo 13 e os fios do splice negativo 13' podem ser acomodados em qualquer suporte encontrado no estado da técnica. Por exemplo, os fios do splice positivo 13 e do negativo 13' poderiam ser acondicionados em bobinas, em quadros, gaiolas ou qualquer outro suporte encontrado no estado da técnica. Porém, seu nível de organização em tais suportes deve ser adequado ao vínculo de cada fio ao seu endereço ou posição no círculo concêntrico da área da seção transversal do cabo.

[00068] No contexto da presente invenção, tubos acumuladores de fios 52, ligados à grade de automontagem 53 são preferidos. Entende-se por tubo acumulador de fios 52 um tubo rígido ou flexível, de diâmetro e comprimento adequados, em que uma extremidade é adaptada a determinado olhai 531 da grade de automontagem 53 e a outra extremidade é adaptada em uma coluna de acionamento a vácuo, na grade de sucção a vácuo 51. Por sua vez, a grade de sucção a vácuo 51 compreende, acopladas a uma câmara de vácuo, válvulas de acionamento eletrônico, que abrem e fecham, permitindo a sucção dos fios do splice 13,13' para dentro do tubo 52. A coluna é constituída por um número de válvulas que podem ter o mesmo número de olhais presentes na coluna de automontagem, e seu acionamento poderá ser feito por um software de automação industrial.

[00069] O uso desse tipo de dispositivo (tubos 52) para acumular fios é possível porque o segmento de fio do splice é curto, se comparado ao comprimento total do cabo 2. A vantagem desse dispositivo é economizar uma trabalhosa etapa de operação têxtil, em que a bobinagem de milhares de segmentos de fios de splices em carreteis seria necessária. E importante destacar que tais tubos 52 não são encontrados no estado da técnica com essa função.

[00070] A unidade de automontagem dos fios dos splices nos fios da alma 21 é a unidade em que os fios da alma 21 são conectados aos fios dos splices (positivo e, posteriormente, negativo), preferencialmente usando dispositivos automáticos que, por sua vez, são comandados for um software de automação industrial.

[00071] A figura 5 ilustra uma vista mais detalhada de uma linha de produção da configuração opcional descrita até aqui (40,51,52,53), em que é possível observar que o quadro de automontagem 53 é composto por várias células de automontagem 532. Cada uma dessas células 532 compreende:

dois tubos 52 vazados por onde passam os fios da alma 21 ; dois tubos 52 conectados à grade de sucção 51, por onde as extremidades do fio do splice positivo 13 é sugado; e

um tubo 52, também conectado à grade de sucção 51, por onde é sugado o fio do splice negativo 13', de modo que as extremidades do fio do splice 13' negativo fiquem posicionadas para fora da grade de automontagem 53.

[00072] Em tais tubos 52, olhais cerâmicos podem ser adaptados nas extremidades para ajudar na redução do atrito entre fio e pontos de contato que possam a vir danificar os fios. Os fios da alma que vêm da unidade de acondicionamento dos fios da alma 21 são puxados por qualquer dispositivo de passamento de fios usados pela indústria têxtil, através do acumulador B, e são montados aos fios dos splices por cabeçote robotizado, o qual será melhor descrito a seguir.

[00073] Preferencialmente, o passamento dos fios da alma 21 é feito por sucção a vácuo, por meio de um dispositivo de acionamento a vácuo presente no cabeçote robotizado.

[00074] E importante ressaltar que cada perna do fio do splice positivo 13 é montada simetricamente nos tubos 52 mais externos da célula de automontagem 532, de forma que os fios dos splices positivos 13 possam ser puxados, iniciando o processo de automontagem. Por sua vez, os fios dos splices negativos 13' são montados no tubo 52 central da célula 532, de forma inversa ao fio do splice positivo 13. Em tal tubo central, o fio é succionado pelo sistema de vácuo de forma que suas duas pernas fiquem para fora da grade de automontagem 53.

[00075] A figura 6a ilustra uma vista em perspectiva e uma vista superior, passo a passo, de como é feito o passamento dos fios 13 do splice positivo em uma célula de automontagem 532. Como pode ser observado nessa concretização opcional, nesse processo é usado um cabeçote automatizado 8 que realiza todos os procedimentos necessários para a preparação das células, antes do início da fabricação do cabo e/ou splices. Inicialmente, uma extremidade de um fio do splice é colocada em um olhai da célula de automontagem 532 e sugada para o interior de um tubo acumulador 52 (devido ao sistema a vácuo). Neste tubo 52, o fio é sugado até que todo o comprimento necessário para a fabricação do splice seja medido, então, o cabeçote 8 utiliza uma pinça 81 para prender o fio, o qual é cortado. Nesse ponto, o fio 13 do splice positivo está inteiramente dentro do tubo acumulador 532 com exceção da segunda extremidade que é segura pela pinça 81. Então, essa segunda extremidade é levada a um segundo olhai 531 da célula de automontagem, de modo que essa extremidade é sugada pelo tubo 532 conectado ao dito olhai até que os dois tubos compreendam o mesmo comprimento de fio em seu interior, de modo a que a região central deste fio seja deixada para fora.

[00076] A figura 6b ilustra uma vista em perspectiva e uma vista superior, passo a passo, de como é feito o passamento dos fios 13' do splice negativo, o qual também é automatizado. O procedimento envolve a sucção de um segmento do fio 13' para o interior de um tubo acumulador 538 auxiliar, compreendido no cabeçote 8 robotizado, de modo que tal segmento tenha o comprimento total do splice na referida célula 532. Então, um laço (formado na região do ponto médio do fio) é inserido em um olhai central 531 da célula de automontagem 532 e sugado para seu interior, de modo que apenas as extremidades do fio 13' fiquem para fora. O fio 13' que vem do suporte do cabeçote robotizado é cortado e as duas pontas do fio do splice negativo são adaptadas nos seus respectivos suportes.

[00077] Após esse procedimento, a célula de automontagem estará configurada para a continuação do processo da produção do cabo, conforme

í _

22

ilustrado pela figura 4. Quando todas as células estiverem devidamente configuradas, o processo de fabricação passa para a próxima etapa, em que cada fio da alma do cabo é conectado a uma perna do splice positivo. Assim, quando o splice positivo é puxado, este traz junto com ele os fios da alma 21.

[00078] Opcionalmente, a união entre os fios da alma 21 e os fios dos splices é efetuada por dispositivos tipo splicers ou knoters, conhecidos do estado da técnica, os quais unem as extremidades aos fios da alma 21 aos fios do splice 13,13'. A figura 7 ilustra uma configuração opcional do processo descrito acima, em que um dispositivo splicer 55 fixa os fios da alma 21 do cabo a um fio de splice positivo.

[00079] A determinação do comprimento da unidade de acumuladores B em função do comprimento dos tubos das células de automontagem, dependerá de variáveis como coeficiente de atrito estático entre fios da alma 21 e fios do splice 13,13', força de compactação dada pelos fios de amarração externa, resistência à ruptura dos pontos de conexão dos fios da alma 21 com os fios dos splices, presença ou não de coatings que aumentam o coeficiente de atrito estático entre os fios em contato na região de interpenetração e uso ou não de dispositivos de enrolamento dos fios do splice 13,13' ao fio da alma nessa região de automontagem.

[00080] Tais dispositivos de enrolamento dos fios do splice 13,13' aos fios da alma 21 podem ser quaisquer mecanismos conhecidos do estado da técnica e que possam ser adaptados na frente de cada célula de automontagem. O controle de RPM (rotações por metro) desse dispositivo é relacionado à velocidade de avanço do cabo, garantindo que se mantenha o mesmo ângulo de hélice ao longo de toda a construção dos splices. O sentido de rotação do dispositivo pode ser alternado em relação ao endereço da camada concêntrica do segmento do splice. Isso permite alternar em "S" e "Z", o sentido de enrolamento.

[00081] A figura 5a ilustra uma vista do detalhe indicado na figura 5, em que visualiza-se que os tubos acumuladores são adaptados na grade de sucção a vácuo, em tubulações que unem as células de uma mesma coluna. No topo ou fundo da grade de sucção a vácuo, um conjunto de válvulas ligadas a um reservatório de vácuo, abrem e fecham por comandos da automação industrial, e que também comandam as operações do cabeçote robotizado, durante a operação de montagem dos fios na grade de automontagem.

[00082] As células de automontagem são empilhadas em forma de colunas, de modo que a união dessas colunas forma a grade de automontagem. O número de células varia de acordo com o número máximo de fios que forma a alma do cabo. Por exemplo, se o objetivo é construir cabos com um número máximo de 40.000 fios, será necessário montar colunas de forma que se tenham 20.000 células de automontagem. Isso resultará num quadro de automontagem composto por 142 colunas contendo 142 células cada. Quando cabos de menor MBL forem fabricados, o número necessário de fios será montado e as demais células de montagem não participarão da operação de construção do cabo.

[00083] A montagem dos fios na grade de automontagem é feita por um cabeçote automatizado que percorre a grade, célula à célula, montando cada um dos fios da alma 21, fios dos splices positivos e, no final do processo, fios dos splices negativos. Os dispositivos do cabeçote trabalham concomitantemente com as válvulas de abertura de sucção dos fios por vácuo. Logo, os fios dos splices são montados e acondicionados dentro das tubulações dos acumuladores, adaptadas aos seus respectivos olhais de cada célula. O cabeçote respeita as rotinas programadas no software de automação industrial, liberando, puxando e cortando fios, com controle preciso de metragem. No fim de cada operação de montagem, pinças conectam os fios dos splices negativos no suporte de fixação 533, onde os splicers ou knoters farão a conexão aos fios da alma 21 , no momento oportuno, que dependerá da posição e do comprimento de cada splice negativo na etapa de construção do último terminal.

[00084] A grade de automontagem conta, ainda, com os cabeçotes de splicer ou knoters, que percorrem cada torre executando a operação de amarramento ou ligação dos fios do splice 13,13' aos fios da alma 21. No início do processo de produção do cabo, somente os fios do splice positivos 13 são conectados aos fios da alma 21. Quando todos os fios dos splices positivos estão devidamente fixados nos respectivos fios da alma 21, os fios dos splices positivos 13 puxam os fios da alma.

[00085] No fim do processo, ao contrário, os fios dos splices negativos 13' são fixados aos respectivos fios da alma 21 e passam a ser puxados pelos fios da alma 21. O acionamento dos splicers é feito automaticamente, pelo software de automação industrial, respeitando os comprimentos das pernas dos fios dos splices que determinarão a geometria das regiões de interpenetração cilíndricas e de interpenetração crescente e decrescente.

[00086] Novamente com relação à figura 4, após a grade de automontagem 53 encontra-se a placa de orifícios 60. A placa de orifícios 60 compreende um número de olhais 61 igual ao número total de células 532 de automontagem, ou seja, em cada olhai 61 são passados um fio de splice positivo 13 e um de negativo 13' (com ambas as pernas), e dois fios da alma 21.

[00087] A figura 8 ilustra essa etapa do processo descrito, em que após a fixação dos fios dos splices positivos 13 nos respectivos fios da alma 21, o cabeçote automatizado 8 insere cada fio do splice positivo 13, oriundo de uma célula de automontagem 532, em um olhai 61 da placa de orifícios 60 (detalhe 8a). Após esse passo, um loop do fio do splice positivo 13 é exposto na porção externa da placa de orifícios 60, então um meio fixador é usado para fixar os loops de todos os fios dos splices, evitando que os mesmos sejam acidentalmente reinseridos nos orifícios. [00088] Preferencialmente, como indicado no detalhe 8b, o meio fixadore é uma barra flexível 63 que percorre linhas que atravessam os orifícios 61 , é utilizada para fixar os loops. Mais preferencialmente, a barra flexível 63 é móvel e se desloca pelo caminho linear mostrado na figura 9, fixando os loops formados pelos fios do splices positivos 13 de forma a fixá- los na placa 60.

[00089] A placa de orifícios 60 descrita compreende duas funções principais: a primeira função é de dar o formato cilíndrico ao feixe de fios que saem da grade de automontagem; e a segunda função é de conferir um endereço a cada splice que sai da respectiva célula, para que cada camada do cabo tenha um comprimento apropriado de interpenetração dos fios do splice 13,13' com os fios da alma 21. Como foi descrito anteriormente, essa é uma questão fundamental para que se obtenha uma arquitetura ideal que influencia diretâmente a eficiência do cabo 2.

[00090] Por sua vez, a barra flexível 63 também tem a função de fixar os loops à placa de orifícios 60. A barra flexível 63 é movimentada por mecanismos acionados por motores de passo, também acionados pelo sistema de automação industrial, e que trabalha de forma concomitante aos movimentos de montagem do cabeçote automatizado 8. A barra 63 precisa ser móvel por dois motivos principais: em um primeiro momento, o furo 61 precisa estar desobstruído para que o loop possa passar; e para que a operação de passagem dos fios da placa de orifícios 60 para o gancho 64 de montagem dos olhais 61, a liberação dos loops aconteça fio a fio, partindo-se da linha central para as extremidades da placa.

[00091] Opcionalmente, a placa de orifícios 60 é adaptada em cima de um trilho móvel, cujo movimento também é controlado pelo sistema de automação industrial. Isso permite que a placa 60 se movimente durante a etapa de montagem dos splices positivos 13, expondo os laços dos fios do splice positivos 13 ao gancho 64 de montagem dos olhais 1 1. No contexto da invenção, o gancho 64 de montagem é caracterizado por ser uma peça metálica, na forma de um gancho, no qual o operador percorre cada linha da placa de orifícios 60, e engata cada um dos loops formados pelos fios do splice positivos 13.

[00092] No contexto da presente invenção, opcionalmente, o cabo starter 66 é caracterizado por ser qualquer cabo de aço flexível que suporte a força de tração dada pelo somatório de todo o atrito entre os fios do feixe do cabo da unidade de montagem.

[00093] Opcionalmente, o cabo starter puxa o feixe total de fios que passa por anéis de redução de diâmetro 65, até que os fios atinjam um nível aceitável de compactação, e até que o feixe atinja o diâmetro aproximado ao seu diâmetro nominal.

[00094] Novamente com referência à figura 4, na unidade de montagem do reforço e capa dos splices, o feixe de fios continua sendo puxado até que o segmento do cabo, contendo a região de interpenetração, possa ser introduzido na binding machine 90 que tem a função de enrolar os fios de amarração externa 30. Assim que todo o segmento inicial do cabo, formado pela região de interpenetração, é reforçado pelo fio de amarração externa, a unidade de puxamento do cabo starter é interrompida.

[00095] Nesse momento, o segmento é ajustado sobre a mesa de montagem 91 da capa dos splices, para que todas as camadas de reforço possam ser montadas nessa região. Após essa etapa, o primeiro splice está montado e protegido.

[00096] A partir deste momento, o primeiro splice poderá ser novamente puxado pelo cabo starter até que o segmento da alma possa começar a receber os fios de amarração externa. A figura 10 ilustra o cabo starter puxando o cabo 2 após ter recebido todas as camadas de reforço na região dos olhais e na região de interpenetração {splice positivo). Os fios de amarração externa vão sendo enrolados pela binding machine, enquanto que a sua rotação está associada à velocidade de movimento do cabo.

[00097] Assim que um comprimento adequado de segmento da alma já tiver sido reforçado pelos fios de amarração externa, o cabo opcionalmente começará a passar pela unidade de pull extrusion 92, que por sua vez possui a função de fabricar a capa extrudada 921, que tem a função de proteger todo o corpo do cabo 2. É importante ressaltar que a unidade de produção da capa 921 descrita pela presente invenção pode alternativamente compreender qualquer tipo de capa para cabos, encontrada no estado da técnica.

[00098] Qualquer resina usualmente encontrada no estado da técnica pode ser usada na fabricação da capa por pull extrusion. Porém, a temperatura de fusão dessa resina deve ser adequada às características térmicas do fio usado nos elementos estruturais, ou seja, fios da alma e fios de amarração externa. Outras características como adesão e boas propriedades mecânicas, como resistência à abrasão, resistência à perfuração, resistência à luz ultravioleta, devem ser levadas em conta no momento da escolha da resina. Algumas outras propriedades como resistência à hidrólise, microrganismos e outros agentes marinhos, devem ser considerados quando a aplicação for voltada à ancoragem offshore.

[00099] Com auxílio de unidades de puxamento ou capstans 93, o segmento de cabo pronto que sai da unidade de pull extrusion 92 vai sendo puxado sem interrupções até que o fim de curso dos fios da alma acione a conexão dos primeiros segmentos de fios de splices negativos. Nesse momento, a linha produtiva pode opcionalmente entrar num estágio de velocidade mais baixa para que os cabeçotes de movimento dos splicer ou knoters possam percorrer as colunas de automontagem executando as conexões dos fios do splice negativo 13' com os fios da alma, da mesma forma como descrito anteriormente para os splices positivos.

[000100] Nesse momento, a região de interpenetração que liga o corpo do cabo no seu último splice (negativo) começa a ser montada. Simetricamente à extremidade inicial, as conexões vão ocorrendo de forma que os diferentes comprimentos dos fios dos splices negativos são montados nas suas respectivas camadas, de forma que todos os fios dos splices terminem com o mesmo comprimento.

[000101] A construção do splice negativo também passa pela montagem dos seus fios de amarração externa e qualquer reforço adicional que vai conferindo a resistência necessária às regiões de interpenetração. Isso acontece continuamente até que todos os fios dos splices negativos fiquem travados na placa de orifícios, onde a barra flexível novamente trava o fio que possui a forma de laço ou loop. Porém, nesse momento, tais laços estarão no lado oposto dos laços dos fios do splice positivo 13, mostrados na figura 8b.

[000102] Nessa etapa, o movimento de puxamento do cabo é feito em operação manual, de forma que os fios não forcem a placa de orifícios 60. Em seguida, os fios dos splices positivos 13 são transferidos da placa de orifícios 60 para o gancho 64 de montagem dos olhais 11 , em que, um cabo 66 aqui chamado de cabo starter é usado no processo.

[000103] No contexto da presente invenção, o cabo cabo starter é um segmento de cabo de aço flexível e que suporta a força de tração necessária para manter um esticamento adequado do último trecho do cabo (último terminal formado pelos fios dos splices negativos). O cabo cabo starter é adaptado a um mecanismo de desenrolamento com força de tração controlada, que é adaptado no centro geométrico da placa de orifícios 60. Após a passagem de todos os laços dos fios do splice negativo 13' para o gancho de montagem, o operador conecta o cabo finishing ao gancho 64.

[000104] Nesse momento, o motor do mecanismo de desenrolamento do cabo finishing é acionado, e uma contraforça mantém o cabo esticado com o mesmo nível de força de tração usado na montagem do splice positivo, pelo cabo starter. Com os fios dispostos no gancho, o splice negativo pode ser ajustado sobre a mesa de montagem da capa protetora, onde receberá todos as ^ camadas de reforço necessárias. Após essa operação, o cabo está pronto e poderá terminar de ser bobinado.

[000105] Por fim, a unidade de bobinagem é formada basicamente pelo capstan 93 e pela bobinadeira 94. O capstan 93 tem a função de conferir a velocidade de puxamento adequada à produção do cabo 2. Seu acionamento e controle de velocidade podem também estar ligados ao sistema de automação industrial.

[000106] Por sua vez, a bobinadeira acomoda o cabo que está sendo produzido, por qualquer mecanismo de controle de tensão de bobinamento encontrado no estado da técnica. Tal mecanismo é geralmente adaptado entre o segmento do cabo que sai do capstan e o segmento do cabo bobinado. O terminal formado pelos fios do splice positivo 13 é devidamente acondicionado e protegido no carretel. Qualquer máquina comumente usada para esse fim, presente no estado da técnica, pode ser usada. Após o último terminal receber as camadas de reforço e a capa protetora, o cabo é finalmente bobinado e pode receber uma embalagem externa para proteção extra até ser utilizado.

[000107] Portanto, a presente invenção também revela um processo de produção de cabo, onde a etapa de produção é realizada em cinco unidades que compõem tal linha de produção, compreendendo as seguintes etapas: (a) Montagem dos fios da alma na unidade de acondicionamento A dos fios da alma.

b) Montagem das bobinas do fio do splice no suporte que alimenta o cabeçote robotizado 8.

(c) Acionamento da montagem dos fios nas células de automontagem 532 ou carregamento da grade de automontagem 53 dos splices, onde os fios de um splice positivo 13 são montados na célula 532 ao passo que os fios da alma 21 são puxados e conectados aos mesmos, por meio de dispositivos tipo splicers ou knoters. (d) Montagem dos fios do splice negativo 13' nas células de automontagem 532 e fixação das suas duas extremidades no suporte da célula, de forma concomitante à operação (c).

(e) Passamento e travamento dos fios dos splices positivo na placa de orifícios 60.

(f) Transferência dos fios dos splices positivo 13 para o gancho 64 de montagem dos olhais 11.

(g) Puxamento do gancho de montagem pelo cabo starter 66 até que toda a região de interpenetração 12 esteja sobre o equipamento de aplicação dos fios de amarração externa 30.

(h) Acionamento da máquina de aplicação dos fios de amarração externa 30.

(i) Interrupção do puxamento até que toda a região que contém o olhai Í l e o segmento de interpenetração 12 esteja sobre a mesa de montagem das camadas de reforço 32 e capa dos splices.

(j) Montagem das camadas de reforço e capa na região do olhai l i e segmento de interpenetração 12 do splice.

(1) Adaptação do início do feixe da alma na matriz de pull extrusion.

(m) Fabricação do corpo do cabo até início da região de interpenetração 12 dos fios dos splices negativos 13', onde o capstan 93 reduz sua velocidade para que os pontos de conexão dos fios do splice negativo 13' possam ser conectados ao feixe de fios da alma 21 , por meio de dispositivos tipo splicers ou knoters, de forma automática, comandados pelo sistema de automação industrial.

(n) Interrupção do puxamento no momento em que todos os fios do splice negativo 13' estão próximos à placa de orifícios 60, onde uma intervenção manual ajustará os laços dos fios do splice negativo 13' nas travas da placa de orifício 60.

(o) Transferência dos fios dos splices negativos 13' para o gancho 64 de montagem dos olhais 11. ^

[000108] (p) Acabamento do cabo, revestindo-se a região do terminal com as camadas de reforço 32 e capa.

[000109] Ainda, a presente invenção prevê a possibilidade da união de mais de um cabo como o ora revelado, de modo que cada cabo seja um segmento de um cabo maior. Para tal, é necessário que qualquer dispositivo mecânico de união seja acoplado aos olhais de dois cabos consecutivos, fazendo o elo entre eles. Essa possibilidade pode ser utilizada em situações em que se faz necessário um cabo muito longo, cuja fabricação em processo único é muito trabalhosa. Assim, pode-se fabricar segmentos de cabo menores e uni-los com dispositivos mecânicos de união.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Cabo sintético compreendendo uma alma formada por fios de alto módulo dispostos em construção paralela, em que as extremidades do cabo compreendem terminais do tipo splice (1), em que cada splice (1) compreende fios de alto módulo dispostos em construção paralela formando um olhai (11) em cada splice,

caracterizado pelo fato de que cada perna dos fios (13,13') que compõem cada splice é conectada a um fio (21) que compõe a alma do cabo, em que os fios do splice (13,13') e fios da alma (21) são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração (12).

2. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um meio de aplicação de uma força normal de compactação na região de interpenetração, em que o meio de aplicação de uma força normal de compactação é pelo menos um de: fios de amarração externa (30); fitas de amarração; e telas de amarração.

3. Cabo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada olhai (11) compreende um protetor (19) thimble contra desgaste.

4. Cabo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o splice compreende, na região de interpenetração (12), pelo menos um de: um líquido superficial de acabamento; e um adesivo.

5. Método para fabricar um cabo sintético compreendendo uma alma formada por fios de alto módulo dispostos em construção paralela, em que as extremidades do cabo compreendem terminais do tipo splice (1), em que cada splice (1) compreende fios de alto módulo dispostos em construção paralela, caracterizado por compreender as etapas de:

conectar individualmente cada perna dos fios (13) que compõem um splice positivo a um fio (21) da extremidade inicial da alma do cabo (2), formando um loop;

unir os fios do splice positivo (13) de modo a formarem um loop, tensionando todos os fios, em que em que os fios do splice (13) e fios da alma (21) são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração

(12);

aplicar uma força normal de compactação na região de interpenetração (12) do splice positivo (1);

aplicar pelo menos um elemento de proteção (32) em toda a extensão do cabo;

conectar individualmente cada perna dos fios (21) que compõem um splice negativo a um fio (21) da extremidade final da alma do cabo (2), formando um loop;

unir os fios do splice positivo (13) de modo a formarem um loop, tensionando todos os fios, em que em que os fios (31) do splice e fios (21) da alma são dispostos paralelamente em uma região de interpenetração

(12) ; e

aplicar uma força normal de compactação na região de interpenetração (12) do splice negativo.

6. Método para fabricar um cabo sintético, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os fios dos splices positivo

(13) e negativo (13') são conectados aos fios (21) da alma por um de: splicers e knoters.

7. Método para fabricar um cabo sintético, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de o cabo adicionalmente passar um processo de pull extrusion.

8. Método para fabricar um cabo sintético, de acordo com qualquer umas das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que os splices são adicionalmente revestidos com camadas de reforço (32) e capa.

9. Método para fabricar um cabo sintético, de acordo com qualquer umas das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que os fios dos splices são armazenados em tubos acumuladores (52), conectados a uma grade de sucção (51), de modo que a conexão entre os fios da alma (21) e os fios dos splices (13) é efetivada por um cabeçote automatizado (8).

10. Método para fabricar um cabo sintético, de acordo com qualquer umas das reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo fato de que:

após a conexão entre os fios do splice positivo (13) com os fios da alma (21), todos os loops do splice positivo são dispostos em um gancho (64) que é puxado por um cabo flexível (641), de modo que os fios da alma (21) sejam puxados pelos fios do splice positivo (13);

após a conexão entre os fios do splice negativo (13') com os fios da alma (21), de modo que os fios do splice negativo (13') sejam puxados pelos fios da alma (21), em que todos do loops do splice negativo (13') são dispostos em um segundo gancho, que é tensionado contra a direção de movimento do primeiro gancho (64), para manter o tensionamento do cabo (2).

11. Método para fabricar um cabo sintético, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que antes de os fios do splice positivo (13) serem dispostos no primeiro gancho (4), cada loop formado pelos fios do splice são dispostos em orifícios (61) de uma placa de orifícios (60), de modo que os orifícios (61) são dispostos nas posições em que os fios (21) devem ser alocados na alma do cabo (2).

12. Método para fabricar um cabo sintético, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que após passar pela placa de orifícios (60), os loops dos splices e os fios da alma do cabo (21) passam por anéis de redução de diâmetro (65), até que seja aplicada a força normal de compactação na região de interpenetração (12) do splice positivo e, posteriormente, o pelo menos um elemento de proteção (31,32) em toda a extensão do cabo (2).