BR0316184B1 - Mangueira - Google Patents

Description

»WtfSU8X«*· A prasanf® invtnçSe refere-ie i um mangueira, e, mais partiçularmente, se refere a uma mangueira gue possa ser usada em condições erioginieag, As aplicações típicas para uma mangueira envolvem o bombeamento de fluidos a partir de um reservatório de fluido sob pressão. Exemplos incluem o suprimento de um óleo de aquecimento doméstico ou LPG para uma caldeira; o trans- porte de líquidos de campos petrolífero® produzidos e/ou os gases de uma plataforma de produção flutuante para o porão de carga de um navio, ou de um porão de carga de navio para uma unidade de armazenagem baseada na terra; a liberação de combustível para carros de corrida, especialmente durante o reabastecimento na fórmula 1; ι o transporte de fluido® cor- rosivos, como, por exemplo, ácido sulfdrico. I bem eonheeido se usar mangueiras para o trans- porte de fluídos, como, por exemplo, gases liquefeitos, à baixa temperatura, Esta mangueira é comumente usada para transportar gases liquefeitos, como, por exemplo, um gás na- tural liquefeito (LNG) ou um gás de petróleo liquefeito (LPG) .

Fara que a mangueira seja sufieientemente flexí- vel, qualquer dado comprimento deve ser pelo menos parcial- mente feito de materiais flexíveis, isto é, de materiais não rígidos, A estrutura de tal mangueira de modo geral compre- ende um corpo tubular de material flexível disposto entre dois fios de retenção enrolados em um sentido helicoidal, um interno e outro externo, É convencionai que dois fios sejam enrolados no mesmo passo, mas tendo os enrolamentos desloca- dos em metade do passo um do outro. 0 corpo tubular tipica- mente compreende camadas internas e externas com uma camada de vedação intermediária. As camadas interna e externa pro- vêm â estrutura a resistência de carregar o fluido nas mes- mas. Convencionalmente, as camadas interna e externa do cor- po tubular compreendem camadas de pano feitas de um poliés- ter, como, por exemplo, um politereftalato de etileno. A ca- mada de vedação intermediária provê uma vedação no sentido de impedir que o fluido penetre na mangueira, e é tipicamen- te um filme polimérico.

Tipicamente, são aplicados fios de retenção sob tensão em torno das superfícies interna e externa do corpo tubular. Os fios de retenção atuam basicamente no sentido de preservar a geometria do corpo tubular. Além disso, o fio externo pode atuar no sentido de limitar a deformação de ar- co da mangueira sob alta pressão, Os fios interno e externo podem também atuar no sentido de resistir ao esmagamento da mangueira, Uma mangueira deste tipo geral é descrita na pu- blicação de patente européia No. 0Q76540A1, A mangueira des- crita neste relatório descritivo inclui uma camada interme- diária de polipropileno orientado em um sentido biaxial, que se considera aumentar a capacidade de a mangueira resistir â fadiga provocada por uma flexão repetida.

Uma outra mangueira é descrita na patente GB 22223817A. A mangueira descrita nesta publicação é uma man- gueira compósita que compreende um núcleo metálico heliçoi- dal interno, uma pluralidade de camadas de fibras de materi- al plástico e de filmes enrolados sobre o núcleo, pelo menos uma camada de pano de vidro e pelo menos uma camada de folha de alumínio disposta adjacente a um outro método e enrolado sobre o material, plástico, e formador metálico helicoidal externo. Esta mangueira é considerada adequada para o trans- porte de combustíveis e óleos inflamáveis, Uma outra mangueira é descrita na patente GB 1Q3495SA. A presente invenção é especialmente aplicável à mangueira descrita na publicação WO 01/96772, Foram feitos outros aperfeiçoamentos à mangueira descrita no presente pe- dido . A mangueira da técnica anterior tem geralment© uma rigidez ao dobramento muito baixa, tornando a mesma suscetí- vel a danos em um dobramento agudo localizado, h mangueira é também com freqüência suscetível a danos devidos ao impacto, ao uso e a outros eventos mecanismos externos. Foi encontra- da uma maneira de se aliviar estes problemas.

De acordo com um primeiro aspecto da presente in- venção, é provida uma mangueira compreendendo um corpo tubu- lar de material flexível disposto entre elementos de aperto interno e externo helicoidaia, cuja mangueira compreende a- inda um elemento alongado tendo bordas longitudinais opos- tas, o elemento alongado sendo enrolado era um sentido heli- coidal em torno do corpo tubular de tal modo que as bordas longitudinais opostas da camada fiquem em uma disposição ad- jacente ou sobreposta, em que cada borda longitudinal incluí uma formação capaz de se interengatar com uma formação coo- perante sobre a borda longitudinal oposta. 0 elemento alongado limita o raio de curvatura sem impedir a requerida flexibilidade da mangueira. Esta camada provê ainda uma proteção mecânica à mangueira. 0 interengate das voltas permite que mudanças geo- métricas se distribuam de uma maneira uniforme ao longo do comprimento da mangueira. De preferência, as formações de interengate são dispostas de modo a proverem uma vedação contínua, fazendo com que a camada se torne à prova d'água. É possível para as formações de interengate se disporem a intervalos ao longo das bordas longitudinais, mas é preferido que as mesmas se estendam de uma forma substan- cialmente contínua ao longo das respectivas bordas. Em uma modalidade, a formação de interengate é substancialmente contínua ao longo de uma borda longitudinal, e é disposta a intervalos espaçados ao longo da outra borda longitudinal. É preferido que o elemento alongado seja feito de um material capaz de ser processado em uma tira, por exem- plo, por meio de extruslo. Os materiais extrusâveis adequa- dos incluem materiais termoplásticos, como, por exemplo, um polieloreto de vlnila ou uma poliolefina (por exemplo, um polietilenp) . Como uma alternativa, ura poliuretano pode ser usado.

Em uma modalidade, a formação de interengate sobre uma borda longitudinal é ligada à formação de interengate sobre a borda longitudinal oposta a fim de impedir que as formações deslizem para fora de engate uma da outra, A liga- ção pode ser feita, por exemplo, por meio de uma soldagem ultra-sônica, de uma ligação por solvente químico (isto é, por meio do uso de um solvente que forma uma ligação reativa com o material do elemento alongado). A escolha do solvente químico depende do material de construção do elemento alon- gado. Exemplos de adesivos adequados para o PVC incluem o Cimente Solvente de PVC Flexível stelmax, o Cimento de Solda de PVC Bostik M5417, e o Cimento de Solda de PVC Bondloc S180Q. Exemplos de adesivos adequados para os poliuretanos e para os termoplástícos incluem o· Bondloc S140Q, e os adesi- vos da Araldíte, como, por exemplo, o Araldíte 2018 e o A- raldíte 2026.

Em uma outra modalidade, a configuração das forma- ções de interengate ê tal que as formações possam se inter- travar uma à outra a fim de impedir que as formações desli- zem para fora de engate uma da outra. Na presente modalida- de, o interengate compreende formações de intertravamente. t preferido que cada formação de interengate com- preenda um perfil disposto ao longo da borda que é formada de modo a interengatar com a outra formação, É particularmente preferido que os perfis sejam tais que, quando o elemento alongado está sendo enrolado em torno do corpo tubular, a formação da borda que é enrolada pode ser empurrada para engate com a formação da borda opos- ta no lugar sobre o corpo tubular.

Conforme notado acima, em uma modalidade, as for- mações podem ser ligadas entre si com um adesivo.

Em uma outra modalidade, a cada formação de inte- rengate é configurada de modo a prover um engate de empurrar ou um engate por pressão com a formação de intertravamento da borda longitudinal oposta. A formação de intertravamento de cada borda longitudinal pode incluir um elemento de re- tenção, adaptado para cooperar com um elemento de retenção sobre a formação de intertravamento da borda longitudinal oposta, por meio do que as formações de intertravamento fi- cam retidas em uma relação de intertravamento por meio dos elementos de retenção.

As formações de intertravamento são de preferência feitas em forma de C, com as formações sobre as partes de borda opostas sendo orientadas em uma direção oposta, por meio do que as formações em forma de C podem se intertravar quando o elemento alongado é enrolado em torno do corpo tu- bular. 0 elemento de retenção de preferência compreende um flange direcionado para dentro disposto na ou próximo a uma das extremidades do elemento em forma de C.

De preferência, o elemento alongado Inclui pelo menos uma câmara dentro do mesmo, a câmara contendo um mate- rial que tem uma densidade menor que a do resto do elemento alongado, como, por exemplo, uma espuma ou um polímero aera- do. A ou cada câmara pode simplesmente câmara conter um gás, como, por exemplo, ar.

Em uma modalidade, a câmara ê uma câmara que se estende em um sentido longitudinal. Uma pluralidade de câma- ras pode ser disposta a intervalos espaçados ao longo do comprimento do elemento alongado, ou, de maneira alternati- va, a câmara pode se estender substaneialmente ao longo do comprimento do elemento alongado. A câmara serve para aumen- tar a flutuação da mangueira. A câmara também serve para au- mentar o isolamento térmico da mangueira. É possível que mais de uma câmara longitudinal seja disposta ao longo do mesmo comprimento, da mangueira. Por exemplo, uma disposição com duas câmaras adjacentes, ambas correndo em um sentido longitudinal ao longo de substancialmente todo o comprimento da mangueira, é particularmente preferida, A ou cada câmara pode ser de qualquer forma dese- jada, mas é preferido que a forma seja cilíndrica.

Em uma modalidade, a ou cada câmara de flutuação de preferência compreende uma pluralidade de câmaras fecha- das dispostas de tal maneira a formar uma estrutura do tipo esponja dentro do elemento alongado. Uma estrutura com este tipo de estrutura ajuda a impedir a inundação de toda a câ- mara no caso de parte do elemento alongado se romper. É preferido que a ou cada câmara de flutuação te- nha um comprimento equivalente a substancialmente comprimen- tos de 0,5 a 5 passos dos elementos de aperto, de preferên- cia a comprimentos substancialmente de 1 a 2 passos. 0 volume total ocupado pela câmara é de preferên- cia de mais de 50 % do volume total ocupado pelo elemento alongado.

Uma das vantagens da mangueira de acordo com a presente invenção é que o elemento alongado deve ser traçado para uma dada aplicação. Para uma mangueira que será aplica- da no ar como um conduto criogêníco, uma camada relativamen- te fina (em espessura) pode ser ótima, Para o emprego em lí- quidos, como, por exemplo, no mar, podem ser desejadas uma flutuação consideravelmente maior e uma rigidez flexionai e tanto a câmara de flutuação como o mecanismo de interengate podem ser substanciais, Em uma modalidade preferida, o elemento alongado oferece inúmeros benefícios I mangueira. 0 mesmo provê à mangueira uma maior resistência ao impacto, e é fácil de se retro-ajustar em uma mangueira existente. 0 mesmo não tem a sensibilidade de tensionar a localização, o que seria expe- rimentado por uma camada tubular contínua (isto é, uma cama- da que tenha sido aplicada como uma meia, ao invés de por meio de enrolamento), Com um forro tubular é difícil se pro- duzir uma espessura de parede uniforme; e todas as tensões ocorrem nos pontos fracos, ao invés de serem uniformemente distribuídas sobre o comprimento da mangueira, A inclusão da câmara de flutuação aumenta a flutuação da mangueira, e tam- bém aumenta a sua resistência térmica.

Em uma modalidade preferida, o(s) elemento(s) de aperto interno e/ou externo é/são provido(s) com uma seção transversal contornada a fim de reduzir o fator de fricção da mangueira. Os perfis particularmente preferidos incluem um formato em seção transversal oval ou um formato em seção transversal semicircular, alinhado de modo a prover uma re- sistência menor ao fluxo.

De acordo com um segundo aspecto da presente in- venção, é provida uma mangueira que compreende um corpo tu- bular de material flexível disposto entre elementos de aper- to interno e externo, em que a mangueira compreende ainda um elemento alongado tendo bordas longitudinais opostas, o ele- mento alongado sendo enrolado em um sentido heliçoidal em torno do corpo tubular de tal modo que as bordas longitudi- nais opostas da camada fiquem em uma disposição adjacente ou sobreposta, e em que o elemento alongado tem pelo menos uma câmara de flutuação no mesmo. 0 elemento alongado pode ter qualquer combinação de aspectos do elemento alongado descritos acima com relação ao primeiro aspecto da presente invenção, De acordo com um terceiro aspecto da presente in- venção, é provida uma mangueira compreendendo um corpo tubu- lar de material flexível disposto entre elementos de aperto interno e externo, em que o(s) elemento(s) de aperto interno e/ou externo é/são provido (s) com uma seção transversal con- tornada .

Mais uma ves, o elemento alongado pode ter qual- quer combinação dos aspectos do elemento alongado descrito acima com relação ao primeiro aspecto da presente invenção. A mangueira, de acordo com os aspectos da presente invenção descrita acima, pode também ser provida com um ou mais dos aspectos da mangueira jã descritos na publicação WO 01/96772. Estes serão descritos em mais detalhe abaixo. A presente mangueira de preferência compreende a- inda um meio de reforço axial adaptado para reduzir a defor- mação do corpo tubular quando o corpo tubular é submetido a uma tensão axial, e o meio de reforço axial é adaptado ainda de modo a exercer uma força interna no sentido radial de pe- Io menos parte do corpo tubular quando o meio de reforço a- xial se submete a um tensionamento axíal. 0 esforço de falha do corpo tubular e do meio de reforço axial é de preferência dentro da faixa de 1 a 10 %, Mais preferivelmente, o esforço de falha fica em mais de 5 % nas temperaturas ambiente e criogênica, Além disso, os materiais do corpo tubular e do meio de reforço axial são com vantagem compatíveis com de modo que os mesmos possam funcionar de uma maneira similar quando em operação, de modo que nenhum componente único se submeta a tensões e esforços excessivos. Isto significa que os materiais do corpo tubular e do meio de reforço axial respondem ao esforço de uma maneira similar. Um esforço de dobramento (para um componente cilíndrico) de pelo menos 3 % é de modo geral necessário para o tipo de aplicações de man- gueira basicamente pretendidas pela presente invenção. No entanto, um deslizamento entre camadas e a rigidez dos com- ponentes orientados em um sentido helicoidal serão responsá- veis por uma parte deste deslizamento, e haverá ainda uma tensão resultante da ordem de 1 % atuando sobre os componen- tes estruturais da parede de mangueira. Isto se compara a uma carga limite típica de 0,2 % para os metais. É preferido que o meio de reforço axial seja feito de um material não metálico, especialmente um material plás- tico - os materiais adequados são apresentados em detalhe abaixo. Isto se deve ao fato de ser improvável de os materi- ais metálicos apresentarem características de esforço dese- j ada®, É preferido que o corpo tubular e p meio de refor- ço axial compreendam o mesmo material, mais preferivelmente um políetileno d® alto peso molecular (UHMWPE), conforme descrito em maior detalhe abaixo, O corpo tubular de preferência compreende pelo me- nqs uma camada de reforço e pelo menos uma camada de veda- ção. Mais preferivelmente, existem pelo menos duas camadas de reforço com a camada de vedação intercalada entre as mes- mas. Na modalidade preferida, as camadas de reforço e as ca- madas de vedação são enroladas em torno do elemento de aper- to interno.

De preferência, uma outra camada de reforço ê pro- vida entre o elemento de aperto externo e e meio de reforço axial. A resistência das camadas d@ reforço é de prefe- rência dentre 100 e 700 kN para uma mangueira de 200 mm (8 polegadas) de diâmetro. E preferível que a tensão de dobra- mento na falha das camadas de reforço seja da faixa de 2 % a 15 %, De forma desejável, outras camadas de reforço têm o mesmo material que o meio de reforço axial, mais preferivel- mente de polietileno UHMWPE.

De preferência, o meio de reforço axial compreende um forro de modo geral tubular feito de uma folha de materi- al provido em um formato tubular, de tal modo que o forro possa manter a integridade de sua forma tubular quando sub- metido a uma tensão axial. A mangueira pode ser provida com dois ou mais forros tubulares a fim de melhorar o desempenho da mangueira sob uma tensão axial. É preferido que o meio de reforço axial seja pro- vido na forma de uma trança de modo geral tubular. No pre- sente relatório descritivo, o termo "trança" refere-se a um material que é formado de duas ou mais fibras, ou fios que são entrelaçados de modo a formar uma estrutura alongada. É um aspecto da trança poder se alongar quando submetida a uma tensão axial. Ê ainda um recurso da trança que, quando pro- vida em uma forma tubular, seu diâmetro se reduza quando a mesma ê submetida a uma tensão axial. Sendo assim, ao se prover uma trança tubular em torno do corpo tubular, ou den- tro da estrutura do corpo tubular, a trança exercerá uma força interna radial sobre pelo menos parte do corpo tubular quando submetido a uma tensão axial. É preferido que todo o forro tubular seja provido na forma de trança. No entanto, é possível que apenas uma ou mais partes do comprimento do forro tubular seja provida na forma de trança. Ê também preferido que a trança se estenda por to- do o caminho da circunferência do forro tubular. No entanto, é possível que apenas parte da circunferência do forro tubu- lar seja provida na forma de trança. A trança pode ser provida em uma forma biaxial (isto é, na qual a trança é formada de apenas duas fibras ou fios entrelaçados) em uma forma triaxial (isto é, na qual existem também fibras ou fios que se estendem no sentido longitudinal, para uma maior resistência axial).

Embora seja preferido se prover o meio de reforço axial na forma de uma trança, o mesmo pode ser provido em outras formas que atendam as exigências funcionais especifí- eadaa abaixo. Sendo assim, o meio de reforço axial pode ser provido como uma disposição adequada de cordas ou cordonéis enrolados em um sentido heücoidal em torno do corpo tubu- lar, Os materiais d® construção da mangueira devem ser selecionados de modo a permitir que a mangueira funcione no ambiente para o qual a mesma se pretende. Sendo assim, exis- te a necessidade de a mangueira aer capaz de transpoptar fluidos pressurizados através da mesma sem vazamento do fluido através das paredes da mangueira. É também uma neces- sidade que a mangueira suporte uma flexão contínua, e que suporte as tensões axiais provocadas pela combinação de peso da mangueira e do fluido. Da mesma forma, se a mangueira for pretendida para uso no transporte de fluidos çriogênicos, os materiais devem ser capazes de operar em temperaturas extre- mamente frias sem nenhuma redução significante de desempe- nho. 0 propósito principal da ou de cada camada de re- forço é suportar as tensões de arco às quais a mangueira se submete durante o transporte de fluidos através da mesma.

Sendo assim, qualquer camada de reforço que tem o grau re- querido de flexibilidade, e que pode suportar as tensões ne- cessárias, será adequada. Da mesma maneira, se a mangueira for pretendida para o transporte de fluidos criogênicos, neste caso a ou cada camada de reforço deve ser capaz de su- portar temperaturas çriogênicas, É preferido que a ou cada camada de reforço seja feita de uma folha de material que é enrolado em uma forma tubular por meio do enrolamento da folha de material de uma maneira helicoidal, Isto significa que o ou cada camada de reforço não tem muita resistência à tensão axial, uma vez que a aplicação de uma força axial tendera a separar os en- rolamentos. 0 ou cada camada de reforço pode compreender uma única camada contínua do material em folha ou pode compreen- der duas ou mais camadas contínuas do material em folha. No entanto, de uma forma mais geral (e dependendo dp comprimen- to da mangueira) a ou cada camada do material em folha seria formado de uma pluralidade de comprimentos separados de ma- terial em folha dispostos ao longo do comprimento da man- gueira.

Na modalidade preferida, cada camada de reforço compreende um pano, mais preferivelmente um pano tecido. A ou cada camada de reforço pode ser um material natural ou sintético, A ou cada camada de reforço é convenientemente feita de um polímero sintético, como, por exemplo, um poli- êster, uma poliamida, ou uma poliolefina. 0 polímero sinté- tico pode ser provido na forma de fibras, ou de um fio, a partir das quais o pano ê criado.

Quando a ou cada camada de reforço compreende um poliéster, neste caso a mesma é de preferência um politeref- talato de etileno, Quando a ou cada camada de reforço compreende uma poliamida, neste caso a mesma pode ser uma poliamida alifã- tica, como, por exemplo, náilon, ou pode ser uma poliamida aromática, como, por exemplo, um composto de aramida, Por exemplo, a ou cada camada de reforço pode ser uma poli (p- fenlleneterftalamida), como, .por exemplo, o KEVLAR (marca registrada).

Quando a ou cada camada de reforço compreende uma poliolefina, neste caso a mesma poderá ser um polietileno, um polipropileno ou um homopolímero de polibutileno, ou um eopolímero ou terpolímero do mesmo, e é de preferência ori- entado em um sentido monoaxial ou biaxial. Mais preferivel- mente, a poliolefina é um polietileno, e mais preferivelmen- te o polietileno é um polietileno de alto peso molecular, especialmente ura polietileno üHMWPE. O polietileno UHMWPE usado na presente invenção de modo geral tem um peso molecular médio acima de 400,000, ti- picamente acima de 800,000, ou geralmente acima de 1.000. 000, 0 peso molecular médio geralmente não excedería cerca de 15.000.000. O polietileno UHMWPE é de preferência caracterizado por um peso molecular de cerca de 1.000.000 a 6.000. 000, 0 polietileno UHMWPE mais útil na presente inven- ção é altamente orientado e é geralmente estírado pelo menos 2 a 5 vezes em uma direção e pelo menos 10 a 15 vezes na ou- tra direção. O polietileno UHMWPE mais útil na presente inven- ção de modo geral terá uma orientação paralela maior que 80 %, mais geralmente maior que 90 %, e de preferência maior que 95 %. A cristalinidade de modo geral será maior que 50 %, mais geralmente maior que 70 %. Uma cristalinidade de até S5 a 90 % é possível. 0 polietileno UHMWPE ê descrito, por exemplo, nas patentes US A 4344908, us A 4411845, US A 4422993, US A

4430383, US A 4436689, BP A 183285, EP A 0438831, EP A 0215507, í particularmente vantajoso que a ou cada camada de reforço compreenda um polietileno UHMWPE altamente orien- tado, como, por exemplo, o disponível na DSM High Performan- ce Fibres BV (uma companhia holandesa) sob o nome comercial DYNEEMA, ou o disponível na empresa americana AlliedSignal Inc., sob o nome comercial SPECTRA.

Detalhes adicionais sobre o polietileno DYNEEMA são apresentados em uma brochura comercial intitulada "DYNEEMA; the top performance in fibres; properties and ap- plication", editada pela DSM High Performance Fibres BV, e- diçlo 02/98. Detalhes adicionais sobre o SPECTRA são apre- sentados em uma brochura comercial intitulada "Spectra Per- formance Materials", editada pela AlliedSignal Inc., edição 5/96. Estes materiais encontram-se disponíveis desde 1980.

Na modalidade preferida, a ou cada camada de re- forço compreende um pano tecido feito de fibras dispostas em uma direção de trama e urdidura, Observou-se que é particu- larmente vantajoso se a ou cada camada de reforço seja dis- posta de tal modo que a direção de urdidura de pano fique em um ângulo menor ou igual a 20° para a direção axial da man- gueira; é também preferido que o ângulo seja maior ou igual a 5o. Na modalidade preferida, a ou cada camada de reforço é disposta de tal modo que a direção de urdidura de pano este- ja em um ângulo de 5o a 15°, mais preferivelmente de cerca de 10°, para a direção axial da mangueira, A tolerância nes- tes números é de cerca de 1 a 2°. 0 meio de reforço axial pode também ser feito do mesmo material gue o da ou de cada camada de reforço, Sendo assim, ficará claro que o meio de reforço axial, a ou cada camada de reforço e a camada de vedação podem ser todas fei- tas do mesmo composto básico. No entanto, a forma do compos- to deve ser diferente a fim de prover a função requerida, a ou cada camada de reforço provê um reforço contra as tensões de arco, e a camada de vedação provê uma função de vedação, Observa-se que os materiais de polietileno UHMWPE são mais adequados, particularmente os produtos DYNBEMA e SPECTRA.

Observa-se também que estes materiais funcionam bem em con- dições criogênicas. Os parâmetros preferidos do polietileno UHMWPE (faixa de peso molecular, etc) apresentados acima com relação às camadas de reforço são também apropriados para o meio de reforço axial, A este respeito, deve-se notar, no entanto, que os parâmetros do polietileno UHMWPE usados no meio de reforço axial não precisam ser iguais aos parâmetros do polietileno UHMWPE usado nas camadas de reforço, É possível que o meio de reforço axial seja provi- do dentro das camadas do corpo tubular. No entanto, é prefe- rido que o meio de reforço axial seja posicionado entre o corpo tubular e o elemento de aperto externo. Em uma outra modalidade preferida, o meio de reforço axial é provido com as camadas do corpo tubular, e um outro meio de reforço axi- al é também provido entre o corpo tubular e o elemento de aperto externo, 0 propósito da camada dê vedação é basicamente im- pedir o vazamento dos fluidos transportados através do corpo tubular. Senão assim, qualquer eamada de vedação que tenha um grau requerido de flexibilidade, e que possa prover a função de vedação desejada, será adequada. Ainda, se a man- gueira for pretendida para o transporte de fluidos çriogêni- ços, neste caso a camada de vedação deve ser também capaz de suportar temperaturas criogênicas. A camada de vedação pode ser feita dos mesmos ma- teriais básicos que a ou de cada camada de reforço. Como uma alternativa, a camada de vedação pode ser um fluoropolxmero, como, por exemplo: um politetrafluor-etileno (PTFE); um co- polímero de propileno de etileno fluorado, como, por exem- plo, um copolímero ou um hexafluor-propileno ou um tetraflu- or-etileno (tetrafluor-etileno-perfluor-propileno) disponí- vel na DuPont Fluoroproducts sob o nome comercial Teflon FEP; ou um hidrocarboneto fluorado - perflúor-alcóxi - dis- ponível na DuPont Fluoroproducts sob o nome comercial Teflon PFA. Um outro material adequado é um filme de clorotrifluor- etileno de etileno {ECTFE), particularmente o ECTFE Halar, Estes filmes podem ser feitos por meio de extrusão ou por meio de sopro. É preferido que a camada de vedação seja feita de um material de folha que é enrolado em uma forma tubular por meio do enrolamento do material de folha de uma maneira he- licoidal. Como com as camadas de reforço, isto significa que a ou cada eamada de reforço não tem muita resistência à ten- são axial, uma vez que a aplicação de uma força axial tende- rá a separar os enrolamentos. A camada de vedação pode com- preender uma única camada contínua do material em folha ou pode compreender duas ou mais camadas contínuas do material em folha. No entanto, de uma forma mais geral (e dependendo do comprimento da mangueira) a ou cada camada do material em folha seria formado de uma pluralidade de comprimentos sepa- rados de material em folha dispostos ao longo do comprimento da mangueira. Se desejado, a camada de vedação pode compre- ender uma ou mais luvas de vedação encolhíveis (isto é, tu- bulares em forma), as quais ficam dispostas sobre a camada de reforço interna. I preferido que a camada de vedação compreenda uma pluralidade de camadas de filme. De preferência/ há pelo me- nos duas camadas, mais preferivelmente cinco camadas, e ain- da mais preferivelmente pelo menos 10 camadas, a camada de vedação pode compreender 20, 30, 40, 50, ou mais camadas de filme. 0 limite superior para o número de camadas depende do tamanho geral da mangueira, mas é improvável que mais de 100 camadas sejam necessárias. De modo geral, 50 camadas, no má- ximo, serão suficientes. A espessura de cada camada de filme é tipicamente da faixa de 50 a 100 micrômetros.

Será, evidentemente, apreciado que mais de uma ca- mada de vedação pode ser provida.

Em uma modalidade, a camada de vedação compreende pelo menos dois filmes poliméricos, um dos filmes sendo fei- to de um primeiro polímero e o outro filme sendo feito de um segundo polímero diferente do primeiro polímero.

Na presente modalidade, um dos filmes poliméricos é mais rígido que o outro filme, por meio do que uma carga limite diferencial se encontra presente nas propriedades ma- teríais na temperatura e pressão operacionais. 5® preferên- cia, o filme externo é mais rígido que o filme interno, 0 efeito é que na infeliz ocorrência de um estouro da manguei- ra, haverl uma falha controlada da camada de vedação de tal modo que o polímero externo mais rígido falhe enquanto o po- límero mais doce retenha a pressão interna por um tempo fi- nito, permitindo que a pressão gradualmente se dissipe.

Nesta modalidade preferida, a tensão máxima na fa- lha é mais de 100 % â temperatura ambiente para a camada mais doce, e é pelo menos 20 % menor para a outra camada.

Cada filme polimérico da camada de vedação é de preferência uma poliamida, uma poliolefina ou um flúor- polímero.

Quando o filme polimérico da camada de vedação compreende uma poliamida, neste caso a mesma pode ser uma poliamida alifática, como, por exemplo, ura náilon, ou pode ser uma poliamida aromática, como, por exemplo, um composto de aramida. É preferido que um dos filmes poliméricos da cama- da de vedação seja uma poliolefina e que o outro filme poli- mérico da camada de vedação seja um flúor-polímero.

As políolefinas adequadas incluem um polietileno, um polipropileno ou um homopolímero de polibutileno, ou um copolímero ou terpolímero do mesmo. De preferência, o filme de poliolefina é orientado em um sentido monoaxial ou biaxi- al. Mais preferivelmente, a poliolefina é um polietileno, e mais preferivelmente o polietileno é um polietileno de alto peso molecular, especialmente um polietileno UHMWPE, o qual I descrito era mais detalha acima, G@ parâmetros preferidos do polietileno UHMWPE (faixa de peso molecular, etc) apre- sentados acima com relação às camadas de reforço, são também apropriados para a camada de vedação. A este respeito, deve- se notar, no entanto, que os parâmetros do polietileno UHMWPE usado na camada de vedação nlo precisam ser iguais aos parâmetros do polietileno UHMWPE usado nas camadas de reforço, Uma vez que a camada de vedação pretende prover uma função de vedação, a camada de vedação deve ser provida na forma de um filme que é substancialmente impermeável aos fluidos transportados. Sendo assim, o polietileno UHMWPE al~ tamente orientado precisa ser provido em uma forma que apre- sente propriedades de vedação satisfatórias. Estes produtos são geralmente providos na forma de um bloco sólido que pode ser ainda processado a fim de obter o material na forma re- querida, 0 filme pode ser produzido por meio do blselamento de um filme fino da superfície do bloco sólido, Oe maneira alternativa, os filmes podem ser soprados de polietileno UHMWPE, Os fluoropolímeros adequados incluem um politetra- fluor-etileno ÍFTFE5; um çopolímero de.propileno de etiieno fluorado, como, por exemplo, um çopolímero ou um hexafluor- propileno ou um tetrafluor-etileno (tetrafluor-etileno- perfluor-propileno) disponível na DuPont Fluoroproducts sob o nome comercial Teflon FEP; ou um hidrocarboneto fluorado - perflúor-alcóxi - disponível na DuPont Fluoroproducts sob o nome comercial Teflon PFA. Um outro material adequado é o SCTFE, particularmenfce o ECTFB Halar. Este® filmes pedem ser feitos por meio de extrusão ou por meio de sopro.

De preferência, a camada de vedação compreende uma pluralidade de camadas dos filmes poliméricos. Em uma moda- lidade, as camadas podem ser disposta® de modo qu® o primei- ro e o segundo polímeros se alternem através da espessura da camada de vedação. No entanto, esta não ê a única disposição possível. Em uma outra disposição, todas as camada® do pri- meiro polímero podem ser circundadas por todas as camadas do segundo polímero, ou vice versa.

Evidentemente, será apreciado que mais de uma das camadas de vedação podem ser providas, De preferência, a camada de vedação compreende a- índa pelo menos uma camada parçíal ou totalmente compreen- dendo um metal, um ôxido de metal ou uma mistura dos mesmos, No presente relatório descritivo, referências a filmes con- tendo metal incluem filmes contendo oxido de metal, a menos gue colocado de outra maneira. Sendo assim, a camada de me- tal pode ser uma camada de filme metálico (isto é, uma cama- da separada consistindo substancialmente inteiramente de um metal, um oxido de metal, ou uma mistura dos mesmos), ou um filme metálico revestido de polímero ou um filme polimérico metalizado, É preferido gue a camada de metal seja um filme metálico revestido de polímero, 0 metal pode ser, por exem- plo, um ôxido de alumínio. 0 polímero pode ser, por exemplo, um poliéster.

Os filmes de metal revestidos de polímero adequa- dos incluem os filmes disponíveis na HiFi Industrial Film, dê gtevenage, Inglaterra, sob es somes çemêroiãis de MgKSOS, MET800, MST80QB, e MBT852; o MST800B sendo o preferido.

Uma outra camada de metal pode ser disposta fora da camada de vedação. De preferência, a outra camada de me- tal é disposta entre o corpo tubular e o elemento de aperto externo. Camadas de lã de pedra podem também ser providas neste caso a fim de aumentar o isolamento térmico, de prefe- rência entre a camada de vedação e a camada de metal externa - o objetivo disto sendo o de criar uma coroa anular térmica entre as duas camadas de metal, 0 filme contendo metal ê refletivo e, portanto, reduz a perda de calor ou o ganho de calor - isto é especi- almente útil para aplicações criogênicas, Além disso, o fil- me contendo metal provê boas propriedades de barreira, desta maneira reduzindo a transmissão de vapor - isto sendo útil a fim de impedir gases de transporte de perda de material.

Um outro aspecto da camada de vedação é que a mes- ma compreende um polietileno UHMWPE. Se a camada de vedação de polietileno UHMWPE for formada de luvas encolhíveis a ca- lor, não é essencial que as luvas sejam feitas de materiais diferentes, mas devem ser feitas de preferência d© políeti- leno UHMWPE.

De preferência, a camada de vedaçlo compreende pe- lo menos dois filmes poliméricos de diferentes materiais, e pelo menos um dos filmes compreende um polietileno de ultra alto peso molecular, Uma outra modalidade preferida da presente inven- ção se refere a uma matriz de resina curada disposta em tor- no do corpo tubular, 0 elemento de aperto externo ficando pelo menos parçíalmente embutido na matriz de resina a fim de limitar 0 movimento relativo entre o elemento de aperto externo e 0 resto da mangueira. & matriz de resina curada deve ter uma flexibili- dade suficiente para permitir que a mangueira se curve ao ponto de a mesma ser necessária para as aplicações especifi- cas da mangueira. Obviamente, algumas aplicações podem exi- gir mais flexibilidade do que outras, A matriz de resina de preferência compreende um polímero sintético, como, por exemplo, um políurefcano. Ê es- pecialmente preferido que a matriz de resina feita de um ma- terial que, antes da cura, pode ser aplicado em uma forma liquida à mangueira. Tipicamente, a resina não curada pode ser aplicada à mangueira por meio de borrifação, despejamen- to ou pintura. Isto permite que a resina nio curada seja a- plieada sobre a superfície externa do corpo tubular e dos elementos de aperto externes, e em seguida curada in si tu de modo a formar um revestimento flexível, sólido. 0 mecanismo de cura pode ser luz, umidade, etc, A matriz de resina pode se ligar â uma eamada sob 0 elemento de aperto externo e também a qualquer camada pro- vida sobre a superfície externa da matriz de resina. É pre- ferido que pelo menos uma das camadas adjacentes à matriz de resina curada seja capaz de suportar temperaturas criogêni- cas, de modo que, se a matriz de resina se quebre devido às temperaturas criogênicas, a camada adjacente prende a matriz de resina em conjunto em virtude da adesão entre a matriz de resina e a camada adjacente.· A estrutura mais estável ê ob- tida guando ambos os lados da matriz de resina são ligados às camadas adjacentes.

Observou-se também que certos materiais podem pro- ver utna mangueira com um isolamento especialmente bom, par- ticularmente a temperaturas criogênicas, Em particular, ob- servou-se que os panos formados, de fibras de basalto provêm um isolamento particularmente bom.

Os panos de fibra de basalto adequados são dispo- níveis na Sudaglass Fiber Company, sob as designações comer- ciais BT-5, BT-8, BT-10, BT-3.1, e BT-13, A espessura prefe- rida do pano é de cerca de 0,1 mm a cerca de 0,3 mm. Se de- sejado, uma pluralidade de camadas de pano de basalto pode ser empregada.

Observou-s© também que as propriedades de isola- mento dos panos de basalto aumentam sob compressão, portanto é preferido se prover uma camada de compressão em torno do pano de basalto, o qual serve para comprimir a camada de ba- salto. A camada de isolamento pode incluir ainda camadas feitas d© outro material de isolamento, como, por exemplo, espumas poliméricas, além das camadas de pano de basalto. A camada de isolamento pode incluir ainda camadas feitas de outro material de isolamento, como, por exemplo* espumas poliméricas, além das camadas de pano de basalto. Ê preferido gue o isolamento inclua ainda pelo me- nos uma camada de reforço. A camada de reforge pode compre- ender um polímero sintético, como, por exemplo, um poliés- ter, uma poliamida ou uma poliolefína. A camada de reforço pode ser feita dos mesmos materiais que as camadas de refor- ço interna e externa do corpo tubular, as quais são descri- tas acima, t particularmente preferido que a camada de re- forço da camada de isolamento seja um polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE), como, por exemplo, qs polieti- lenos DYNEEMA ou SPECTRA, conforme descritos acima.

Uma outra modalidade preferida da presente inven- ção envolve uma camada que compreende um material plástico com bolhas de gás na mesma, 0 material plástico é de preferência um poliureta- no. I preferido que o material plástico seja aplicado a© corpo tubular por meio da borrifação do material plástico, em forma líquida sobre a superfície do corpo tubular, em se- guida deixando o mesmo curar. Mais uma vez, a cura pode a~ contecer simplesmente ao se deixar a mangueira revestida ao ar, ou pode ser realizada ou acelerada por meio de um meio ativo, como, por exemplo, aquecimento, As bolhas de gás podem ser incorporadas por meio da injeção do gás no material plástico antes da borrifação enquanto ainda em uma forma líquida. A camada resultante do material plástico contendo gás tem algumas das propriedades estruturais benéficas do próprio material plástico, como, por exemplo, boa resistên- cia ao desgaste e ao esmagamento, mas também tem também pro- priedades de isolamento substancialmente aperfeiçoadas. A mesma em também uma flutuação aperfeiçoada favorecida pela presença do gás, e pode ser usada para produzir uma manguei- ra capas de flutuar na água e com uma flutuação distribuída uniformemente ao longo de seu comprimento.

De preferência, o material plástico contendo gâs é coberto por uma outra camada de material plástico, que não contém nenhuma quantidade substancial de bolhas de gás. De preferência, esta outra camada de material plástico é ligada ' firmemente à camada contendo gâs, A outra camada de material plástico pode ser feita do mesmo material plástico que a ca- mada contendo gás. De preferência, a outra camada de materi- al plástico compreende um poliuretano.

Ambas as camadas de material plástico podem ser aplicadas por meio de técnicas diferentes além da borrifa- ção, como, por exemplo, despejamento, pintura ou extrusão.

Qualquer gás adequado pode ser usado para formar as bolhas, inclusive ar, nitrogênio ou um gás inerte. A gravidade específica do poliuretano, antes da aeração, é de preferência de aproximadamente 1,2. A mangueira tipicamente tem uma gravidade especí- fica de aproximadamente 1,8 sem a camada contendo gás. De preferência, a mangueira tem uma gravidade geral específica menor que 1, de preferência menor que 0,8, após a aplicação da camada contendo gãs. A espessura de revestimento de PU pode ser, por exemplo, de cerca de 4 a 8 mm, de preferência de cerca de € mm. As bolhas de gás são de preferência meno- res que cerca de 2 mm de diâmetro, Dm particular, a presente invenção pode incluir uma camada que compreende uma matriz de resina curada, con- forme descrita acima, além de uma camada contendo gás. Nesta construção, a camada contendo gás seria tipicamente disposta fora da matriz de resina curada. É possível que a camada contendo gás substitua a matriz de resina curada, de tal mo- do que a camada contendo gls tenha elementos de aperto embu- tidos na mesma de modo a limitar o movimento relativo dos elementos de aperto externos.

Em uma outra modalidade preferida, a mangueira po- de ser.provida com um engate de extremidade que compreende; um elemento interno adaptado de modo a ficar disposto pelo menos parcialmente no interior da mangueira? um elemento de vedação adaptado de modo a vedar pelo menos parte do corpo tubular totalmente em torno da circunferência entre o ele- mento de vedação e o elemento interno; e um meio de transfe- rência de carga separado adaptado de modo a transferir car- gas axiais entre a mangueira e o elemento interno de tal ma- neira que as ditas cargas axiais sejam desviadas em volta do elemento de vedação a fim de reduzir, ou eliminar, a carga axial sobre a mangueira entre o elemento de vedação e o ele- mento interno, e que o elemento de vedação seja adaptado de modo a vedar contra o corpo tubular independenteraente da a- plicação de cargas axiais entre a mangueira e o elemento in- terno, E>e preferência, © elemento de vedação é adaptado para vedar pelo menos parte do corpo tubular totalmente em torno da circunferência entre o elemento de vedação e o ele- mento interno. 0 elemento interno é de preferência substancial- mente cilíndrico, e o elemento de vedação é de preferência na forma de um anel adaptado para receber o elemento interno no mesmo, de modo gue o corpo tubular possa ficar preso en- tre a superfície externa do elemento interno e a superfície interna, do anel, A vedação entre o elemento de vedação e o elemento interno pode ser feita de diversas maneiras. Por exemplo, em uma modalidade, o elemento de vedação pode ser provido na forma de um anel partido gue pode ser apertado de modo a prover uma vedação adequada, Em uma outra modalidade, o ele- mento de vedação pode simplesmente compreender um anel de vedação que vem a ser um engate de interferência com o ele- mento interno, No entanto, na modalidade preferida, o elemento de vedação compreende um anel de vedação interno e um anel par- tido externo que pode ser apertado a fim de forçar o anel de vedação para engate com o corpo tubular e o elemento inter- no, Nesta modalidade, é preferido que o anel de vedação te- nha um engate de interferência com o elemento interno, a fim de aumentar ainda mais a vedação, 0 elemento interno, o anel de vedação e o anel partido podem ser de qualquer material adequado. Tipicamen- te, o elemento interno e o anel partido são feitos de aço inoxidável. 0 anel de vedação pode ser feito de aço inoxidá- vel, mas é preferido que o mesmo seja feito de um politetra- fluor-etileno (PTFE). 0 elemento de vedação tem de preferência os aspec- tos do elemento de vedação descritos a seguir. 0 meio de transferência de carga compreende de preferência um elemento de engat© de mangueira, um elemento de transmissão de carga e um elemento de extremidade preso ao elemento interno. A disposição é tal que o elemento de vedação fique disposto entre o elemento de transportes de carga e o elemento de extremidade, e que o elemento de enga- te de mangueira e e elemento de extremidade se conectem a- travéfü do elemento de transmissão de carga, 0 elemento de engate de mangueira é adaptado de modo a encaixar a mangueira de tal maneira que pelo menos parte das forças axiais dentro da mangueira sejam transferi- das da mangueira para o elemento de engate de mangueira. 0 elemento de engate de mangueira transfere estas forças para o elemento de transferência de carga, e o elemento de trans- ferência de carga transfere estas forças para o elemento de extremidade, Desta maneira, pelo menos parte das forças axi- ais. na mangueira ultrapassa o elemento de vedação, deste mo- do aumentando a confiabilidade da vedação provida pelo ele- mento de vedação. S preferido que o elemento interno e o meio de transferência de carga incluem uma parte configurada de modo a receber os fios da mangueira, O elemento interno pode ser provido com recessos helicoidais adaptados de modo a receber o fio interno em seu interno, e o meio de transferência de carga pode ser provido com recessos helicoidais adaptados de modo a receber o fio externo no seu interno. De preferência, é o elemento de engate de mangueira do meio de transferência de carga que é provido com os recessos helicoidais, Θ glemants de transferência d@ carga de preferên- cia compreende uma chapa de transferência de carga que é ti- picamente em forma de disco, tendo uma abertura adaptada pa- ra receber a mangueira através da mesma; a chapa tem uma su- perfície encaixãvel ■ com o elemento de engate de mangueira, por meio do qual cargas podem ser transferidas do elemento de engate de mangueira para a chapa, 0 elemento de transfe- rência de carga de preferência inclui ainda uma haste de transferência de carga presa entre a chapa e o elemento de extremidade para a transferência de cargas da chapa para o elemento de extremidade. Um elemento de aperto, como, por exemplo, uma porca, pode ser provido sobre a haste. 0 elemento interno de preferência tem uma extremi- dade de mangueira que ê adaptada de modo a se estender den- tro de uma parte de extremidade da mangueira, e uma extremi- dade de cauda remota da extremidade de mangueira. 0 elemento de extremidade é disposto sobre um lado do elemento de veda- ção, adjacente à extremidade de cauda, e o elemento de enga- te de mangueira fica disposto sobre o outro lado do elemento de vedação adjacente a extremidade de mangueira, De preferência, a superfície externa do elemento interno é provida com pelo menos uma formação sobre a mesma, que é adaptada de modo a se encaixar na dita parte do ele- mento tubular, abaixo do anel de vedação, A ou cada formação atua no sentido de aumentar a vedação do elemento tubular e dificultar a ação de o elemento tubular ser puxado dentre o elemento interno e o anel de vedação. É preferido que a ou cada formação compreenda uma projeção que se estende no sen- tido eirewfemsiftl @m volta da superfíeí® ®xtern& do ele- mento interno, De forma desejável, existem duas ou três das ditas formações.

Em uma outra modalidade preferida da presente in- venção, a mangueira é provida com um engate de extremidade que compreende,· um elemento interno adaptado de modo a ficar disposto pelo menos parcialmente dentro da mangueira; e um anel de. vedação adaptado de modo a vedar pelo menos parte do corpo tubular entre o anel d® vedação e o elemento interno, cujo elemento de vedaçlo compreende um anel de vedação <e um elemento de compressão a fim de comprimir o anel d® vedação em um engate de vedação com a dita parte do corpo tubular, e o elemento de compressão pode ser apertado contra o elemento de vedação a fim de seletivamente aumentar ou diminuir a força de compressão do elemento de compressão contra o ele- mento de vedação· Sm uma modalidade preferida, o elemento de com- pressão pode ser apertado contra o elemento de vedação a fim de seletivamente aumentar ou diminuir a força de compressão do elemento de compressão contra o elemento de vedação, Em uma outra modalidade preferida, o elemento de compressão e o anel de vedação podem ser presos de forma re- movível na mangueira.

Sendo assim, de acordo com a presente invenção não há nenhuma deformação plástica irrecuperável nos componentes do engate de extremidade, De preferência, o elemento de compressão ê adapta- do de modo a comprimir o anel de vedação igualmente em todas m dir@çí$@s· De preferência, o ©demente d® compressão é de um diâmetro ajustável, e compreende ainda um elemento de aperto que pode aplicar uma força de modo a reduzir o. diâmetro do elemento d® compressão, deste modo comprimindo o anel de ve- dação dentro do elemento de compressão, É preferido que o elemento de compressão compreenda um anel partido ou um grampo de jubileu, m uma modalidade preferida, o elemonfeo de com- pressão é feito de um material que se contrai menos que o anel de vedaçlo quando submetido a um resfriamento, Isto provê uma maneira, vantajosa de se produzir a mangueira, con- forme descrito abaixo, 0 anel de vedação e o elemento' de compressão podem ser de qualquer material adequado. Existem diversos materiais que apresentam a diferença desejada de contração sob resfriamento, , I preferido que o elemento de compressão seja de aço inoxidável, e o anel de vedação de politetrafluer-etileno ÍPTFE) . Mais preferivelmente, o anel d© vedação compreende um PTFB reforço, como, por exemplo, vidrou ou um PTFE enchido com metal, uma vez que isto ajuda a impedir um deslizamento, 0 anel de vedaçlo de preferência compreende de 10 a 40 por cento em peso, particuiarmente de 10 a 20 por cento em peso do enchimento de vidro, Exemplos de cargas de metal adequadas incluem o bronze e/ou o aço i- noxidável. É preferido que o elemento interno seja feito de um material gue se contraia menos que o anel de vedação quando submetido a resfriamento, Este aspecto tem o efeito de que, gualde © engate de extremidade é resfriada, © anel de vedação se contrai mais que o elemento interno, por meio do que apertando o agarre do anel de vedação sobre o elemen- to interno, e aumentando a vedação- 0 elemento interno pode ser feito de qualquer material adequado. Observa-se que o aço inoxidável ê particularmente adequado.

De preferência, a superfície externa do elemento interno ê provida com pelo menos uma formação sobre a mesma adaptada de modo a se encaixar na dita parte do elemento tu- bular, abaixo do anel de vedação. A ou cada formação estira o filme, que atua no sentido de aumentar a vedação do ele- mento tubular e dificulta a ação de o elemento tubular ser puxado dentre o elemento interno e o anel de vedação; o es- tiramento produzindo uma superfície de filme mais uniforme e suave sob a vedação, I preferido que a ou cada formação com- preenda uma projeção gu@ se estende em um sentido circunfe- rencial em torno da superfície externa do elemento interno.

De forma desejável, existem duas ou três das ditas forma- çSes. i preferido que o anel de vedação vem a ser um en- gate de interferência com o elemento interno.

Em uma modalidade preferida, o engate de extremi- dade compreende ainda um meio de transferência de carga con- forme descrito acima. 0 elemento de engate de mangueira pode transferir cargas da mangueira simplesmente em virtude das forças fric- cionais entre a mangueira e o elemento de engate de manguei- ra. No entanto, é preferido que o elemento de engate de tnan- fusira seja adaptado n© sentido da prendar uma parte da man- gueira que é dobrada para cima §©brs uma parte externa, do elemento de engate de mangueira, Isfca disposição torna pos- sível que a parte dobrada da mangueira transmita cargas para o elemento de engate de mangueira, A parte dobrada da man- gueira pode'íaser parte do corpo tubular, mas é de preferên- cia um meio d@ reforço axial na forma de uma trança, confor- m® deserit© abaixe, Quando a mangueira é pretendida para aplieaçSes criogênicas, neste caso é desejável se prover um isolamento sobre o corpo tubular, 0 isolamento pode ser provido entre o fio externo e o forro tubular e/ou fora do fio externo. 0 isolamento pode compreender um material convencionalmente usado para prover isolamento em um equipamento criogênico, como, por exemplo, um material de espuma sintético, á prefe- rido que o meio de reforço axial @eja provido também em tor- ne da camada ú» isolamento a fim dt comprimir as camadas de isolamento e manter sua integridade estrutural, Q meio de reforço axial em torno da camada de isolamento ê de prefe- rência provido em adição ao meio de reforço axial entre o elemento de aperto externo e o corpo tubular, Uma forma ade- quada particular de isolamento é provida em maior detalbe abaixo■ Ge acordo cem um outro aspecto da presente inven- ção, ê provido um método de. fabricação de uma mangueira, compreendendo: a) φ enrolamsgflfco de um fio em torno de um mandril tubular de modo a formar uma bobina interna/ b) a ©nrolaments d© um material da folha m torno do mandril tubular e da bobina interna a fim de prover um corpo tubular feito do material de folha; c) o enrolamento d@ um fio sm torn© d© eorp© tubu- lar de modo a formar uma bobina externa; d) © ©«rolamento de um elemento alçmgad© em torno da bobina externa, © elemento alongado tendo bordas longitu- dinais opostas, cada borda longitudinal incluindo uma forma- ção capaz de se interengatar com uma formação cooperante so- bre a borda longitudinal oposta, em gue o elemento alongado é enrolado em um sentido helicoidal em torno da bobina ex- terna d@ tal modo que as bordas longitudinais opostas do ο- ι emento alongado figuem em uma disposição adjacente ou so- breposta, e trazendo as formaçdes sobre as bordas adjacentes ©u sobrepostas para engate entre si; e) a fixação das extremidades da mangueira produ- zida na etapa (d); f) a remoção da mangueira d© mandril.

Pode haver outras camadas, helicoidais ou contí- nuas, acima ou abaixo do elemento alongado na seção trans- versal .

De preferência, o material d® folha da etapa (b) compreende duas camadas de reforço que intercalam uma camada de vedação, conforme descrito acima. Na modalidade preferi- da, uma camada de reforço interna, em forma de folha, é en- rolada em um sentido helicoidal em torno da bobina interna e do mandril; @m seguida a camada d@ vedação, na forma de fo- lha, é enrolada no sentido helicoidal em torno da camada de referço interna, 'Seralmenfce, uma pluralidade da camadas de vedação seria aplicada, 0 ntéfcodo de acorde cera a presente invenção pede ser também provido com um ou mis aspectos dos métodos já descritos m publicação WO 01/98772, Ssfces serio descritos em mais detalhe abaixo.

De preferência, a etapa a seguir, é realizada ©ntre as etapas (b) e (e) ; b) (1) o arrasto d© um forro de reforço axial tu- bular sobre uma extremidade livre do mandril, de modo que o mandril se estenda dentro do forro de reforço axial, em se- guida puxando o forro de reforço axial ao longo do mandril de modo que o mesmo cubra pelo menos parcialmente o corpo tubular.

De preferência, as bobinas © © material de folha st© aplicados sob tensão a fim d@ prover a mangueira com uma boa integridade estrutural. O forro de reforço axial tubular pode ser igual ao forro de reforço axial descrito acima, e é de preferência uma trança.

De preferência, as bobinas internas e externas são aplicadas em uma configuração helícoidal tendo o mesmo pas-, so, e a posição das bobinas da bobina externa fica na metade de um comprimento de passo fora da posição das bobinas da bobina interna, Quando a mangueira é pretendida para aplicações criogênieas, neste caso é desejável se prover um isolamento sobre o corpo tubular. 0 isolamento pode ser provido entre o fje externa © © eleito tubular β/eu §qm de 14® Mfctme. 0 Isolamento pode compreender um material aonvencionâlmante usado para prover isolamento em um equipamento criegênico, como, por exemple, um material de espuma sintética, Uma for- ma particularmente adequada de isolamento ê descrita abaixo, Em uma modalidade preferida, o método inelui ainda ag etapas do; g) aplicar uma resina líquida eurâvel sobre a su- perfície externa do corpo tubular @ o fio externo; e h) deixar a resina curar. Ê preferido que as ©tapas (g) e íh) sejam feitas entre as etapas (d) § (©!, D@ preferência, o método compreende ainda a apli- cação de uma camada de isolamento sobre a resina ourada, A camada de isolamento de preferência compreende um pano feito de fibras de basalto, conforme descrito acima, Na etapa {¢), o corpo tubular pode compreender ura eorpo tubular conforme descrito acima, Em particular, o cor- po tubular pode incluir uma ou mais camadas de isolamento feitas de um material de isolamento convencional e/ou feito do pano de fibra de basalto descrito acima. A cura, pode acontecer simplesmente ao se deixar a mangueira revestida ao ar, ou pode ser feita, ou acelerada, por meio d® um meio ativo, como, por exemplo, aquecimento.

Em uma outra modalidade preferida, o método inclui ainda as etapas de: í) aplicar uma resina líquida aerada curável sobre a superfície externa do corpo tubular e do fio externo; j) deixar a resina curar d@ m©d© a formar um re- vestimento de plástico sólido contendo bolhas de gás no mesmo, É preferido que as etapas (i) t (j) são realizadas entre as etapas (d) e (e), Q termo aerade # usado para significar que a resi- na foi carregada com um gás, por meio do que, após a cura, a resina forma ura material sólido contendo bolhas de gás no mesmo. Conforme descrito acima, o gás pode ser, porém não necessariamente, ar.

Em uma modalidade preferida, o método inclui as seguintes etapas; k) dispor um elemento interne em uma extremidade aberta da mangueira; II prender um meio d® transferência de carga em uma superfície externa da mangueira; e m) prender um elemento de vedação em uma superfí- cie externa do corpo tubular, De preferência, o elemento de reforço axial ê pre- so pelo meio de transferência de carga, e o método inclui ainda a seguinte etapa após a etapa (m); n) dobrar o elemento de reforço axial tubular so- bre uma parte do raeio de transferência d@ carga.

De preferência, as bobinas e o material de folha são aplicados sob tensão a fim de prover a mangueira com uma boa integridade estrutural. I possível que a mangueira seja removida d© man- dril antes de o engate de extremidade ser disposto dentro da mesma. De maneira alternativa, o engate de extremidade pode ser disposto dentro da reef© da mangueira par meie à© desli- gamento de mandril interne a© longe da mesma até uma extre- midade da mangueira, em seguida prendendo © reste da man- gueira ao engate de extremidade enquanto o engate de extre- midade e o resto da mangueira permanecem sobre o mandril.

Um engate de extremidade separado pode, evidente- mente, ser aplicado à cada extremidade da mangueira.

Em uma outra modalidade preferida, o método incluí as seguinte® etapas; ©) dispor um elemento interno em uma extremidade aberta da mangueira; p) aplicar um anel de vedação sobre uma superfície externa d© corpo tubular; « q} aplicar um elemento de compressão sobre o anel de vedação, e comprimir o elemento de vedação para um engate de vedação com o elemento tubular e com o elemento interno usando o elemento de compressão.

De preferência, o elemento de compressão é feito de um material que se contrai menos que o anel de vedação quando submetido ao resfriamento, De preferência, ainda, o elemento de compressão inclui um meio para o ajuste da força compressiva aplicada ao anel de vedação; um anel partido sendo partieularmente adequado para uso como o elemento de compressão. Este ©ngat® torna possível um processo de fabri- cação partieularmente preferido.

Neste processo, o elemento de compressão é aplica- do ao anel de vedação e apertado, em seguida o elemento de compressão e o anel de vedação são submetidos a pelo menos um çisl© de resfriamento, ísfe© 1¾¾ eom qm © elsâmeat© d© ve- dação s@ contraia cem relação ao elemento d@ compressão, por meio do que a força compre as iva aplicada pelo elemento de compressão I reduzida. Enquanto o resfriamento é mantido, a força çompressiva aplicada pelo elemento d® compressão é em seguida reajustada no sentido de voltar aproximadamente ao mesmo nível que antes do resfriamento, e em seguida a tempe- ratura é aumentada, üst© ciclo pode ser aplicado tantas ve- zes quanto desejado, I preferido que o ciclo de resfriamento ê aplicado a pelo menos duas ou três vezes, e..gue cada vez qpe o engate de extremidade é resfriado I temperatura de pe- lo menos i5 C abaixo da temperatura operacional pretendida da mangueira, esta técnica tem três benefícios importantes.

Primeiro, se a mangueira é operada a uma tempera- tura acima da temperatura de resfriamento, neste caso o anel de vedação receberá uma compressão adicional a partir do e- lemento de compressão em virtude da expansão térmica do ele- mento de vedação, gue acontecerá depois de o resfriamento ser removido, Em segunde lugar, a mangueira terá uma energização de vedação substancial a temperaturas pelo menos tio baixas quanto a temperatura de resfriamento. Isto é particularmente fifcil quando a mangueira tem de sm usada em aplicações crio- glnicas. Sendo assim, a temperatura à qual a mangueira é resfriada é de preferência tão baixa quanto a temperatura à qual a mangueira será submetida no uso para o gual a mesma é pretendida. Em geral, é preferido que a temperatura de res- friamento seja de -509 C ou menor, mais preferivelmente de - ΐΘβ® e m menor, t aind» «ais prtferivelmeafc© da -1169 c eu. menor, De preferência, o resfriamento ê feito com um nitro- gênio líquido, por meio do qu@ a temperatura de resfriamento pede ger tão baixa quando cerca de -196® C, Em terceiro lugar, a possibilidade de uma falha de desligamento I muito reduzida, ou até mesmo eliminada, por meio da utilização da tensão hidrostãtica provida pelo ele- mento de compressão. t preferido que o elemento interno· seja feito de um material que se contraia menos que o anel de vedação quando submetido a um resfriamento. Isto tem o efeito de o resfriamento do engate de extremidade fazer oom qu© © anel de vedação aperte o elemento interno de uma forma mais aper- tada, desta maneira aumentando a vedação do engate de extre- midade quando a mangueira ê operada a baixas temperaturas.

De preferência, as bobinas e o material de folha são aplicados sob tensão a fim de prover I mangueira uma boa integridade estrutural, Nos aspectos descritos acima da presente invenção, os elementos de aperto tipicamente compreendem,cada qual, um fio enrolado em um sentido helicoidal. A» hélice» do» fios sã© tipicamente encaixadas de tal modo que as mesmas se des- viem uma da outra a uma distância correspondente I metade do passo das hélices. A finalidade dos fios i agarrar o corpo tubular firmemente entre os mesmos a fim de manter as cama- das do corpo tubular intactas e prover uma integridade es- trutural I mangueira. Os fios interno e externo podem ser, por exemplo, um aço doce, um aço inoxidável ausfenltiso, ou aiwníüie, $e desejado, ©s Um pedem si? plvaaigtde© -m- a?©» vestido® som um polímero. $erâ apreciado que embora os fios qu® constituem os elementos de aperto possam ter uma considerável resistên- cia â tensão, a disposição dos fios nas bobinas significa que qb elementos de aperto pedem se deformar quando submeti- dos a uma tensão sxial relativamente pequena. Qualquer de- formação signífieante nas bobinas destruirá rapidamente a integridade estrutural da mangueira. A mangueira de swrde e©m a presente invenção pode ser provida para uso em uma ampla variedade de condiçSes, tais eom©/ temperaturas acima d@ 190® c, temperaturas de 0o C a 100° C e temperaturas abaixo de 0° c, Com uma escolha adequada do material, a mangueira pode ser usada a tempera- turas abaixo de -20® C, abaixo de -50® C ou ainda abaixo de -100° C, Por exemplo, para um transporte de gás LNG, a man- gueira pode ter de operar a temperaturas abaixo de -Π0® C, ou ainda menores. Além disso, ê contemplado que a mangueira possa ser usada para transportar oxigênio líquido (-183® C hp) ou nitrogênio líquido (-196® C bp), era cujo caso a man- gueira pode precisar operar a temperaturas de -200® C ou me- nores . A mangueira de acordo eem a presente invenção pode ainda ser provida para uso em uma variedade de tarefas dife- rentes. Tipicamente, o diâmetro interno da mangueira varia de cerca de 51 mm (2 polegadas) a cerca de 610 mm (24 pole- gadas), mais tipicamente de cerca de 203 mm (8 polegadas) a cerca de 4QS mm (16 polegadas) . 0 diâmetro de mangueira é geralmente· d@ gel© menos |0g mm (4 polegadas), mais geral^ manta de pele manos 1¾ mm (§ polegada®).

Em geral, a pressão operacional da mangueira seria da faixa de cerca de 500 kPa a cerca de 4000 kPa, Estas pressões se referem â pressão operacional da mangueira, não I pressão de explosão (que deve ser muitas vezes maior). A proporção da escoamento volumétrica depende do meio fluido, d® pressão e do diâmetro interno. As proporções de escoamen- to de 1000 ra3/h a 12000 m3/h são típicas, A mangueira de. acordo com a presente invenção pode também ser provida para uso com materiais corrosivos, tais como ácidos fortes.

Paz-se agora referência aos desenhos @m anexo, nos quais; A Figura l I um diagrama esquemático mostrando as tensões iniciais Is quais a mangueira d@ acordo com a pre- sente invenção pode se submeter em operação; A Figura 2 ê uma vista em seção transversal esque- mãtíca de uma mangueira de acordo com a presente invenção; A Figura 3 ê uma vista mostrando a disposição de uma camada de reforço da mangueira de acordo com a presente invenção; A Figura 4A ê uma vista m seeia mostrando a dis- posição de um forro de reforço axlal tubular da mangueira de acordo com a presente invenção, o forro de reforço axial es- tando em uma condição relaxada; A Figura 4@ é uma vista ©m seção mostrando a dis- posição de um forro de reforço axial tubular da mangueira de aeenrete eom a preeenfca inveaçla, © Ias?»©· d· reforço «ciai se- tand© em uma condição apertada; A@ Figuras 5A, 5B, SC, s SD mostram quatro aplica- ções de mangueira de acordo com a presente invençl©; A Figura 7 é uma vista em seção transversal mos- trando uma camada de isolamento da mangueira da Figura 2 em maior detalhe; A Figura 8 I uma vista em seção transversal esque- mãtiea de um engate de extremidade para uma mangueira de a- eordo com a presente invenção; A Figura $ é uma vista em seção transversal de uma primeira modalidade de uma camada de reforço alongada para uso na mangueira de acordo com a presente invenção; e A Figura 10 ê uma vista em seção transversal de uma segunda modalidade de uma camada de reforço alongada pa- ra uso na mangueira de acordo com a presente invenção, A Figura 1 mostra as tensões às quais a mangueira H se submete durante uso, A tensão de arco ê designada pelas setas HS e é a tenslo que atua tangencialmente â periferia da mangueira Η. A tensão axial é designada pelas setes AS e é a tensão que atua n© sentido axial ao longo do comprimento da mangueira Η, A tensão de flexãe é designada pelas setas FS e é a tensão que atua transversal ao eixo geométrico lon- gitudinal da mangueira H quando flexionada, A tensão torcio- nal é designada pela seta TS e é uma tensão de torção que atua sobre o eixo geométrico longitudinal da mangueira. A tensão de esmagsmento é designada pela seta CS e resulta das cargas apliçadas no sentido radial para o essfemor da man- gueira H. A fcengi© d@ arco Kl é gerada pela pressão d© flui- do na mangueira H, .A tensão axial AS é gerada pela pressão do fluido na mangueira e também pela combinação d© peso do fluído na mangueira H e pelo próprio peso da mangueira Η. A tensão de flexã© FS5 é causada pela necessidade d® se dobrar a mangueira H a fim de posicionar a mesma de maneira apro- priada, e pelo movimento da mangueira H durante uso, A ten- são toreionsl TS I provocada pela fcorçSe da mangueira, A mangueira da técnica anterior ê de modo geral capaz de su- portar as tensões de arco BS, as tensões de flexão FS <a as tensões torcionais TS, contudo ê menos capaz de suportar as tensões axiais AS. Por este motivo, guando as mangueiras da técnica anterior são submetidas a grandes tensões axiais AS, as mesmas de modo geral tinham de ser suportadas a fim de minimizar as tensões axiais AS. 0 problema de suportar as tensões axiais AS foi Solucionado pela presente invenção, Ma Figura 2, uma man- gueira de acordo cem a presente invenção é de modo geral de- signada com a referência numérica 10. A fim de aumentar o entendimento, não é mostrado o enrolamento das várias cama- das na Figura 2, e nas demais figuras. A mangueira 10 compreende um corpo tubular 12 que compreende uma camada de reforço interna 14, uma camada de reforço externa 16, e uma camada de vedação 18 intercalada entre as camadas 14 e 16. Uma trança de reforço de modo ge- ral tubular 20, que provê um reforço axial, fica disposta em terno da superfície externa da samada de referç© externa 16. 0 eerp© tubular II © a trança tubular 10 ficam dispostos entre um fio espiral em um sentido helicoidal in- terno 22 e um fio espiral no sentido heücoidal externo 24.

Os fios interno e externo 22 e 24 ficam dispostos d® modo se desviarem um do outro a uma distância correspondente I meta- de do comprimento de passo da hálíce das bobinaa, Uma camada de isolamento 26 fica disposta ©m torno do fio externe 24, A camada d§ iaslam®nfeo pode ser um mate- rial de isolamento convencional, como, por exemplo, uma es- puma de plástico, ou pode ser um material descrito abaixo com relação à Figura Ί . A mangueira 10 inclui ainda uma camada de reforço alongada 30 disposta em torno da camada de isolamento 26, Os detalhes do elemento alongado 3O nlo si© mostrados na Figura 2, mas são mostrados na Figura 9, O elemento alongado 30 compreende uma tira alongada de material que I enrolada no sentido helieoidal em torno da camada de isolamento 26.

As camadas de reforço 14 ® 16 compreendem panos tecidos de um material sintético, como, por exemplo, fibras de polietileno UHMWFE ou de aramida, A Figura 3 ilustra a camada de reforço interna 14, a partir da qual fiça evidente que a camada de reforço interna 14 compreende fibras 14a dispostas em uma direção de urdidura W, e as fibras 14b dis- postas em uma direção de trama F. Na Figura 3 apenas a cama- da 14 ê mostrada, a fim de melhorar o entendimento, Foi i- nesperadamente observado que a tensão axial 1Θ pode ser au- mentada ao se dispor a camada de reforço interna 14 de tal me>de que a direçi© d® urdidura w seja aro um ângulo pequen©, menor que 15° .e tipicamente em torno dos 10° com relação ao eixo geométrico longitudinal ds mangueira 10, Este ângulo ê indicado pelo símbolo α na Figura 3. h estrutura e a orien- tação da camada de reforço interna IS sie substancialmente idênticas às da camada de reforço interna 14? o ângulo α pa- ra a camada de reforço externa 16 pede ser igual ao, ou di- ferente do, ângulo α para a camada de reforço interna 14. A camada de vedação 18 compreende uma pluralidade d® camadas de filme plástico que são enroladas em torno da superfície externa da camada de reforço interna 14 a fim de prover uma vedação uma vedação hermética a fluídos entre as camadas de reforço interna e externa 14 e lê, A mangueira 10 pode incluir ainda uma outra trança de reforço (não mostrada) disposta entr® a trança 20 « os fios externos 24, 0 outro forro de reforço pode ser idêntico à trança 20, A trança tubular 20 é feita de dois eeajunfeae de fibras 20a @ 20b que alo entrançadas de modo a formar uma trança tubular, Isto é mostrado nas Figuras 4& e 4B - nesta® figuras apenas a trança tubular 20 ê mostrad®, a fim de me- lhorar o entendimento, Existem espaços 28 entre os conjuntos de fibras 20a e 20b de modo que quando a trança tubular 20 se submete a um tensionamento axíal, as fibras 20a e 20b po- dem se contrair movimentando-se para os espaços 28. Isto a- eontece de maneira a tentar reduair o diâmetrç da trança tu- bular 20, o que faz eom que a mesma se aperte em torno do corpo tubular.12, desta maneira aumentando a integridade es- trutural e a presele de explosão áa mangueira 10, A Figura 14 mostra a trança tubular 20 na eondição apertada. A camada de vedação 18 i mostrada em mais detalhe na Figura β. A provisão do da camada de vedação 18 aumenta a resistência da mangueira com relação I tensão de flexlo FS e à tensão de arco HS, Conforme mostrado na Figura 6, a camada de vedação 18 compreende uma pluralidade de camadas 18a -de um filme feito de um primeiro polímero (como, por exemplo, um polie- tileno UHMWpi altamente orientado) intercalado com uma plu- ralidade de camadas 18b de um filme feito d© ura segundo po- límero (como, por exemplo, PFTE ou FE!P), os dois polímeros fendo uma rigidez diferente. As camada® !8a e 18b sio enro- ladas em torno da superfície externa da camada de reforço interna 14 a fim de prover uma vedação hermética a fluido entre a© camadas de reforço interna e externa 14: e 16, Con- forme mencionado acima, as camadas 18a e 18b nlo necessaria- mente têm de ser dispostas de uma maneira diferente, Por e- xemplo, todas as camadas 18a podem ser dispostas em conjunto e todas.as camadas 18b podem ser dispostas em conjunto, Além disso, as camadas não têm de ser feitas de diferentes mate- riais. A camada de isolamento 26 ê mostrada em maior de- talhe na Figura 7, mostra a camada de isolamento 26 em maior detalhe. A camada de isolamento diz respeito basicamente ao aperfeiçoamento da resistência da mangueira com relação à tensão de flexão FS, s ao isolamento da mangueira. A camada de isolamento 26 compreende uma camada interaâ 85a feita de ui peUu*§t*B© que fai Jwsifteda, der- ramado, ou de outra forma aplicado, sobro o corpo tubular 12 e © fio extern© 24. Ãpég endureeer, a camada de políurefeano 16a forma uma matriz sêlida dentro da qual o fio externo 24 é embutido. Isto ajuda a manter o fio externo 24 fixo em po- sição. Em uma modalidade preferida, a camada interna 26a é provida com bolhas de ar ®m seu interior, A camada de isolamento 26 inolui um® «amada 26b sobre a eamadâ 26a, A camada 26b compreende um pane feito de fibra© de basalto. A camada 26b prevê a maior parte das pro- priedades do Isolamento da mangueira 1(3, A eamaáa de isolamento 28 inclui ainda uma camada 26c sobre a camada 26b. A camada 26c compreende um polieti- leno UHMWPE, como, por exemplo, o DYNEEMA ou o SPECTRA. A finalidade da camada 26c é basicamente prover um reforço contra as tensões de arco e flexão, A camada d@ isolamento 26 inclui ainda uma camada de compressão 26d. A finalidade da camada de compressão 26d é comprimir a camada 26b, uma vez que foi observado que -as propriedades de isolamento da camada de pano de basalto 26b ficam muito melhores sob compressão. A camada de compressão 26d pode, por exemplo, compreender uma corda ou cordonel, que fica firmemente enrolada em torno da camada 26c. De pre- ferência, a camada de compressão 26d compreende um forro de reforço axial como o forro 20 descrito acima. TJma outra camada de poliuretano (não mostrada) contendo bolhas de gás pode ser provida acima da camada 26d a fim de aumentar ainda mais as propriedades de isolamento e ü flutuaçi© da TfiàRfyei^g ΙΘ. Uma outra camada de poiiuretano ainda (ftã© mostrada) não contendo 'bolhas d© gás pode ser provida sobre a eamada de poüuretano contendo gás. A outra camada de poliuretano pode, adieionalmente ou em contrapar- tida, ser provida dentro da camada 26d, É também possível que a camada 26a em ei contenha as bolhas de gás. A mangueira 10 pode ser feita por meio da seguinte' técnica, Como uma primeira ©tapa/ o fio interno 32 é enrola- do em torno de um mandril d® suporte (nl© mostrado), a fim de prover um® disposição helicoidal tendo um passo desejado. O diâmetro do mandril de suporte corresponde $o diâmetro in- terno desejado da mangueira 10. A camada de reforço interna 14 é em seguida enrolada em torno de fie interne 22 e de mandril de suporte, de tal mede que a direção de urdidura W seja ajustada no ângulo desejado «.

Uma pluralidade de camadas de filmes plásticos 18a, 18b que constituem a camada de vedação 18 é em seguida enroladas era torno da superfície externa da ©amada de refor- ço interna 14. Be modo gerai, os filmes 18a % 18b têm um comprimento substancialmente menor que o comprimento da man- gueira 10, de modo que uma pluralidade de comprimentos sepa- rados dos filmes 18a e 18b tenha de ser enrolada em torno da camada interna 14. Os filmes 18a e 18b sã© de preferência dispostas de uma maneira alternativa através da espessura da eamada de vedação 18. Tipicamente, pode haver cinco camadas separadas dos filmes 18a e !3b através da espessura da cama- da de vedação. k eamada de reforço externa 10 é ®m seguida enro- lad© em tora® da eamada da veáiçíe Mí da feai mede que a di- reção de urdidura W seja ajustada ae ângulo desejado (que pode ser a, ou pod® ser algum outro ângulo próximo a <x) , A trança d@ reforço axial tubular 20 ê arrastada sobre o lado externo da camada de reforço externa 16« A outra trança (se requerida) é em seguida enrolada em torno da trança 20, 0 fio externo 24 é em seguida enrolado em torno da outra trança (ou da trança 20, se a outra trança não for provida), a fim de oferecer uma disposição helieoídal com um passo desejado. 0 passo do fio externo 24 seria normalmente igual ao passo do fio interno 22, © a posição do fio 24 se- ria normalmente tal que as bobinas do fio 24 se desviassem das bobinas do fio 22 a uma distlneia correspondente â meta- de de um comprimento de passo; isto sendo ilustrado m Figu- ra 2, na qual o comprimento de passo ê designado eem a refe- rência j>, Uma resina de poüuretano é em seguida borrifada sobre a superfície externa da outra trança (ou a trança 20, se a outra trança não for provida) de modo a formar um re- vestimento de resina sobre a camada de reforço 21 e do fio externo 24, A resina pode ser ©m seguida deixada endurecer a fim de formar a camada 26a. A resina pode ser aerada antes de endurecer (tipicamente antes d© borrifar ou pintar) a fim de prover bolhas de ar no seu interior. A camada de pano de basalto 26b I em seguida enrolada em torno da camada de po- liuretano 26a, e a camada de polietileno UHMWPE 26c ê em se- guida enrolada em torno da camada 36b. Finalmente, a camada de compressão 26d é aplicada sobre a camada 26c. M extremidades da mangueira 16 ptdim mf seladas ia ®e frisar uma luva sobre um inserto dentre da mangueira 10, Esta terminação é de modo geral aplicada depoí® de a mangueira lõ ser removida d© mandril.

As extremidades da mangueira 10 podem eer saladas usando © engate de extremidade 200 mostrado na Força I. Na Figura 8, a mangueira 1Q não foi mostrada, a fim de melhorar o entendimento. 0 engate de extremidade 200 compreende um elemento interno tubular 202 tendo uma extremidade d© man- gueira 202a e uma extremidade alta 202b, O engate de extre- midade 200 inclui ainda um elemento de vedação gue compreen- de um anel de vedaçlo de PTPI 204 f um anel partido d© aço inoxidável 206 em torno do anel de vedação d© FTFS 204, 0 engate de extremidade 200 inclui ainda um meio de transferência de carga qu@ compreende um elemento de en- gate d@ mangueira 208, um elemento de transferência de carga 210, e um elemento de extremidade na forma de uma chapa em forma de disco 212. O elemento de transferência de carga compreende uma chapa em forma de disco 214 e pelo menos uma haste de transferência de carga 216. Na Figura 2, existem duas das hastes 216, mas é possível se prover três ou mais das hastes 216. Uma porca de aperto 218 ê provida em cada haste 216. As chapas 212 e 214 têm aberturas 212a e 214b, respectivamente, para a entrada das hastes 21€.

As chapas 212 e 214 podem ter cada qual uma chapa Simon, o elemento de engate de mangueira 202 podendo ser um anel Ged, e © anel partido 206 podendo ser um anel gric. A chapa 212 ê ainda provido com as aberturas 212b, e » @XLtr®midade alta 20¾¾ d© ©lemenf© intern© 2Θ2 é provida com as aberturas 202c. Os parafuso® de fíxaçi© 220 m esten- dem. atravls das aberturas 292b e 212b a fim de prender a chapa. 212 na extremidade de cauda 202a do elemento interno 202, Na Figura 2, existem dois parafusos d® fixação 220 e aberturas associadas, contudo será apreciado qu® menos ou mais parafusos de fixação 22Θ e aberturas associadas podem ser providos, 0 elemento de engata de mangueira 20® é provido com um recesso helieeidal interna na forma de ranhuras 208a que são adaptadas de modo a receber o fio externo 24 da man- gueira 10 no mesmo, 0 elemento interno 302 á provido com um recesso helicoidal externo na forma de ranhura® 202d que são adaptadas de med© a receber o fio interne 22 na® mesmas. Se- rá observado na Figura % que, assim e©mo ©§ fio© interno e externo 22 © 24, as ranhuras 208a e 2Q2d ficam espaçada® pe- la metade d@ um comprimento d@ passo p. Q elemento inferno 202 é provido eom duas proje- ções circunferenciaís 202@ que se localizam sob o anel de vedação 204, As projeções 2Q2e servem para aumentar a veda- ção do elemento tubular 12 entre o elemento interno 202 e o anel de vedação 204, e ajudar a impedir que o elemento tubu- lar inadvertidamente seja puxado para fora de posição, A mangueira 10 fica presa no engate de extremidade 200 como segue, 0 elemento interno 2Q2 é roscado na extremi- dade da mangueira 10, de modo que a mangueira 10 se assente próxima I chapa 212, 0 fi© interno 22 entra nas ranhura© 202 e o fio externo 24 entra nas ranhuras 208a. Os fios interno « extern© 22 e. 24 sãs cortados de wede que a n&© ee ttfcmd·· rem ao longo do elemento interno 202 para além das ranhuras 202d e 208a. 0 isolamento 2$ & também cortado neste ponto. & camada de reforço interna 14 é também cortada. nesfci ponto, ou em algum ponte antes de a camada d@ reforço interna 14 atingir © anel de vedação 204, Isto signifiet que a camada de vedação lê se encaixa diretamente na superfície externa do elemento interno 202. 0 resto do corpo tubular 12, no en- tanto, consegue se estender ao longo do elemento interno 202 entre o elemento interno 202 e o anel de vedaçi© 204, O elemento de engate de mangueira 208 é em seguida apertado d® modo a fazer eam gue o mesmo s@ fixe sobre a mangueira 10, trazendo o mesme para um engate firme com a mangueira 10, As porcas 218 são em seguida apertadas, o que induz uma certa tensão axial na mangueira 10, deste modo compensando qualquer jogo m sistema, gstas força® são transmitidas do elemento de engate de mangueira 208 para a chapa 214, para a haste 216, para a chapa 212, e para a ex- tremidade de cauda 202b do elemento interno'202·. O elemento tubular 20 é puxado sobre a superfície superior do elemento de engate de mangueira 208, e fica preso nas projeções 208b que se estendem a partir da superfície superior de elemento de engate de mangueira 208, 0 corpo tubular 12 se estende sob e anel de veda- çlo 204« Depois de o elemento de engate de mangueira 208 e as porcas 218 serem apertados, o anel partido 206 é apertado a fim de aumentar a força aplicada sobre o corpo tubular 12 por parte d,o anel de vedação 204, Θ safãte áe extremidade 2QQ é em sefuid® resfriado para uma temperatura baixa por raei© de m nitrogênio liqui- do. isto faz cem que o anel de vedação 204 ®e eenferaia rela- tivamente mai® que o anel partido 206, por maio do que a força Gompresísiva aplicada sobre o anel de vpdaçlo 204 pelo anel partido 206 seja reduzida. Embora o anel partido 206 e o anel de vedação 204 estejam em uma temperatura relativa- mente baixa, o anel partido 206 é mais uma ve-z apertado. Em seguida, a temperatura sobe âs condições ambientais, por meio do que a força eompreesiva sobre o anel de vedação au- menta em virtude da maior expansão do anel d® vedaçlo 204 cem relação ao anel partido 206.

Isto sOTfdeta © engate da extremidade para a man- gueira 10, 0 elemento de engate de'mangueira 208 provê uma certa vedação da extremidade da mangueira 208, e ajuda a re- tirar as forças axiais da mangueira 10 em torno do anel de vedaçlo 204, Ό anel de vedação 204 prevê © restante da veda- ção da mangueira 10, As Figuras 5& a SP mostram três aplicações para a mangueira 10, Era cada uma das Figuras 5A a SC, um vaso de produção, armazenagem, e de descarga flutuante (FPSO) 102 ê enlaçado a um transportador de gâs LNG 104 por meio de uma mangueira 10 de acordo com a presente invenção. A mangueira 10 transporta o gás LNG de um tanque de armazenagem do vaso FPSO 102 para um tanque de armazenagem do transportador de gás LNG 104. Ha Figura 5A, a mangueira 10 se assenta acima do nível do mar 106. Na Figura Si, a mangueira 10 ê submersa abaixo do nível do mar 108, Na Figura SC, a mangueira 10 flutua pr&tfma â superfície de tom?, Bm eaáa eas©, t maRfuti’ ra 10 carrega o gás mó sem nenhum euperfee intermediário. · Ma Figura 5D, o transportador de gás &NS é enlaçado a ws ins- talação de armazenagem baseada na terra 108 via a mangueira 10, k mangueira 10 pode ser usada par# muitas outras aplicações diferentes das aplicações mostradas nas Figuras 3Λ a 5C. A mangueira pode ser usada em condições criogênicas ou nio sriogênisas, Faz-se agora referência à Figura 9, que mostra uma vista em seção transversal de uma modalidade da camada de reforço alongada 30, A camada 30 compreende um perfil contí- nuo 32 que contém duas câmaras de flutuação que se estendem no sentido longitudinal 34. O perfil 32 tem bordas longitu- dinais opostas 30 e 38, Umi formação de interferavamento que se estende em um sentido longitudinal 40 e 42 fica integral com uma respectiva borda 36, 38. Cada formação'40 e 42 é provida com um respectivo elemento, de retenção 44 e 46, As formações 40 e 42 ficam dispostas em direções opostas, de modo que, quando a camada 30 I enrolada em um sentido helieoidal em torno do resto da mangueira 10, as formações 40 e 42 podem se interengatar, conforme mostrado na Figura 9. Os elementos de retenção 40 e 42 impedem que as formações 40 ® 42 se desengatem, Será apreciado que a presente invenção descrita acima pode ser modificada, Por exemplo, e forro tubular 20 pode se localizar fora do fio externo 24, Ainda, a mangueira 10 pode incluir camadas de reforço 14, 18, camadas de veda- ção 16 e/ou forros tubulares 20 adicionais, Uma ou mais, ou até mesmo todas m camadas d® vedaçl© lia g©d©m ser ura filme metálico revestido com polímero, ou um filme d© polímero m®- t aluado. £>e maneira similar, uma. ou mais, ou até mesmo to- das as camadas de vedação 18b podem ser ura filme metálico revestido com polímero, ou um filme de polímero raatalizado.

Pa?-se referência agora I Figura 10, que mostra uma vista em seção transversal de uma outra modalidade da camada de reforço alongada 30, que foi designada com a refe- rência numérica 130, A camada 130 compreende um perfil con- tínuo 132, O perfil 132 tem bordas longitudinais opostas 136 e 138, Uma formação de interferavamenfc© que se estende @m um sentido longitudinal 140 e 142 fica integral som uma respec- tiva borda 136, 138, Cada formação 140 © U2 compreende um perfil contornado tendo as projeções 140a e 142a e os reces- sos 140b e 142b, de tal modo que as projeções 140a possam ser recebidas nos, e ee interengatam nos, recessos 142b, e as projeções 142a podem entrar, e se ínterengatam, nos re- cessos 140b, A configuração é tal que, quando as projeções e os recessos se interengatam, não haja nenhum espaço entre as formações 140 e 142· As formações 140 e 142 ficam dispostas em direções opostas, de modo que, quando a camada 130 é enrolada em um sentido helicoidal em torno do resto da mangueira 10, as formações 140 e 142 podem se ioterengatar. As formações 140 e 142 podem ficar presas entre si por qualquer meio de liga- ção conveniente, O perfil 132 tem um formato corrugado que facilita ao elemento 130 a acomodação das forças de dobramento. apreciado que a presente áfissifita acima p<od© ser modificada, Por exemplo, © f©rr© tubular 2Θ pode se localizar fora de fie extern© 24, Ainda, a mangueira 3.0 pode incluir camadas de reforço 14, lê, ©amada© d© veda- ção lê e/ou forros tubulares 20 adicionais. Uma ou mais, ou até mesmo todas as camadas de vedação !8a podem ser um filme metálico revestido com polímero, ©u um filme de polímero me- talizado. De maneira similar, uma ou mais, ou atê mesmo to- das as camadas de vedaçlo 18b podem ser um filme metálico revestido eom polímero, ou um filme de polímero metelizado.

Será apreciado que a presente invenção descrita acima pode ser modificada. wiviBPÍOtfõsa

Claims (21)

1. Mangueira compreendendo um corpo tubular de material flexível disposto entre elementos de aperto interno e externo, a mangueira sendo CARACTERIZADA adicionalmente pelo fato de compreender um elemento alongado tendo bordas longitudinais opostas, o elemento alongado sendo enrolado em um sentido helícoidal em torno do corpo tubular de tal modo gue as bordas longitudinais opostas da camada fiquem em uma disposição adjacente ou sobreposta, em que cada borda longitudinal inclui uma formação capaz de se interengatar com uma formação cooperante sobre a borda longitudinal oposta.

2. Mangueira, de acordo com a reivindicação l, CARACTERIZADA pelo fato de gue as formações de interengate são dispostas de modo que, ao se interengatarem, provenham uma vedação à prova d'água contínua.

3. Mangueira, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que as formações de interengate se estendem de uma forma substancialmente contínua ao longo das respectivas bordas.

4. Mangueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que cada formação de interengate compreende um interengate disposto ao longo da borda que é configurada para se interengatar com a formação correspondente na borda oposta,

5. Mangueira, d® acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que os perfis são tais que, quando o elemento alongado está sendo enrolado em torno do @θ*ϊ>θ tubular, s formação de um das feopdtas pod© ser empurrada para se ínterengatar som a formação da borda aposta.

6. Mangueira, da aooré© som qualquer uma das reivindicações 1 a §, CARACTERIZADA pelo fato de que cada formação de interengate compreende uma formação de intertravamento, capaz de travar as formações em conjunto guando as mesmas sio dispostas em conjunto,

7. Mangueira, de acordo coro a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que cada formação de intertravamento é configurada de modo a prover um engate de empurrar ou um engate por pressão com a formação de intertravamento correspondente da borda longitudinal oposta,

8. Mangueira, de acordo com a reivindicação ê ou 7, CARACTERIZADA pelo fato de que as formações de intertravament© são em uma forma d® C, com a formação de intertravamento das partes de borda opostas sendo orientadas em uma direção oposta, onde as formações em forma de C podem se intertravar quando o elemento alongado é enrolado em torno do corpo tubular.

9. Mangueira, de acordo com qualquer uma .das reivindicações β a S, CARACTERIZADA pelo fato de que a formação de intertravamento d© cada borda longitudinal inclui um elemento de retenção adaptado para cooperar com um elemento de retenção correspondente na formação de intertrayamento da borda longitudinal oposta, onde as formações de intertravament© ficam retidas em uma relação de intertravamento por meio dos elementos de retenção,

10. Mangueira, de aeorde e«n a reiviRáieaçi© I; CARACTERIZADA pelo fato de qu§ © slgmente d@ retenção compreende um flange direcionado para tatr© dispoate na ©u prõximo a uma das extremidade® da formação de intsrtrdvament;©.

11. Mangueira, de acordo com qualquer uma . das .reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que cada formação d@ interengate compreende uma pluralidade de projeções e recessos, as projeções e os recessos de uma formação sendo adaptados de modo a se interengatar com os respectivos recessos e projeções das formações sobre a borda longitudinal oposta,

12. Mangueira, de aeordo eom qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento alongado inclui pelo menos uma câmara fechada, a ou cada câmara tendo uma densidade menor que a do resto do elemento alongado,

13. Mangueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento alongado inclui pelo menos um câmara fechada, a ou cada câmara contendo um gás.

14. Mangueira, de acordo eom qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento alongado inclui pelo menos uma eâmar® fechada, a ou cada câmara contendo uma espuma ou um polímero aerado.

15. Mangueira, de acordo eom qualquer uma das reivindicações 12 a 14, CARACTERIZADA pelo fato de que existem duas câmaras adjacentes, ambas correndo em um sentido longitudinal aa les®© d® sufestaneimlm©^ feed© e cemprímenta do «demente alongado,

16. Mangueira, de aeerd© eara qualquer uma da® reivindicações 12 a 14, CARACTERIZADA pela fato de que existe uma pluralidade de câmaras fechada® dispostas no elemento alongado de tal maneira a formar uma estrutura do tipo esponja.

17. Mangueira, de asará© eem qualquer uma das reivindicações 1 a 16, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento alongado tem uma espessura maior que a distância entre as bordai longitudinais.

18. Mangueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações l a 17, CARACTERIZADA pelo fato de que o(@) elemento (s) de aperte interno ®/©u externo ê/são provido(s) com uma seçi© transversal oval ou semicircular

19. Mangueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações i a 18, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento alongado é eorrugado em uma direção que s@ estende entre as bordas longitudinais.

20. Mangueira compreendendo um corpo tubular de material flexível disposto entre elementos de aperto interno e externo, a mangueira sendo CARACTERIZADA adicionalmente pelo fato de compreender um elemento alongado tendo bordas longitudinais opostas, o elemento alongado sendo enrolado em um sentido helieoidal em torno d© corpo tubular de tal modo que as bordas longitudinais opostas da camada fiquem em uma disposição adjacente ou sobreposta, em que o elemento alongado tem pele menos uma câmara de flutuação ne mesmo.

21. Mangueira cgsmpriejsdtnd© w sorpo tubular de material flexível disposto entre elementos desperte interno e externo, a mangueira sendo. CàRACTSmwa pelo fato d@ qu® o(s) elemento(e) d® aperte interno e/ou ®xterno é/eão provido(s) com uma seção transversal em perfil, %%, Mêtede de fabricação de uma mangueira, C&R&GTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de? . a) enrolar um fio. em torno de um mandril tubular de modo a formar uma bobina interna; b) enrolar um material de folha em torno do mandril tubular e da bobina interna a fim de prover um corpo tubular formado pelo material de folha; e) enrolar um fie em torne d© corp© tubular de modo a formar uma bobina externa; d) enrolar um «inraente alongado ®m torno da bobina externa, o elemento alongado tendo borda© longitudinais opostas, cada borda longitudinal incluindo umas formação capaz de se interengatar com uma formação gooperante sobre a borda longitudinal oposta, em que o elemento alongado é enrolado em um sentido helicoidal em torno da bobina externa de tal modo que as bordas longitudinais opostas do elemento alongado fiquem em uma disposição adjacente ou sobreposta, e trazendo as formações sobre as bordas adjacentes ou sobrepostas para engate entre si; e) prender as extremidades da mangueira produzida na etapa (d) ; í?) removei- a mangueira do mandril-