Medição e Fit-Upde tubosPorque pequenos Hi-Lo’s são importantes
1.0 Porque tubos não são perfeitamente  redondos  Uma suposição comum feita por                No processo UOE os tubos sã...
1 . 2 Tu b o s s e m c o s t u r a             de produção; as extremidades destes                 processos de inspeção d...
Nota: A DNV (2000) especifica uma                                                                                          ...
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Figura 6. Exemplo da tela de seleções / opções do software Pipe Fit™  O procedimento descrito acima pode            difere...
5.0 Simulação  4.3 - Com os tubos já alinhados para                                                 soldagem, isso represe...
A OMS possui expertise em fornecer soluções inovadoras para o                                              processo de con...
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Paper sobre medição e fit-up de tubos

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Paper sobre medição e fit-up de tubos

  1. 1. Medição e Fit-Upde tubosPorque pequenos Hi-Lo’s são importantes
  2. 2. 1.0 Porque tubos não são perfeitamente redondos Uma suposição comum feita por No processo UOE os tubos são ótima exatidão na espessura de parede, aqueles que nunca mediram as conformados em prensas “U” e “O” a devido à conformação de chapas, este dimensões de um tubo é de que tubos partir de chapas de aço. Em seguida, tipo de duto não é aceito para s ã o re d o n d o s e p o s s u e m u m a são soldados automaticamente, interna enrolamentos em carretéis devido aos espessura de parede constante. Em e externamente por arco submerso. efeitos de plasticidade na solda, os teoria, para se acoplar dois tubos tudo Após esta etapa são expandidos a frio quais ocorrem durante o processo, e que seria necessário era localizar tubos (fase “E”) e submetidos ao teste consequentemente aumentam a oriundos de uma mesma especificação hidrostático, a ensaios não destrutivos, possibilidade de falha do tubo. A visão e uni-los via solda. e a verificações dimensionais e de macro do processo de fabricação está laboratório. Apesar de possuírem uma representada na figura abaixo. Infelizmente, a realidade é bem diferente. A maioria dos acoplamentos de tubos ocasiona algum problema de fit-up (união). Os únicos casos em que os tubos estão próximos de serem perfeitamente redondos é quando estes são usinados interna e externamente, e este processo é caro e dispendioso demais para ser utilizado comumente. A forma e as dimensões de um tubo são amplamente dependentes do seu método de fabricação e para cada método haverá variações típicas para tal processo. Variações de formato adicionais ocorrerão dependendo do tamanho do tubo e do equipamento específico utilizado para a fabricação do mesmo. Estão listados abaixo os processos de fabricação mais comumente utilizados para tubos rígidos: 1 . 1 - Tu b o s c o m c o s t u r a , realizados através do processo UOE (“U”, “O” and Expand). Figura 1. Esquemático de processo de conformação UOE (Kyriakides, 2007).Porque pequenos Hi-Lo’s são importantes, por Felipe Oliveira. 1
  3. 3. 1 . 2 Tu b o s s e m c o s t u r a de produção; as extremidades destes processos de inspeção da própria (Seamless), por extrusão: tubos usualmente são mais fora de fábrica. Geralmente possuem Neste processo, os tubos são gerados circunferência que seu meio devido à assinaturas características de cada fase a partir de barras de aço laminadas. Em proximidade e pressão exercida pelo do processo de fabricação, deixando o uma primeira etapa, a barra é aquecida, mandril contra a extremidade. A figura tubo levemente oval ou poligonal. É posicionada e pressionada contra um abaixo representa uma das variações normal apresentarem um “pico” em seu mandril para abrir a cavidade interna do deste processo. diâmetro interno próximo à região da tubo. Com o diâmetro interno gerado, o solda longitudinal. tubo é então expandido radialmente, e 1.3 Vantagens e desvantagens Por Extrusão (Sem costura): Uma depois laminado, pretendendo-se com Ambos os processos apresentam isto melhorar a tolerância dimensional vantagens e desvantagens. Listaremos característica comum neste processo é a geração de tubos com tolerâncias da parede e diminuir a ovalização as principais abaixo: dimensionais maiores para o diâmetro imposta ao longo do processo. Existem UOE: Como são desenvolvidos a partir externo e para a espessura de parede. diversas formas de realizar este de uma mesma chapa de aço, tende a E s t a s v a r i a ç õ e s t o r n a m H i - L o ’s processo. Estas variam de acordo com apresentar variações menores de rigorosos serem difíceis de serem os diâmetros externos e as espessuras espessura de parede, porém possuem alcançados, motivo pelo qual, em desejadas pelo cliente, e os resultados maior chance de apresentar falhas em aplicações críticas, usualmente se opte e formas finais podem variar sua solda longitudinal, falhas essas pelo modelo UOE. drasticamente entre fabricantes e ciclos geralmente detectadas durante os Figura 2. Fabricação de tubos através do processo de extrusão por mandril, ou laminaçãoPorque pequenos Hi-Lo’s são importantes, por Felipe Oliveira. 2
  4. 4. Nota: A DNV (2000) especifica uma 3.0 Serviços Para evitar qualquer concentração de tolerância para a espessura de estresse excessivo, os SCR’s possuem ±12.5%. No entanto, as empresas critérios de soldagem e requerimentos fabricantes oferecem tolerâncias que variam na faixa de -8% a +18%. Para o processo de de Hi-Lo muito mais rigorosos que dutos rígidos, visando garantir a e produtos enrolamento em carretéis de embarcações offshore este é o integridade do duto (o Hi-Lo padrão utilizado na indústria para SCR’s é de OMS único processo aceito. 0.7mm). Enfim, o projeto de uma tubulação demanda inúmeras horas de Porém, como os métodos de medição 3.1. Pipe Checker e Pipe Fit™ engenharia, e a escolha do tipo de tubo de Hi-Lo em si já possuem a sua faixa a ser utilizado e seu processo de de erro, e esse Hi-Lo é necessário para O Pipe Checker™ da OMS utiliza lasers fabricação dependem de inúmeros garantir a integridade estrutural do duto, para medir dimensões internas e fatores, tais como seleção de material, normalmente se utilizam espessuras de externas. O dispositivo é inserido na projeto estrutural e de escoamento, parede maiores que o necessário no extremidade do tubo para que o braço forma de estocamento do tubo e projeto; assim, mesmo contando com com lasers acoplados na sua transporte até o local de instalação, as ferramentas de medição manuais, extremidade possa rodear o tubo enrolamento (para casos de instalações garante-se que a solda e o registrando medidas precisas para off-shore), métodos de lançamento do desalinhamento estarão dentro do construir um mapa das reais formas duto etc. aceitável; internas e externas do tubo. Estes lasers realizam no total cerca de 2000 A consequência desta escolha de 2.0 Porque projeto é que, aumentando a espessura da parede, aumenta-se também o peso medições, e de modo rápido e compreensivo fornecem informações básicas como diâmetros interno e pequenos Hi- total do conjunto SCR. Embora tal fato não representasse problema até alguns externo máximo, mínimo e médio, compondo uma imagem detalhada do anos atrás, uma vez que as Lo’s são profundidades não eram tão grandes, hoje com o advento do pré-sal, a formato do tubo. A informação colhida pela ferramenta é então enviada para necessários um computador utilizando tecnologia pressão externa causada pela Bluetooth™, que arquiva todos os pronfudidade e o peso do conjunto são pontos do círculo e demostra estes desafios a serem superados. Os pequenos Hi-Lo’s são necessários pontos em uma linha, como se a especialmente durante a construção de Hi-Lo’s pequenos ajudam a atingir a circunferência dos tubos tivesse sido linhas flexíveis com SCR’s (Steel integridade estrutural necessária em um aplanada. A visão típica da informação Catenary Risers). Tais dutos têm como processo extremamente crítico, e a pode ser vista na figura 5, onde os função básica ser um prolongamento gama de serviços OMS ajuda o cliente diâmetros interno (linha amarela) e que conecta a parte rígida da tubulação a a l c a n ç a r, e r e g i s t r a r s u a s externo (linha azul) são demonstrados. a uma unidade flutuante de produção. especificações de projeto, sem o perigo Dutos com tubulação SCR estão, do erro de ferramentas manuais; tais devido à natureza de sua utilização, ferramentas possibilitam ao engenheiro suscetíveis a cargas de fatiga em de dutos especificar espessuras de excesso, particularmente na zona de parede menores, e por conseguinte toque com o leito marinho, devido a facilitando diversas outras partes do movimentos da plataforma, correntes projeto e minimizando quaisquer marítimas e VIV (Vibrações Induzidas contratempos gerados pelo peso por Vórtex). excessivo.Porque pequenos Hi-Lo’s são importantes, por Felipe Oliveira. 3
  5. 5. Figura 4. Pipe Checker™ sendo utilizado em campo Figura 5. Exemplo de informação de diâmetro interno e externo visualizadas no Pipe Fit™, colhidas com o Pipe Checker™ De posse destas informações, devido à possível ter como alvo o caminho mesmo se o fit-up entre dois tubos acurácia do método de medição, é oposto, agrupando tubos que possuem diferentes será de fato possível, possível verificar se os tubos supridos mais chance de apresentar problemas mantendo o Hi-Lo especificado em atendem às especificações requeridas; durante o fit-up em localidades menos projeto), informando qual a melhor estas fornecem um conhecimento críticas e/ou de mais fácil acesso rotação em que se encontra este fit-up. detalhado das dificuldades que serão logístico. Uma imagem que fornece uma visão encontradas durante o processo de geral das funcionalidades do software é As informações então são enviadas para soldagem do duto. encontrada na próxima figura. o software Pipe Fit™, desenvolvido pela Nota: Um segundo benefício deste OMS. Este software é capaz de realizar processo é de que se tendo estes d i v e r s a s t a re f a s p a r a s o l u c i o n a r dados, é possível selecionar os melhores problemas gerados por tubos “fora de tubos de um lote de fabricação para as forma”. áreas mais críticas do projeto (e.g. As tarefas realizadas por este software travessias de rios, leitos onde a corrente vão muito além de fornecer as medidas marinha é mais revolta, etc.), básicas dos tubos fornecidos. Com ele é aumentando a segurança operacional e possível selecionar quais tubos de um garantindo que as especificações de mesmo lote terão o melhor fit-up (e projeto sejam alcançadas; também éPorque pequenos Hi-Lo’s são importantes por, Felipe Oliveira. 4
  6. 6. Figura 6. Exemplo da tela de seleções / opções do software Pipe Fit™ O procedimento descrito acima pode diferentes fases de um mesmo projeto, para o desfile, evitando perdas ser realizado com grupos específicos com objetivos e resultados diferentes. consideráveis de tempo de de tubos, com todos os tubos de um remanejamento de tubos no processo lote, apenas os tubos que estão em um de pré-soldagem. determinado local, etc.; enfim, a 4.1 - Na própria fábrica, antes do 4.2 - No pipe yard / oficina de definição de onde e em que etapa do transporte para o pipe yard. Desta revestimento. É possível realizar projeto realizar as medições será forma, antes de ser transportado ao diversos modelos de trabalho nesta determinada pela necessidade do local de estocagem, funciona como um fase, que variam de medição de tubos cliente, com o objetivo de sempre controle de qualidade. Além de se por stacks, de números pré-definidos, ajudar este a alcançar seus recusar diretamente ao fabricante os intercambiando os melhores tubos requerimentos de projeto e aumentar tubos fora de especificação detalhada dentre cada grupo para minimizar a sua produtividade na construção do pelo cliente, gerando economias necessidade de reordenação, ou duto, gerando o menor impacto monetárias e de tempo, é possível mesmo o remanejamento total dos possível em sua logística. selecionar, por exemplo, dentro de um tubos buscando a máxima eficiência no mesmo lote que será transportado, qual fit-up, no caso de aplicações 4.0 Processos a melhor ordem de tubos para serem soldados. Os tubos já sairiam marcados extremamente críticas, por exemplo. de Medição da fábrica para o canteiro de tubos, e podem/devem ainda ser carregados no transporte na melhor ordem para o descarregamento no local de O processo de medição da OMS é estocagem e/ou disposição imediata rápido e eficaz, e pode ser realizado emPorque pequenos Hi-Lo’s são importantes por, Felipe Oliveira. 5
  7. 7. 5.0 Simulação 4.3 - Com os tubos já alinhados para soldagem, isso representaria de 51 a 68 desfile. Neste caso, visando evitar um horas com 80 a 90% da equipe parada, remanejamento de tubos já alocados esperando o remanejamento para em seu local, o processo buscaria seguir com a montagem. Os serviços Para limites de Hi-Lo em linhas de apenas encontrar o melhor Hi-Lo da OMS visam ajudar o cliente também produção típicas, utilizando tubos sem apenas rotacionando os tubos já em a evitar a perda dessa quantidade de costura que não foram chanfrados, sequencia, realizando somente horas/equipe, o que gera uma problemas de fit-up podem ocorrer intercâmbio nos casos onde o Hi-Lo e o economia significativa, cujos regularmente, dependendo do rigor fit-up requeridos sejam impossíveis de percentuais variam de acordo com a requerido. Para um Hi-Lo de 1.0 a se alcançar com os tubos em questão; logística de cada cliente / empreitada. 1.2mm, estatisticamente os problemas Isto sem contar os benefícios gerados 4.4 - Em barcas de transporte de tubos ocorrem a cada 10 -20 tubos, podendo pela aceleração do processo de para lançamentos offshore. Neste caso, este número variar de acordo com o soldagem geral, uma vez que, utilizando o processo e opções seriam similares projeto específico e com o tipo de tubo a tecnologia de fit-up da OMS, quando aos definidos no item 4.2.; utilizado. Para um Hi-Lo de 0.8 a a equipe de soldagem estiver no local, 1.0mm, a estimativa histórica é de que 4.5 - Dentro do navio de lançamentos. todos os tubos já terão sua posição de os problemas ocorrerão e uma faixa de Para evitar qualquer período de soldagem ótima definida, evitando a 20 a 50% dos casos. A utilização do inatividade durante a operação de necessidade de girar os tubos. Além de Pipe Fit™ permite que os Hi-Lo’s lançamento em um navio, cujo custo poupar tempo e recursos evitando requeridos sejam alcançados e como a por hora é extremamente alto, é possíveis erros de fit-up, há uma tecnologia evita que ocorram problemas possível realizar as medições para se diminuição considerável da taxa de já na linha de soldagem, há uma grande encontrar o melhor fit-up e garantir que reparos de solda e também há o ganho economia de recursos e de tempo, em os tubos que estarão em uma ordem x de tempo durante os processos de especial em casos de lançamentos de de uma linha de soldagem alcançarão soldagem e inspeção de soldas, dutos off-shore, onde o aluguel de as especificações. Em um ambiente diminuindo a duração da obra. navios próprios para a tarefa são restrito como este (no caso uma extremamente onerosos. operação em um navio de lançamento modelo S-lay), recomenda-se buscar o O Desalinhamento máximo permitido melhor fit-up possível intercambiando para tubos de mesma espessura apenas os tubos que estão a fileira do nominal, segundo padrões brasileiros, é topo de um stack, de modo a minimizar de 20% da espessura nominal, qualquer tipo de movimentação limitando-se a 1.6mm. Utilizando como necessária. Em situações onde tal base este limite, levantamentos tecnologia não é usada, existe a históricos da OMS dizem que, um erro possibilidade de tubos não se ocorre a cada 24 - 32 tubos, de posse mostrarem aptos ao fit-up já na linha de destes dados, é possível realizar uma soldagem, ocasionando uma parada no pequena simulação: processo e gerando a necessidade Em um projeto que utilizaria ~1650 retirar o tubo em questão e trazer um tubos (aproximadamente 20km), este novo tubo, o que é custoso e percentual representaria cerca de 51 a desnecessário. 68 tubos apresentando problemas de fit-up, impossibilitando a soldagem do mesmo e requerendo remanejamento; considerando que se perca em torno de uma hora para remanejar, movimentar um novo tubo, trazer até o local previsto, alinhar novamente e finalizar aPorque pequenos Hi-Lo’s são importantes, por Felipe Oliveira. 6
  8. 8. A OMS possui expertise em fornecer soluções inovadoras para o processo de construção de dutos; tem como meta suprir o cliente com benefícios que aumentam a produtividade, geram economias emConclusão diversos setores / estágios de uma obra, e de fornecer o melhor fit-up possível para as suas condições. Fornece soluções únicas e particulares para melhor se adequar a cada caso, minimizando qualquer impacto na logística do cliente. Utilizar as ferramentas da OMS poupa muito tempo – ser capaz de medir até 200 extremidades de duto/dia com uma única equipe de dois técnicos é, pelo menos, três vezes mais rápido do que qualquer medição utilizando ferramentas de medição convencionais (ferramentas estas que medem apenas alguns pontos específicos de um tubo); Como este processo permite que os gerentes de projeto, engenheiros de dutos e as empresas sejam capazes de manter a rastreabilidades de projetos, que muitas vezes incluem mais de 2000 tubos, a economia de tempo e a possibilidade de rastreamento posterior trazem ganhos inestimáveis. A utilização do Pipe Fit™ também provê aos engenheiros de dutos a segurança de saber que a parte dimensional de seus projetos estará de acordo, já que os tubos ideais estarão sendo utilizados nas aplicações críticas, conforme especificado. A Nortech como representante da OMS no Brasil esta apta a realizar os serviços de medição e fit-up de tubos para construção de dutos onshore e/ou offshore. Consulte-nos para maiores detalhes.6.0Porque pequenos Hi-Lo’s são importantes, por Felipe Oliveira. 7

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