BRPI0921601B1

BRPI0921601B1 - Vedante termoplástico de grande diâmetro

Info

Publication number: BRPI0921601B1
Application number: BRPI0921601-4A
Authority: BR
Inventors: Ceyhan Celik; Karthik Vaideeswaran; Jose R. Sousa; Hamid Reza Ghalambor; Sarah L.Clark; Helina Joshi; Christophe Valdenaire; Gary Charles Hildreth
Original assignee: Saint-Gobain Performance Plastics Corporation
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2019-06-04
Also published as: EP2350222B1; JP2015148339A; US9702462B2; BRPI0921601A8; CN105605221A; ES2791897T3; EP2350222A2; BRPI0921601A2; US20100117310A1; JP2012508299A; WO2010054241A2; WO2010054241A3; DK2350222T3; JP6055851B2; RU2011121241A; EP2350222A4; CN102257088A; RU2492205C2; US20140087115A1

Abstract

vedante termoplástico de grande diâmetro a presente invenção se refere a um anel de vedação incluindo uma soldadura e um material termoplástico. esse material termoplástico tem um alongamento até a ruptura da soldadura de, pelo menos, 3 ~o esse material termoplástico pode ter uma temperatura de transição vítrea de, pelo menos, 100°c. o referido material termoplástico com a soldadura pode ter um alongamento até a ruptura da soldadura de, pelo menos, 3 % esse anel de vedação pode ter uma circunferência de, pelo menos, 0,62 metros. o referido anel de vedação pode ter um coeficiente de atrito não superior a 0,45.

Description

Relatório Descritivo do pedido de patente de Invenção para

VEDANTE TERMOPLÁSTICO DE GRANDE DIÂMETRO

CAMPO DA DESCRIÇÃO

Em termos gerais, essa divulgação diz respeito a vedantes termoplásticos e, de modo particular, a vedantes termoplásticos de grande diâmetro.

ANTECEDENTES

São cada vez em maior número as indústrias que estão optando por equipamento de grandes dimensões para satisfazerem suas necessidades operacionais. À medida que a indústria vai desenvolvendo equipamento de grandes dimensões, procura componentes com dimensões igualmente grandes, como sejam, por exemplo, vedantes e o-rings. Frequentemente, esse equipamento de grandes dimensões está colocado em ambientes remotos, muito exigentes, aumentado, por isso, a procura de vedantes duráveis e resistentes. Assim, por exemplo, à medida que a indústria de exploração de petróleo e de gás procura fazer suas perfurações em águas cada vez mais profundas, a dimensão do equipamento utilizado está aumentado e, em consequência disso, a procura de produtos de maiores dimensões e mais duráveis, aptos a sobreviverem em ambientes difíceis, está registrando um aumento. No entanto, os métodos convencionais utilizados para a formação de vedantes termoplásticos não produzem vedantes de diâmetros grandes com as propriedades mecânicas desejadas.

Um de esses métodos convencionais inclui a formação por compressão. Contudo, os vedantes formados por compressão convencionais se caracterizam por propriedades mecânicas insuficientes, e, de modo particular, por um alongamento até a ruptura da soldadura reduzido. Em resultado disso, os vedantes formados por meio de essas técnicas convencionais de formação por compressão têm tendência para se caracterizar por uma durabilidade reduzida e por um mau desempenho.

Outras técnicas convencionais limitam o tamanho dos vedantes que podem ser produzidos, tendo, além disso, tendência para produzir uma quantidade significativa de resíduos. Assim, por exemplo, podem ser cortados vedantes circulares de uma folha extrudada de um material termoplástico, do que resulta uma quantidade considerável de resíduos. Por outro lado, a dimensão de esses vedantes está limitada pela largura da folha de material termoplástico.

Assim	, seria desejável	criar um	novo método de
formação de um vedante.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Essa	descrição será mais	facilmente	entendida, e suas
inúmeras	características e	vantagens	se tornarão mais
evidentes	para os peritos	em essa	matéria, fazendo
referência	aos desenhos que a	acompanham.

As FIG. 1 e FIG. 2 incluem ilustrações de vedantes.

3/62

As FIG. 3 e FIG. 4 incluem diagramas em bloco de métodos exemplificativos de formação de vedantes.

A FIG. 5 inclui uma ilustração de um dispositivo de formação.

Ά FIG. 6 inclui uma ilustração de um dispositivo de aquecimento exemplificativo.

A FIG. 7 inclui uma ilustração de um estêncil de corte exemplificativo.

A FIG. 8 inclui uma ilustração de uma barra 10 termoplástica exemplificativa.

A FIG. 9 inclui uma ilustração de um material extrudado exemplificativo.

A FIG. 10 inclui uma ilustração de um dispositivo de soldadura exemplificativo.

A utilização de símbolos de referenciação iguais em desenhos diferentes indica que se trata de elementos iguais ou semelhantes.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Em uma forma de realização particular, um método de formação de um anel de vedação inclui o aquecimento de uma barra extrudada, a dobragem de essa barra extrudada, a união das extremidades de essa barra extrudada de modo a dar origem a um anel semi-acabado e o recozimento de esse anel semi-acabado. Esse anel semi-acabado pode ser usinado ou submetido a outro processo para se obter um anel de vedação, um anel de segurança, ou outro dispositivo de β

4/62 vedação, que, em seu conjunto, serão chamados de anéis de vedação na presente descrição. Em um exemplo, a união das extremidades da barra extrudada inclui a soldadura de essas extremidades de essa barra soldada por meio da fusão de essas extremidades e de seu pressionamento uma contra a outra, de modo a que fiquem unidas. De modo particular, o aquecimento de essas barras extrudadas inclui o aquecimento de essas barras até uma temperatura superior a sua temperatura de transição vítrea. Assim, por exemplo, essas barras extrudadas podem ser aquecidas até um índice de aquecimento compreendido no intervalo de 0,65 a 0,999. Em outro exemplo, o anel semi-acabado é recozido a uma temperatura superior a sua temperatura de transição vítrea durante um período de, pelo menos, duas horas.

Em outra forma de realização exemplificativa, um anel de vedação inclui um material termoplástico extrudado, caracterizado pelo fato de ter um alongamento até a ruptura da soldadura de,' pelo menos, 5%, conforme está estipulado nas normas de teste ASTM D638. Esse anel de vedação tem uma circunf erência de, pelo menos, 1,5 metros. De modo particular, esse anel de vedação poderá ter um diâmetro de, pelo menos, 1,3 metros. Em um exemplo, esse anel de vedação inclui, pelo menos, uma soldadura. Em um exemplo particular, o material termoplástico extrudado inclui um material termoplástico caracterizado por uma temperatura de transição vítrea superior a 100°C. Em outro exemplo, esse

5/62 material termoplástico extrudado tem um coeficiente de atrito não superior a 0,45. Além disso, esse material termoplástico poderá se caracterizar por uma resistência à tensão em limite de, pelo menos, 21,4 Mpa (3100 psi).

Conforme está ilustrado na FIG. 1, um anel de vedação

100 pode incluir uma barra termoplástica 102. Em um exemplo, essa barra termoplástica é uma barra de material termoplástico extrudado, podendo ser, por exemplo, uma barra extrudada por fusão. De modo particular, essa barra de material termoplástico extrudada não é extrudada em pasta. Em alternativa, essa barra 102 pode ser uma barra formada por compressão. As extremidades de essa barra termoplástica 102 podem ser unidas em uma soldadura 104. Em outra forma de realização que está ilustrada na FIG. 2, um anel de vedação 200 pode incluir as barras termoplásticas 202 e 204. Essas barras termoplásticas 202 e 204 podem ser unidas por suas extremidades em soldaduras 206 e 208. Apesar de, regra geral, os métodos descritos na presente serem descritos em relação a anéis de vedação formados a

20 partir de	uma	única	barra	dobrada, esses	métodos	podem ser
alargados	de	modo .	a abrangerem anéis de	vedação	formados
por mais	de	uma	barra	termoplástica,	e, por	exemplo,

formados por 2

3, 4 ou mais barras extrudadas.

A FIG.

inclui uma ilustração de um método 300 exemplificativo para formação de um anel de vedação. Esse método inclui o aquecimento de uma barra termoplástica

6/62 extrudada, tal como está ilustrado em 302. Em alternativa, essa barra pode ser uma barra formada por compressão. Essa barra termoplástica pode ser formada a partir de um material termoplástico e, de modo particular, de um 5 polímero termoplástico de alto desempenho ou de engenharia.

Assim, por exemplo, esse material termoplástico pode incluir um polímero, e, de modo particular, uma policetona, uma poliaramida, uma poliimida termoplástica, uma polieterimida, um sulfureto de polifenileno, uma 10 polietersulfona, uma polisulfona, uma polifenileno sulfona, uma poliamidaimida, um polietileno de ultra-alto peso molecular, um fluoropolímero termoplástico, uma poliamida, um polibenzimidazol, um polímero de cristal líquido ou qualquer combinação dos mesmos. Em um exemplo, o material 15 termoplástico inclui uma policetona, uma poliaramida, uma poliimida, uma polieterimida, uma poliamidaimida, um sulfureto de polifenileno, uma polifenileno sulfona, um fluoropolímero, um polibenzimidazol, um derivado dos mesmos ou uma combinação dos mesmos. Em um exemplo particular, 20 esse material termoplástico inclui um polímero, e, de modo particular, uma policetona, uma poliimida termoplástica, uma polieterimida, um sulfureto de polifenileno, uma poliéter sulfona, uma polisulfona, uma poliamidaimida, um derivado dos mesmos ou uma combinação dos mesmos. Em outro 25 exemplo, esse material termoplástico inclui uma policetona, e, de modo particular, uma poli éter éter cetona (PEEK),

7/62 uma poli éter cetona, uma poli éter cetona cetona, uma poli éter cetona éter cetona cetona, um derivado das mesmas ou uma combinação das mesmas. Um exemplo termoplástico inclui etileno propileno de fluoropolimero fluorado (FEP), de polivinilideno (PVDF), perfluoroalcóxi (P FA) , um terpolímero de tetrafluoroetileno, hexafluoropropileno e fluoreto de vinilideno copolímero copolímero qualquer

> (THV), poli	cloro
> de etileno	e
> de etileno e	cloro
combinação de	esses

triflúor produtos. Um polímero de inclui polímeros aromáticos de poliéster, e, de modo particular, aqueles disponibilizados sob as marcas comerciais XYDAR® (Amoco), VECTRA® (Hoechst Celanese), SUMIKOSUPER™ ou EKONOL™ (Sumitomo Chemical), DuPont HX™ ou DuPont ZENITE™ (E.I. DuPont de Nemours), RODRUN™ (Unitika), GRANLAR™ (Grandmont), ou qualquer combinação de esses produtos. Em um exemplo adicional, o polímero termoplástico pode ser um polietileno de ultra-alto peso molecular. Esse polietileno de ultra-alto peso molecular pode ser utilizado em esse processo, apesar de sua temperatura de transição vítrea se situar, aproximadamente, nos -160 C.

Por outro lado, esse material termoplástico pode ainda incluir um material de enchimento, e, de modo particular, um lubrificante sólido, um material de enchimento mineral

8/62 ou cerâmico, um material de enchimento à base de polímero, um material de enchimento à base de fibras, um material de enchimento à base de partículas de metal ou sais, ou qualquer combinação de esses produtos. Um lubrificante sólido exemplificativo inclui politetrafluoretileno, dissulfureto de molibdênio, dissulfureto de tungstênio, grafite, grafeno, talco, fluoreto de combinação de esses grafite expandida, nitreto de boro, cálcio, fluoreto de cério, ou qualquer produtos. Uma cerâmica exemplificativa ou um mineral exemplificativo inclui alumina, sílica, dióxido de titânio, fluoreto de cálcio, nitreto de boro, mica, Wollastonita, carboneto de silicone, nitreto de silicone, zircônia, negro de carbono, pigmentos, ou qualquer combinação de esses produtos. Um material de enchimento à base de polímeros exemplificativo inclui uma poliimida, polímeros de cristal líquidos e, de modo particular, o poliéster

Ekonol®, um polibenzimidazol, um politetrafluoretileno, qualquer um dos polímeros termoplásticos referidos acima, ou qualquer combinação de esses produtos.

Uma fibra exemplificativa inclui fibras de nylon, fibras fibras de poliacrilonitrilo, fibras de fibras de politetrafluoretileno, fibras de basalto, fibras de grafite, fibras de cerâmica, ou qualquer combinação de esses produtos.

Os metais exemplificativos incluem bronze, o cobre, o aço inoxidável, ou qualquer combinação

9/62 de esses produtos. Um exemplo de um sal inclui um sulfato, um sulfureto, um fosfato, ou qualquer combinação de esses produtos.

Em uma forma de realização exemplificativa, essa barra pode ser formada a partir de um material composto extrudado. Assim, por exemplo, esse material composto pode ser constituído por uma matriz de um material termoplástico e por um material de enchimento. Em um exemplo particular, esse material de enchimento é constituído por um lubrificante sólido. Em outro exemplo, o referido material de enchimento inclui um fluoropolímero. Em outro exemplo ainda, esse material de enchimento inclui uma combinação de um lubrificante sólido com um fluoropolímero. Em uma forma de realização, esse material composto inclui uma matriz de policetona, e, de modo particular, de PEEK, incluindo ainda um material de enchimento constituído por um lubrificante sólido. Em outra forma de realização exemplificativa, esse material composto inclui uma matriz de policetona, e, de modo particular, de PEEK, incluindo igualmente um material de enchimento constituído por um carbono, material esse que pode ser selecionado entre grafite, negro de carbono, fibras de carbono ou qualquer combinação de esses produtos.

Em outra forma de realização ainda, a referida barra pode ser parcialmente formada a partir de um material composto e ser parcialmente formada a partir de um material sem enchimento. Como se pode ver ilustrado na FIG. 8, uma

10/62 barra

900 pode incluir uma parte central 902 formada a partir de um material composto, podendo ainda incluir partes terminais 904 e

906 formadas de um polímero sem enchimento. Assim, por exemplo, a parte central 902 pode ser constituída por um polímero com enchimento, e, de modo particular, por um material de

PEEK cheio com PTFE, e as partes terminais 904 e

906 podem ser formadas de um polímero sem enchimento, e, de modo particular, de PEEK simples. Em uma forma de realização particular, uma barra, e, de modo particular, a barra 900 da FIG. 8, pode ser formada a partir de um material extrudado caracterizado por uma composição que se altera ao longo de um eixo longitudinal. Assim, por exemplo, a FIG. 9 inclui uma ilustração de um material extrudado 1000 que inclui partes compostas 1002 e partes sem enchimento 1004. Em um exemplo, o material extrudado 1000 pode ser cortado na zona das partes sem enchimento 1004 de modo a formar uma barra, e, de modo particular, de modo a formar a barra 900 da FIG. 8. Em um exemplo particular, o material extrudado 1000 pode ser formado por meio da extrusão de dois materiais através de uma única matriz, e da variação da taxa de extrusão de esses dois materiais de forma oposta.

Em um exemplo, o aquecimento da barra extrudada inclui o aquecimento de essa barra extrudada até uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea do material termoplástico da barra. De modo particular, essa barra

11/62 termoplástica pode ser aquecida até uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea, mas inferior ao ponto de fusão de esse material termoplástico. Assim, por exemplo, essa barra termoplástica extrudada pode ser aquecida até um índice de aquecimento compreendido no intervalo de 0,60 a 0,999. Por índice de aquecimento se entende uma proporção da temperatura até a qual um material é aquecido dividida por seu ponto de fusão. Em ainda outro exemplo, esse índice de aquecimento pode estar compreendido em um intervalo que se estende de 0,70 a 0,999, e, de modo particular, em um intervalo que se estende de 0,8 a 0,999, ou mesmo em um intervalo que se estende de 0,9 a 0,99.

Em um exemplo, esse material termoplástico se caracteriza por um ponto de fusão de, pelo menos, 250°C. Assim, por exemplo, esse material termoplástico pode se caracterizar por um ponto de fusão de, pelo menos, 300°C, e, de modo particular de, pelo menos, 320°C. Por outro lado, esse material termoplástico pode se caracterizar por uma temperatura de transição vítrea de, pelo menos, 100°C, e, de modo particular de, pelo menos, 125°C, ou mesmo de, pelo menos, 145°C. A exceção será o polietileno de ultraalto peso molecular, que se caracteriza por uma temperatura de transição vítrea de -160 C e por um ponto de fusão de 135°C.

Reportando-nos novamente à FIG. 3, depois de aquecida, essa barra termoplástica extrudada é dobrada, como se pode

12/62 ver ilustrado em 304. Assim, por exemplo, enquanto essa barra termoplástica estiver a uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea, essa barra poderá ser dobrada de modo a lhe ser conferida uma forma pretendida. Em um exemplo, essa barra pode ser inserida entre um sistema de três rolos. Em outro exemplo, essa barra pode ser dobrada e introduzida em um molde. Em ainda outro exemplo, essa barra pode ser fixada a um molde circular, sendo dobrada por meio da rotação de esse molde. Na FIG. 5 está ilustrado um exemplo de um mecanismo de dobragem da

barra termoplástica,	cu j a	descrição	em maior	detalhe é
feita mais abaixo.
Em um exemplo	particular, essa	barra é	uma barra
direita. Além disso,	essa	barra pode	se caract	erizar por

uma seção transversal, e, de modo particular, por uma seção transversal circular ou por uma seção transversal poligonal. Em um exemplo, essa seção transversal se caracteriza por uma seção transversal poligonal, e, de modo particular, por um polígono com, pelo menos, quatro lados. De modo particular, esse polígono pode ser um retângulo ou um quadrado. Em alternativa ao aquecimento e à dobragem, uma barra extrudada pode ser extrudada de modo a adquirir o feitio de um arco, sendo as extremidades de esse arco unidas de modo a formarem um dispositivo de vedação. Em outra alternativa, esses arcos podem ser cortados de folhas de material, e, de modo particular, de folhas extrudadas ou

13/62 de folhas formadas por compressão, sendo então as extremidades de esse arcos unidas.

Depois de sua dobragem, as extremidades de essa barra são unidas, como se pode ver ilustrado em 306 da FIG. 3. Assim, por exemplo, a primeira e a segunda extremidades de uma barra podem ser unidas uma à outra. Em outro exemplo, essas extremidades de essa barra podem ser unidas às extremidades respectivas de outra ou de outras barras. Essas extremidades de essa barra podem ser unidas por meio de soldadura a quente por fusão, de formação por injeção, de colagem com adesivo, de soldadura ultra-sônica, ou por meio de qualquer combinação de esses métodos. Em um exemplo particular, as extremidades da barra são unidas por meio de soldadura a quente por fusão. Assim, por exemplo, essa soldadura a quente por fusão pode incluir a aplicação de uma fonte de calor às extremidades de essa barra para, de essa maneira, fundir aquelas partes de essa barra que estão próximas de suas extremidades, as quais, uma vez fundidas, são pressionadas uma contra a outra. Em um exemplo de esse tipo, essas extremidades da barra são fundidas sem que toda essa barra seja fundida.

Uma vez unidas suas extremidades, essa barra extrudada forma um anel semi-acabado. Esse anel semi-acabado pode ser recozido, como se pode ver ilustrado em 308. Em um exemplo, esse anel semi-acabado é recozido a uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea de seu material

14/62 termoplástico. Esse anel semi-acabado pode ser recozido durante um período de, pelo menos, 2 horas. Além disso, esse anel semi-acabado pode ser posteriormente usinado e processado, de modo a formar um anel de vedação.

Em outra forma de realização ainda, FIG. 4 ilustra um exemplo de um método 4 00 que inclui o aquecimento de uma barra extrudada, como se pode ver ilustrado em 402. Assim, por exemplo, essa barra extrudada pode incluir um material termoplástico, e, de modo particular, PEEK. Essa barra pode ser uma barra direita. Em um exemplo, a PEEK pode se caracterizar por um ponto de fusão de, aproximadamente, 343°C. Essa barra extrudada pode ser aquecida até uma temperatura em um intervalo compreendido entre 200 °C e 342°C. Em um exemplo particular, essa barra extrudada é

aquecida	em um	forno de ar quente.
Uma	vez	aquecida, essa barra	extrudada pode	ser
dobrada,	como	se pode ver ilustrado	em 404.	Assim,	por
exemplo,	enquanto essa barra termoplástica	está a	uma

temperatura superior à temperatura de transição vítrea, de preferência com um índice de aquecimento em um intervalo compreendido entre 0,6 e 0,999, essa barra é dobrada. Em um exemplo particular, essa barra pode ser inserida em uma máquina de formação, e, de modo particular, em uma máquina como a que está ilustrada na FIG. 5, onde é dobrada de modo a adquirir a forma pretendida.

15/62

Assim, por exemplo, a FIG. 5 inclui uma ilustração de um exemplo de uma máquina de formação 500. Essa máquina de formação 500 inclui um molde circular 502 que roda em torno de um eixo 503. Esse molde circular 502 tem, a toda a volta de sua circunferência, uma ranhura 504 para encaixe de um artigo 506. De modo particular, esse artigo 506 pode ser preso no interior de essa ranhura por meio de um grampo 508. Por outro lado, essa máquina de formação 500 pode incluir um conjunto de rolos 510, distribuídos em torno da circunferência do dito molde circular 502. Um eixo de um rolo 510 pode estar preso a seja a carrinhos que atravessam trilhos 512, seja a barras de guia. De essa maneira, os rolos 510 podem se prender a esse molde circular 502 ou podem ser liberados, sendo afastados de esse molde circular 502 .

Quando está sendo usado, o grampo 508 prende um artigo 506 a esse molde circular 502. Esse molde circular 502 roda e esse grampo 508 roda em simultâneo com esse molde circular 502, arrastando o artigo 506 em torno da circunferência do molde circular 502 e para o interior da ranhura 504. À medida que o grampo 508 se desloca para além de um rolo 510, esse rolo 510 fica preso ao artigo 506 e a esse molde circular 502, aplicando uma força radial sobre esse artigo 506. De essa forma, esse artigo 506 é formado de modo a ficar com uma estrutura de arco que pode ser usada para formar um anel de vedação. Em outro exemplo,

16/62 esse molde circular 502 pode ser aquecido para aquecer, de modo condutivo, o artigo 506. Em ainda outro exemplo, a dobragem pode ser levada a cabo em um ambiente aquecido, e, de modo particular, em um forno.

Reportando-nos novamente à FIG. 4, se deixa a barra extrudada dobrada arrefecer, como se pode ver ilustrado em 406. Assim, por exemplo, essa barra extrudada dobrada pode ser arrefecida até uma temperatura inferior a sua temperatura de transição vítrea. De modo particular, essa barra extrudada dobrada pode ser deixada arrefecer até uma temperatura próxima da temperatura ambiente. Em um exemplo, essa barra dobrada é arrefecida por meio de convecção forçada. Em seguida, essa barra dobrada pode ser removida do molde.

Em um exemplo, a espessura da seção transversal de essa barra extrudada, que se converte então na espessura radial uma vez dobrada essa barra, pode ser inferior a 1/5 ou a 20% do diâmetro externo de um círculo definido pelo arco formado por essa barra extrudada dobrada. Assim, por exemplo, o diâmetro externo do círculo, incluindo um arco definido por essa barra dobrada, pode corresponder a, pelo menos, 5 vezes a espessura radial da barra, ou ainda a, de modo particular, pelo menos 10 vezes a espessura radial, ou até a, pelo menos,. 20 vezes a espessura radial. Em uma forma de realização particular, essa espessura radial é de,

17/62 pelo menos, 2,54cm (1 polegada), podendo ser, em particular, de pelo menos, 5,08cm (2 polegadas).

A seção transversal de essa barra extrudada pode ter o feitio de um círculo ou de um polígono. De modo particular, esse polígono pode ter, pelo menos, três lados, e, de modo particular, pelo menos, quatro lados. Em um exemplo, esse polígono se caracteriza por uma seção transversal com quatro lados, e, de modo particular, de um retângulo ou de um quadrado. Em um exemplo particular, a área da seção transversal de essa barra é equivalente a, pelo menos, 6,45cm² (1 polegada quadrada), e, de modo particular a, pelo menos, 19,20 cm² (2 polegadas quadradas), ou até a, pelo menos, 19,36cm² (3 polegadas quadradas). Além disso, a área de essa seção transversal não pode ser superior a 322,60cm² (50 poleqadas quadradas).

Ao ser preparada para que suas extremidades sejam unidas, em opção essa barra pode ser seca, como se pode ver ilustrado em 408 . Assim, por exemplo, essa barra pode ser aquecida até uma temperatura superior a 100°C. Em um exemplo particular, essa barra pode ser aquecida até uma temperatura de, pelo menos, cerca de 110 °C, e, de modo particular de, pelo menos, 130°C, ou até de, pelo menos, cerca de 145°C, durante um período de, pelo menos, uma hora, e, de modo particular de, pelo menos, de duas horas, ou até de três horas ou mais. Em alternativa, essa barra pode ser removida do molde enquanto ainda está quente, mas,

18/62 no entanto, quando se caracteriza por uma temperatura inferior a sua temperatura de transição vítrea. Enquanto essa barra está quente, suas extremidades podem ser unidas, e, de modo particular, por meio do processo de soldadura por fusão que se descreve abaixo, e que se destina a manter

essa barra seca sem	necessidade	de qualquer	passo	de
secagem adicional.
Uma vez seca, as	extremidades	de essa barra	extrudada
podem ser unidas, e,	de modo particular, por	meio	de

soldadura por fusão. Em um exemplo as extremidades de essa barra são fundidas como se pode ver ilustrado em 410, sendo seguidamente pressionadas uma contra a outra como se pode ver ilustrado em 412, de modo a formarem um anel semiacabado. Em um exemplo, essas extremidades são fundidas mediante o recurso a uma fonte de calor. Assim, por exemplo, essa fonte de calor pode ser uma fonte de calor de contato, em que ambas as extremidades entram em contato com a fonte de calor, sendo fundidas por condução. Em um exemplo, essa fonte de calor de contato é uma placa aquecida plana. Em outro exemplo, essa fonte de calor pode ser uma fonte de calor em que não há qualquer contato, podendo ser, de modo particular, uma fonte de calor radiante ou uma fonte de calor de convecção. Em alternativa, essas extremidades podem ser unidas mediante o recurso a técnicas como, por exemplo, técnicas de radiofrequência, incluindo técnicas de microondas, técnicas

19/62 indutivas, técnicas laser, ou qualquer combinação de essas técnicas .

As FIG. 10 e FIG. 6 incluem ilustrações de um exemplo de um aparelho de soldadura a quente. Assim, por exemplo, e tal como se pode ver ilustrado na FIG. 10, esse aparelho de soldadura a quente 600 pode incluir um par de dispositivos

602 e 604 para fixação de extremidades respetivas 606 e

608 de uma barra termoplástica dobrada.

Esses dispositivos

602 e 604 podem ser conduzidos por um caminho ao longo dos trilhos 610

612, de modo a fazer com que essas extremidades

606 e 608 se desloquem uma na da outra. Os dispositivos 602 e 604 podem ser forçados a se deslocar ao longo de trilhos 610 e

612 por meio de mecanismos de acionamento

614 e 616. Em um exemplo, esses mecanismos de acionamento

614 e 616 podem ser servo motores com células de carga para às extremidades

606 e 608. Em alternativa, esses mecanismos de acionamento

614 e 616 podem incluir dispositivos de deslocação hidráulicos, eletromecânicos, indutivos, pneumáticos, ou outro tipo de dispositivos de forçamento de uma deslocação.

Por outro lado, o aparelho de soldadura 600 pode incluir um braço

622 que se prolonga até um diâmetro externo do anel, em um ponto 620. Esse braço 622 pode exterior do anel, por exemplo, de modo a assumir uma forma circular, em vez de assumir uma forma ovular ou oval. Assim, por exemplo, esse braço 622

20/62 pode aplicar uma força radial a esse anel, e, de modo particular, uma força dirigida para um centro radial de esse anel. Em alternativa, mais de um braço podem ser usados para restringir o diâmetro do anel, de modo a que esse diâmetro assuma a forma pretendida, e, de modo particular, de modo a se obter um anel circular, um anel ovular ou um anel oval.

Esse aparelho de soldadura a quente 600 pode ainda incluir um aquecedor 618. Quando está sendo usado, esse aquecedor 618 pode ser deslocado para o caminho descrito pela extremidades 606 e 608. No caso de um aquecedor de contato, essas extremidades 606 e 608 podem ser forçadas a entrar em contato com qualquer um dos lados do aquecedor 618, para assim se fundirem as extremidades 606 e 608. Em outro exemplo, esse aquecedor 618 pode ser um aquecedor em que não haja qualquer contato. Um exemplo de aquecedor em que não há contato está ilustrado na FIG. 6. Assim, por exemplo, esse aquecedor em que não há contato 7 00 pode incluir uma fonte de calor 702, e, de modo particular, uma fonte de calor radiante ou uma fonte de calor de convecção. Em uma forma de realização, essa fonte de calor 702 está separada das extremidades 606 e 608 por meio de uma placa 708. Essas extremidades são posicionadas de modo a ficarem próximas da placa 708 e a serem aquecidas de modo a formarem uma área fundida com uma zona plana de interface entre as partes fundidas e não fundidas das extremidades

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606 e 608. Em um exemplo, essa placa 708 não inclui qualquer abertura ou cavidade. Na forma de realização que está sendo ilustrada aqui, o aquecedor em que não há contato 700 pode, opcionalmente, incluir uma cavidade ou abertura 704. Em alternativa, esse aquecedor 700 pode incluir um lábio 706 em torno de toda a cavidade ou abertura 704. De um lado oposto do aquecedor 700 pode existir uma cavidade ou abertura similar à cavidade ou abertura 704. Em alternativa, podem ser usadas mais de uma fonte de calor com uma cavidade ou abertura para fundir as extremidades 606 e 608.

Quando está sendo usada, as extremidades 606 e 608 podem ser colocadas nas proximidades da placa 7 08 ou, em alternativa, e caso elas existam, podem ser inseridas em uma cavidade ou abertura 704 de esse aquecedor 700. Essas extremidades 606 e 608 não entram em contato com a fonte de calor 702. Assim, por exemplo, essas extremidades 606 e 608 podem ser colocadas em uma posição distando menos de 5 mm da fonte de calor 702, e, de modo particular, a uma distância não superior a 2 mm, ou até não superior a 1 mm da fonte de calor 702. Uma vez fundidas, essas extremidades 606 e 608 são retiradas da cavidade ou da abertura 704, se ela existir. O aquecedor 618 é removido do caminho descrito pelas barras 606 e 608, e essas barras 606 e 608 são pressionadas uma contra a outra pelos dispositivos 602 e 604, cuja ação é forçada pelos mecanismos de acionamento

22/62

614 e 616. Podem	ser usados	braços	para restringir	o
diâmetro externo	do anel durante	esse processo	de
soldadura.
Reportando-nos	novamente à	FIG. 4,	as extremidades	da

barra extrudada podem ser pressionadas uma contra a outra a uma pressão de, pelo menos, 0,34 MPa (50 psi) . Assim, por exemplo, essa pressão pode ser de, pelo menos, 0,52 MPa (75 psi) e, de modo particular de, pelo menos, 0,69 MPa (100 psi). Em uma forma de realização particular, o uso seja de uma fonte de calor em que não há qualquer contato, seja de pressão desejáveis resulta em uma soldadura essencialmente isenta de vácuos (vazios), caracterizada por uma resistência e por uma durabilidade desejáveis. Assim, por exemplo, as extremidades podem ser pressionadas uma contra a outra com força suficiente para extrudar uma parte do material de entre as extremidades da barra. Em um exemplo, uma parte suficiente de ambas as extremidades de essa barra é fundida e as extremidades da barra são pressionadas uma contra a outra com força suficiente para extrudar uma quantidade de material equivalente a, pelo menos, 0,32cm (1/8) da barra por cada 6,45cm² (1 polegada quadrada) de seção transversal de essa barra. Assim, por exemplo, essas extremidades podem ser pressionadas uma contra a outra para extrudar, pelo menos, 0,64cm (M) da barra por cada 1 polegada quadrada de seção transversal da barra, e, de modo particular, pelo menos, 1,27 cm (1/2) da barra por cada

23/62

6,45cm² (1 polegada quadrada) de seção transversal da barra.

A manutenção de uma pressão mais elevada na fusão do que no ambiente envolvente durante a soldadura pode reduzir os espaços vácuos (vazios). Outros métodos de manutenção de uma pressão mais elevada incluem a redução da pressão circundante mediante a soldadura em um ambiente de vácuo ou a restrição da capacidade do material fundido se extrudar de entre as extremidades fundidas, à medida que vão sendo pressionadas uma contra a outra. De modo particular, esses métodos asseguram uma soldadura isenta de vácuos (vazios),

definida	como	uma	soldadura isenta	de vácuos (vazios)
caracterizados	por	uma	dimensão mais	comprida superior a
0,4 mm.
Uma	vez	soldado,	o anel semi-acabado pode ser
recozido,	como	se	pode	ver ilustrado	em 414. Assim, por
exemplo,	esse	anel	semi	-acabado pode	ser recozido a uma

temperatura superior à temperatura de transição vitrea de seu material termoplástico extrudado durante um período de, pelo menos, duas horas, e, de modo particular de, pelo menos, quatro horas, ou até de, pelo menos, seis horas. Em um exemplo particular, esse anel semi-acabado pode ser seco, por exemplo, a uma temperatura superior a 100°C, e, de modo particular, uma temperatura superior a 120°C, durante um período de, pelo menos, uma hora, e, de modo particular, durante um período de, pelo menos, duas horas.

24/62

Essa temperatura pode ser aumentada até a temperatura de recozimento em uma taxa compreendida em um intervalo entre 5°C por hora e 15°C por hora, e, de modo particular, entre 8°C por hora a 12°C por hora. De modo particular, essa temperatura de recozimento pode ser equivalente a, pelo menos, 1,2 vezes a temperatura de transição vítrea, e, de modo particular a, pelo menos, 1,5 vezes, ou até a, pelo menos, 1,7 vezes a temperatura de transição vítrea, conquanto o ponto de fusão não seja ultrapassado. Uma vez alcançada à temperatura de recozimento, essa temperatura pode ser mantida durante um período de, pelo menos, duas horas, e, de modo particular de, pelo menos, de quatro horas, ou de, pelo menos, seis horas, ou até de oito horas ou mais. Em seguida o anel pode ser então arrefecido a uma controlada, e, de modo particular, a uma taxa em um intervalo compreendido entre 5 C por hora e 15 C por hora, e, de modo particular, em um intervalo compreendido entre 8°C e por hora e 12°C por hora, até uma temperatura inferior à temperatura de transição vítrea. Esse anel semiacabado pode então ser deixado arrefecer até a temperatura ambiente. Em um exemplo, esse anel é deixado no forno enquanto o forno está desligado, até atingir a temperatura ambiente.

Como se pode ver ilustrado em 416, rebarbas ou escorrimentos de material resultantes de fundição podem ser aparados de a superfície externa a seguir ao recozimento.

25/62

Assim, por exemplo, as rebarbas ou os escorrimentos de material resultantes de fundição das soldaduras podem ser esmerilhadas ou cortados de esse anel semi-acabado. Em alternativa, essas rebarbas ou esses escorrimentos de material resultantes de fundição podem ser esmerilhados ou cortados antes do recozimento.

Além disso, esse anel semiacabado pode ser usinado, de modo a formar um anel de vedaçao.

Por outro lado, o método da

FIG.

pode incluir a da barra antes de suas extremidades serem unidas. Assim, por exemplo, barra dobrada pode ser cortada de modo a se obter um arco uniforme, e esse arco pode ser usado, juntamente com outros arcos, para formar o anel inclui uma de barras.

Em um exemplo, esse molde 800 inclui um dispositivo 802 para fixação da barra. Esse dispositivo 802 pode ser preso por meio de suportes 808. Além disso, esse molde 800 pode incluir uma ranhura de corte 804 ao longa da qual pode ser efetuado um corte. Em alternativa, esse molde 800 pode incluir uma ranhura de distanciamento 806 ou uma guia à qual pode ser fixado um mecanismo de corte, de modo a garantir um corte através da ranhura de corte 804. Quando está sendo usado, uma barra dobrada pode ser colocada no interior do dispositivo 802. Um mecanismo de corte, e, de modo particular, uma serra ou uma roda abrasiva rotativa,

26/62 podem ser guiadas através da ranhura de corte 804, de modo a formarem seja arcos uniformes, seja extremidades de arcos uniformes.

Em resultado disso, podem ser formados anéis de vedação com propriedades desejáveis a partir de termoplásticos especialmente planejados. De modo particular, anéis de vedação formados mediante o recurso a

esses métodos podem	se caracterizar por propriedades
mecânicas desejáveis,	além de se caracterizarem por uma
circunferência e por	um diâmetro de grandes dimensões.

Assim, por exemplo, o método acima descrito é particularmente útil para a formação de anéis de vedação tendo uma circunferência de, pelo menos, 0,62 metros, e, de modo particular de, pelo menos, 1,0 metro, ou de, pelo menos, 1,5 metros, ou de, pelo menos, 2,0 metros, ou de, pelo menos, 4,1 metros, ou de, pelo menos, 4,5 metros, ou até de, pelo menos, 4,8 metros. Em uma forma de realização particular, esse método pode ser usado para formar um anel de vedação tendo um diâmetro de, pelo menos, 0,2 metros, feito a partir de um material termoplástico. Assim, por exemplo, esse anel de vedação pode ter um diâmetro de, pelo menos, 0,47 metros, e, de modo particular de, pelo menos, 1,0 metro, ou de, pelo menos, 1,3 metros, ou de, pelo menos, 1,45 metros, ou até de, pelo menos, 1,55 metros. Além disso, ou em uma forma de realização alternativa, esse

27/62 anel de vedação pode ter um diâmetro não superior a 3,0 metros.

Esse anel de vedação pode ser formado a partir de um material termoplástico especialmente planejado, caracterizado por propriedades desejáveis. Assim, por exemplo, essa barra termoplástica pode ser formada a partir de um material termoplástico, e, de modo particular, de um polímero termoplástico de alto desempenho ou de engenharia. Assim, por exemplo, esse material termoplástico pode incluir um polímero, e, de modo particular, uma policetona, uma poliaramida, uma poliimida termoplástica, uma polieterimida, um sulfureto de polifenileno, uma polietersulfona, uma polisulfona, uma polifenileno sulfona, uma poliamidaimida, um polietileno de ultra-alto peso molecular, um fluoropolímero termoplástico, uma poliamida, um polibenzimidazol, um polímero de cristal líquido, ou qualquer combinação de esses produtos. Em um exemplo, esse material termoplástico inclui uma policetona, uma poliaramida, um poliimida, uma polieterimida, uma poliamidaimida, um sulfureto de polifenileno, uma polifenileno sulfona, um fluoropolímero, um polibenzimidazol, um derivado dos mesmos ou uma combinação dos mesmos. Em um exemplo particular, esse material termoplástico inclui um polímero, e, de modo particular, uma policetona, uma poliimida termoplástica, uma polieterimida, um sulfureto de polifenileno, uma poliéter

28/62 sulfona, uma polisulfona, uma poliamidaimida, um derivado dos mesmos ou uma combinação dos mesmos. Em ainda outro exemplo, esse material termoplástico inclui uma policetona, e, de modo particular, poli éter éter cetona (PEEK), poli éter cetona, poli éter cetona cetona, poli éter cetona éter cetona cetona, um derivado dos mesmos ou uma combinação dos mesmos. Um exemplo de fluoropolímero termoplástico inclui etileno propileno fluorado (FEP), politetrafluoretileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVDF), perfluoroalcóxi (PFA), um terpolímero de tetrafluoroetileno, um hexafluoropropileno e fluoreto de vinilideno (THV), poli cloro triflúor etileno (PCTFE), copolímero de etileno e tetrafluoroetileno (ETFE), copolímero de etileno e cloro trifluoretileno (ECTFE), ou qualquer combinação de esses produtos. Um polímero de cristal liquido exemplificativo inclui polímeros aromáticos de poliéster, e, de modo particular, aqueles disponibilizados sob as marcas comerciais XYDAR® (Amoco), VECTRA® (Hoechst Celanese), SUMIKOSUPER™ ou EKONOL™ (Sumitomo Chemical), DuPont HX™ ou DuPont ZENITE™ (E.I. DuPont de Nemours), RODRUN™ (Unitika), GRANLAR™ (Grandmont), ou qualquer combinação de esses produtos. Em um exemplo adicional, esse polímero termoplástico pode ser um polietileno de ultra-alto peso molecular. Por outro lado, esse anel de vedação pode ser formado a partir de um material composto, incluindo um material termoplástico e um material de enchimento, e, de

29/62 modo particular, um fluoropolímero, um lubrificante sólido, ou uma combinação de esses produtos.

Esse material termoplástico pode se caracterizar por um ponto de fusão de, pelo menos, 250°C. Assim, por exemplo, o ponto de fusão pode ser de, pelo menos, 300°C, e, de modo particular de, pelo menos, 320°C. Por outro lado, esse material termoplástico pode se caracterizar por uma temperatura de transição vítrea desejavelmente elevada, e, de modo particular, por uma temperatura de transição vítrea de, pelo menos, 100°C.

Assim, por exemplo, a temperatura de transição vítrea pode ser de, pelo menos,

125°C, e, de modo particular de, pelo menos, 145°C.

Em outro exemplo, esse anel de vedação pode ter um coeficiente de atrito não superior

0,45. Assim, por atrito pode ser não superior a

0,4, e, de modo particular, não superior a 0,35, ou até não superior a 0,3. De modo particular, esse coeficiente de atrito pode ser não superior a 0,2, e, de modo particular, não superior a 0,1.

Além disso, esse material termoplástico pode se caracterizar por propriedades mecânicas desejáveis. Assim, por exemplo, esse material termoplástico pode se caracterizar por uma resistência à tensão em limite de, pelo menos, 21,4 MPa (3.100 psi), e, de modo particular de, pelo menos, 68,9 MPa (10.000 psi), ou até de, pelo menos, 103 MPa (15.000 psi). Em ainda outro exemplo, esse material

30/62 termoplástico pode se caracterizar por um modulo de tensão de, pelo menos, 0,69 Gpa (100 ksi) , e, de modo particular de, pelo menos, 5,16 Gpa (750 ksi), de, pelo menos, 5,86 Gpa (850 ksi), ou até de, pelo menos, 6,89 Gpa (1000 ksi). Além disso, esse material termoplástico soldado pode se caracterizar por um alongamento até a ruptura da soldadura desejável. Assim, por exemplo, esse alongamento até a ruptura da soldadura pode ser de, pelo menos, 5%, e, de modo particular de, pelo menos, 7%, ou de, pelo menos, 10%, ou de, pelo menos, 15%, ou de, pelo menos, 20%, ou até de, pelo menos, 30%. Esse alongamento até a ruptura da soldadura é determinado por meio de um teste de resistência à tensão de amostras soldadas de acordo com a norma ASTM D638. Essas amostras soldadas podem ou não ser recozidas.

Em um exemplo em que essa vedação é formada a partir de um material composto incluindo esse material termoplástico e, pelo menos, um fluoropolímero disperso no interior de esse material termoplástico, esse material composto pode se caracterizar por um alongamento até a ruptura da soldadura de, pelo menos, 3%. Assim, por exemplo, esse alongamento até a ruptura da soldadura pode ser de, pelo menos, 5%, e, de modo particular de, pelo menos, 8%, ou de, pelo menos, 10%, ou de, pelo menos, 15%, ou até de, pelo menos, 18%. Em um exemplo, a resistência à tensão da soldadura é de, pelo menos, 40 MPa,. e, de modo particular de, pelo menos, 50 MPa, e de, pelo menos, 60

31/62

MPa, ou até de, pelo menos, 70 MPa. De modo particular, a resistência à tensão da soldadura do material composto é equivalente a, pelo menos, 50% da resistência à tensão da soldadura do material sem enchimento, e, de modo particular de, pelo menos, 60%, ou até de, pelo menos, 70% da resistência à tensão da soldadura do material sem enchimento.

Tal como foi descrito para as FIG. 1 e FIG. 2, esse anel de vedação pode incluir uma soldadura. Dependendo da dimensão de esse anel e do número de juntas usadas para formar esse anel, esse anel de vedação pode incluir mais de uma soldadura, podendo incluir, por exemplo, duas soldaduras, ou até três soldaduras ou mais.

O método de soldadura apresentado como exemplo também pode ser usado para soldar arcos de materiais termoplásticos formados por compressão ou extrudados, cortados de uma placa para criarem um anel semi-acabado caracterizado por propriedades desejáveis após seu recozimento. Embora, no caso vertente, o termo soldadura seja aqui usado para indicar especificamente um método que consiste em aquecer extremidades de barras e em pressionar essas extremidades uma contra a outra, de modo a se unirem, podem ser utilizadas outras técnicas de união para juntar as extremidades de essas barras. Assim, por exemplo, entre essas outras técnicas de união podem se incluir a formação por' injeção para juntar essas extremidades, o tratamento

32/62 ultra-sônico, o aquecimento por indução, ou técnicas irradiantes, e, de modo particular, uma técnica laser ou uma técnica de microondas. Essas extremidades unidas, cuja união foi feita por meio de soldadura, são aqui chamadas de uma soldadura, e aquelas extremidades unidas que o foram por meio de soldadura ou de outra técnica de união são aqui chamadas de uma junta.

Por outro lado, a soldadura ou a união de arcos ou de partes de arcos pode ser usada para formar vedações circulares, ovulares, poligonais ou com feitios complexos. Assim, por exemplo, essa vedação pode se caracterizar por um feitio poligonal, e, de modo particular, pelo feitio de um triângulo, de um quadrado, de um retângulo, de um pentágono, de um hexágono, de um heptágono, de um octógono, ou de qualquer combinação de esses feitios. Esse polígono pode ter, pelo menos, quatro lados, e, de modo particular, pelo menos, 6 lados, ou, pelo menos, 8 lados, ou até, pelo menos, 10 lados. Em outro exemplo, um feitio complexo pode ser constituído pela figura de um 8, por polígonos irregulares, ou por outros feitios complexos. De modo particular, esses feitios podem ser feitios fechados. Em alternativa, esses feitios podem ser abertos, tendo uma ou mais interrupções ao longo de sua extensão.

Formas de realização particulares do método descrito acima se caracterizam por vantagens técnicas que as técnicas convencionais não oferecem. Além de proporcionarem

33/62 uma redução de desperdícios, essas formas de realização aqui descritas também tornam possível a produção de anéis' de vedação de grandes dimensões feitos de material termoplástico caracterizado pelas propriedades mecânicas desejáveis. De modo particular, essas formas de realização aqui apresentadas permitem produzir anéis de vedação com uma circunferência de, pelo menos, 1,5 metros, ou com um diâmetro de maior dimensão, superior a 1,3 metros, caracterizados pelas propriedades de alongamento até a ruptura desejáveis. Essas propriedades são indicadoras de durabilidade e de adequação como anel de vedação. Por outro lado, esses métodos permitem obter anéis de vedação formados a partir de materiais termoplásticos especialmente planejados que, por norma, se caracterizam por temperaturas de transição vítrea e por temperaturas de fusão mais elevadas e que, por regra, se caracterizam por um módulo de tensão e por uma resistência à tensão elevados. Além disso, esses materiais termoplásticos especialmente planejados se caracterizam por coeficientes de atrito desejáveis.

De modo particular, os métodos descritos acima permitem a formação de anéis de vedação caracterizados por uma circunferência de grandes dimensões a partir de barras extrudadas de materiais desejáveis. As técnicas convencionais de formação de anéis de vedação estão limitadas seja em termos de diâmetro de esses anéis,seja em termos dos materiais a serem usados. As técnicas

34/62 convencionais baseadas no corte de anéis de vedação a partir de folhas extrudadas sofrem da imposição de limites ao diâmetro de essa vedação, sofrendo ainda de variabilidade entre propriedades na máquina e do fato de serem transferidas direções transversas para o anel de vedação. Por norma, é difícil extrudar termoplásticos adequados a partir de folhas com mais de 1 metro. As técnicas convencionais de formação por compressão caracterizam-se por limites no que se refere ao material a ser usado, e, além disso, proporcionam propriedades mecânicas insuficientes. Já os métodos descritos na presente, pelo contrário, dão azo a um anel que pode ser usado com uma grande variedade de materiais, disponibilizando um anel de vedação cujas propriedades em sua direção circunferencial estão relacionadas com as propriedades de direção da máquina da barra extrudada e que se caracteriza por uma durabilidade e por propriedades mecânicas desejáveis.

Além disso, são adaptadas formas de realização particulares de material composto cheio com fluoropolimero para seu uso com os métodos descritos acima. Assim, por exemplo, um material de enchimento particular, à base de um fluoropolimero, permite a soldadura de esse anel de vedação de modo a ser obtido um alongamento até a ruptura da soldadura desejável, enquanto outros materiais compostos

35/62 com enchimento se caracterizam por um alongamento até a ruptura da soldadura menos desejável.

EXEMPLOS

EXEMPLO 1

Quatro barras de PEEK são aquecidas até diferentes temperaturas (150°C, 200°C, 285°C e 310°C), após o que lhes é dada forma em torno de uma roda de aço. A capacidade de deformação das barras de PEEK aquecidas é medida como a distância entre as duas extremidades da barra de 86,36cm 10 (34 polegadas), enquanto essa barra está firmemente enrolada em torno da roda de aço com um diâmetro de 39, 37cm (15,5 polegadas). A Tabela 1 ilustra a capacidade de deformação.

TABELA 1. Capacidade de deformação de barras termoplásticas

Temperatura (°C)	Capacidade de deformação cm (polegadas)
150	ND
200	43,18 (17,0)
285	42,42 (16,7)
310	41,91 (16,5)

ND - Não Deformável

36/62

Ά barra aquecida até uma temperatura de 150°C é demasiado rígida para que lhe possa ser dada forma. À medida que a temperatura de essa barra aumenta, também a flexibilidade da barra de PEEK registra um aumento. A uma temperatura próxima dos 310 C, a barra de PEEK se caracteriza por uma capacidade de deformação relativamente elevada.

EXEMPLO 2.

Três barras	de	PEEK	são aquecidas até	uma	temperatura
de 310°C, após	o	que	lhes	é dada forma em torno	de uma roda
de aço. Os	arcos	são	removidos da	roda	quando as
temperaturas	de	seus núcleos atingem	uma	temperatura
especificada.	A	redução	da tensão do	arco de PEEK

arrefecido é medida com vista a determinar sua elasticidade de retorno a sua forma inicial. E, tal como se pode ver ilustrado na Tabela 2, as barras de PEEK se caracterizam por uma elasticidade significativa de retorno a sua forma inicial quando são removidas da roda a temperaturas situadas acima de sua temperatura de transição vítrea da PEEK. Quando são removidos a uma temperatura inferior a sua temperatura de transição vítrea, esses arcos de PEEK evidenciam uma elasticidade de retorno a sua forma inicial similar e relativamente baixa.

TABELA 2. Elasticidade de retorno a sua forma inicial de barras termoplásticas

37/62

Temperatura (°C)	Elasticidade de retorno a sua forma inicial cm (polegadas)
200	7,62 (3)
125	0, 64 (0,25)
22	0, 64 (0,25)

EXEMPLO 3.

Catorze barras extrudadas de PEEK com 10,16x2, 54x2,

54cm (4xlxl), obtidas junto da McMaster-Carr, são usadas para preparar sete barras soldadas por meio de soldadura 5 por meio de placa térmica de contacto. É formada uma amostra após secagem a 90 C durante 3 horas, antes de sua soldadura. As demais amostras são formadas a partir de barras que são secas a temperaturas em um intervalo compreendido entre 135°C e 190 C durante 2 horas.

Essas amostras são preparadas por meio do aquecimento das extremidades de essa barra com um aquecedor cuja temperatura está situada em um intervalo compreendido entre 385°C e 450°C e por meio de posterior contacto de essas extremidades das barras uma com a outra, a uma pressão de

0,69MPa (100 psi). Essas amostras são usinadas com vista a testar sua resistência à tensão. Por outro lado, parte de essas amostras são recozidas a temperaturas de 250C durante um período de 4 horas. Seguidamente, essas amostras

38/62 são comparadas com uma amostra extrudada, obtida junto da

McMaster-Carr, e com um controle extrudado, obtido junto da

Ensinger. A Tabela 3 ilustra as propriedades de alongamento até a ruptura que caracterizam essas amostras.

TABELA 3. Alongamento até a ruptura de amostras soldadas

Amostra (temp. de soldadura, duração da soldadura)	Alongamento até a ruptura médio (%)
Extrudada	28
Não recozida extrudada	22
Recozida extrudada	23
Não recozida 420°C,	9
40s
Recozido 420°C, 20s	13
Não recozida 445°C,	7
40s
Recozida 445°C, 40s	12
Recozida 385°C, 20s	3
Recozida 450°C, 20s	9

A PEEK extrudada obtida junto da McMaster-Carr se caracteriza por um alongamento até a ruptura insuficiente quando comparado com a PEEK extrudada obtida junto da

Ensinger. Regra geral, as amostras de PEEK soldadas se caracterizam por um alongamento até a ruptura inferior por comparação com referências não soldadas. As amostras

39/62 recozidas se caracterizam por um alongamento até a ruptura melhorado em relação às amostras não recozidas.

Quando se avaliam os valores de alongamento até a ruptura em função da temperatura da placa térmica e do tempo de aplicação de calor durante a soldadura, tanto a temperatura da placa térmica, quanto o tempo de aplicação de calor influenciam o desempenho mecânico. A Tabela 4 ilustra as propriedades de alongamento até a ruptura. Comparando as amostras a uma temperatura da placa térmica de 385°C e com tempos de aplicação de calor de 20s, 40s e 60s, o tempo de aplicação de calor de 40s proporcionou um alongamento até a ruptura de 13% para a amostra recozida. 0 aquecimento durante 60s produziu resultados semelhantes.

TABELA 4. Alongamento até a ruptura (%) de amostras

Temp. (°C)	Tempo de contato	(s)
20s	40s	60s
445	9	11
420	13
385	3	13	12

Enquanto uma função da temperatura, a amostra aquecida até 420°C se caracteriza por um alongamento até a ruptura desejável, inclusive no caso de amostras com tempos de aplicação de calor reduzidos. Com um tempo de aplicação de calor de 20s, a temperatura da placa térmica de 420°C proporciona valores de alongamento até a ruptura superiores aos obtidos com temperaturas da placa térmica de 385 C e de

40/62

445°C. Assim sendo, uma temperatura de 385 C parece ser demasiado baixa para efetuar uma ligação adequada, e uma

temperatura de 445 C	parece	ser	demasiado	elevada,
existindo inclusive o	risco	de o	material	poder se
degradar.
EXEMPLO 4
São formadas amostras a	partir	de PEEK	extrudada

obtida junto da Ensinger. A soldadura é realizada por meio de soldadura de contato por meio de placa térmica e por meio de soldadura sem contato por meio de placa térmica. As barras de PEEK extrudadas são secas a uma temperatura de 150°C durante duas horas e meia.

A soldadura é realizada com uma placa térmica a uma temperatura em um intervalo compreendido entre 400°C e 420°C. Uma soldadura de contato inclui o contato das extremidades da barra com a placa térmica durante um período compreendido entre 40s e 60s. A soldadura sem contato é realizada com a placa térmica a uma temperatura de 500°C e com um tempo de espera de 240s. Durante o aquecimento, as extremidades da barra que não entram em contato com a placa térmica são mantidas a uma distância compreendida entre 1 mm e 2 mm de essa placa. Uma vez fundidas, essas extremidades são pressionadas uma contra a outra para formar as amostras.

As amostras que estiveram em contato com a placa térmica são recozidas a uma temperatura de cerca de 250 C

41/62 durante um período compreendido entre 4 horas e 8 horas. A

Tabela 5 ilustra o alongamento até a ruptura.

TABELA 5. Efeito do recozimento sobre as propriedades mecânicas

Recozimento	Alongamento até a ruptura médio (%)
Controle sem	12
contato
Controle	18
250°C, 4 horas	13
250°C, 8 horas	33
300°C, 4 horas	19

Com base em um alongamento até a ruptura ilustrado, um recozimento a 250 C durante um período de 8 horas proporcionar propriedades desejáveis de alongamento parece até a ruptura.

Outros períodos de temperaturas produziram valores ruptura inferiores.

recozimento e de alongamento outras até a

EXEMPLO 5

Foram soldadas amostras de

PEEK extrudadas.

Essas amostras são secas a . uma temperatura de 150°C durante três horas. A soldadura- é realizada a temperaturas da placa de 15 420°C durante um período de 40s. As extremidades são pressionadas uma contra a outra a uma pressão de 0,69MPa (100 psi). Todas as soldaduras são recozidas a uma temperatura de 250°C durante um período de 8 horas. Essas

42/62 amostras são usinadas com vista a testar sua resistência à tensão. A Tabela 6 ilustra o alongamento até a ruptura médio e a distribuição dos resultados.

TABELA 6. Propriedades mecânicas de PEEK soldada

	420°C, 40s	420°C, 60s
Alongamento médio (%)	37,19	37,05
% de amostras caracterizadas por um alongamento >20%	35	43

EXEMPLO 6.

De acordo com os exemplos acima, são formadas amostras a partir de PEEK extrudada seca obtida seja junto da Ensinger, seja junto da Quadrant. As extremidades da amostra são aquecidas a uma temperatura de 420 C durante, 10 pelo menos, 40s, sendo seguidamente pressionadas uma contra a outra durante um período de, pelo menos, 40s. As amostras são recozidas a uma temperatura de 250 C durante um período de 8 horas. Essas amostras são usinadas com vista a testar suas propriedades mecânicas. A Tabela 7 ilustra o 15 alongamento até a ruptura para essas amostras em um procedimento que está em conformidade com a norma ASTM D638.

TABELA 7. Alongamento até a ruptura de materiais soldados à base de PEEK

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	Alongamento até a ruptura médio (%)
Controle	Contato	Sem contato
Ensinger	14,24	18,77	22,46
Quadrant	19,35	33,88	38,44

EXEMPLO 7

Durante as	experiências realizadas com relação aos
outros exemplos,	os requerentes constataram que as falhas
precoces tinham	tendência para poder ser atribuídas a

vácuos (vazios) perto das superfícies soldadas. São obtidas amostras de maneira semelhante à descrita para o Exemplo 5.

As extremidades

fundidas das barras são pressionadas uma

contra a outra a uma pressão de, pelo menos, 0,34 MPa (50 psi). Material em uma quantidade equivalente a, pelo menos, 0,32cm (1/8) do comprimento de essa barra por 6,54cm²(polegadas quadradas) de seção transversal se extruda de entre as barras quando essas barras são pressionadas uma contra a outra. Análises por meio de tomografias computadorizadas ilustram que esse material extrudado remove os vácuos (vazios), deixando uma união com um teor de vácuos (vazios) reduzido. Outros métodos de manutenção de uma pressão mais elevada no interior do material fundido do que a pressão circundante incluem a redução da pressão circundante mediante a soldadura em um ambiente de vácuo ou a restrição da capacidade de o material fundido se extrudar de entre as extremidades fundidas, à medida que vão sendo pressionadas uma contra a outra.

44/62

EXEMPLO 8

Um grau de PEEK extrudado com propriedades excelentes para uma vedação compreende 15% de PTFE. Enquanto barra extrudada, se caracteriza pelas propriedades seguidamente 5 apresentadas.

45/62

TABELA 8. Propriedades de uma barra de PEEK extrudada cheia com PTFE

Propriedade	N. ° norma ASTM	Valor US	Unidade SI
Geral
Forma	—	Pellets	Pellets
		(cinzentos)	(cinzentos)
Composição (poli éter	—	Cheio com	Cheio com
cetona cetona)		PTFE	PTFE
Teor de material de	—	15%	15%
enchimento (valor
nominal)
Gravidade especifica	D792	1, 39	1,39 g/ml
Encolhimento linear em	D955	0,01	0,01 cm/cm
molde,
polegadas/polegadas
Absorção de umidade às 24	D570	0,1	0,10%
horas, %
Mecânicas
Resistência à tensão	D638	12	83 MPa
(ruptura), MPa (ksi)
Módulo de tensão, Mpsi	D638	0,5	3,4 GPa
Alongamento (ruptura), %	D638	15	15%
Resistência flexural	D790	21	144 MPa

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(limite), MPa (ksi)
Módulo flexural Mpsi	D790	0,5	3,4 GPa
Izod, entalhado, péslibras/polegadas a 0,32cm (1/8)	D256	0,8	0,6 J/cm
Dureza, Shore D	D2240	85	85
Térmicas
Ponto de fusão, °F	DSC	650	343° C
Tg (transição vítrea), °F	DSC	290	143° C
Classificação de inflamabilidade (UL 94)	UL 94	V-0	V-0
Temperatura de Distorção Térmica a 1,82 Mpa (264 psi), °C (°F)	D648	340	171° C
Diversas
Coeficientes de atrito cinéticos	D1894	0,1	0,1
Coeficientes de atrito estáticos	D1894	0,1	0,1

Uma barra extrudada de material composto de PEEK 25% cheio de PTFE também se caracteriza por um alongamento até a ruptura de 10% e por um coeficiente de atrito reduzido.·

Um terceiro material composto contém 10% de PEEK cheio com negro de carbono. Se caracterizando por um alongamento

47/62 até a ruptura desejável, também proporciona à PEEK propriedades de dissipação de estática.

EXEMPLO 9

Amostras de PEEK extrudadas são soldadas. Tal como está indicado, um subconjunto de essas amostras é seco a uma temperatura de 150 C durante três horas. A soldadura é realizada a temperaturas da placa de 420 C durante um período compreendido entre 40s e 60s. As extremidades são pressionadas uma contra a outra. Tal como está indicado, um subconjunto de essas amostras é recozido a uma temperatura de 250°C durante um período de 8 horas. Essas amostras são usinadas com vista a testar sua resistência à tensão.

Essas amostras são testadas por meio de tomografia computorizada e ainda por meio de ecografia. A tomografia computorizada é realizada com os seguintes parâmetros: 150 kV, 50 mA, um voxel de 30 micrômetros, 800 imagens e um tempo de 1 s. A ecografia é realizada por meio de teste ultra-sônico sem destruição, com uma frequência de transdutor de 50 MHz.

Na Tabela 9 se mostra os resultados de uma comparação de detecção de vácuos (vazios) por meio das técnicas de análise empregues. Tal como se pode ver ilustrado, a tomografia computorizada detecta vácuos (vazios) próximos da superfície e vácuos (vazios) com um tamanho inferior a 0,38 mm. Já a análise por ecografia é menos eficaz em detectar vácuos (vazios) próximos da superfície ou tendo um

48/62 tamanho inferior a 0,38 mm. Por norma, as vedações são usinadas, removendo vácuos (vazios) próximos da superfície e um número limitado de vácuos (vazios) de tamanho inferior a 0,4 mm exerce uma influência limitada em nível do 5 desempenho, e, de modo particular, em nível do alongamento e da resistência à tensão.

TABELA 9. Detecção de vácuos (vazios) usando técnicas de análise

Referência	Tamanho do vácuo (vazio) mm (caso exista)	Ultrassônica sem destruição	Resultados da tomografia computorizada
Sem secagem	0,38,	Sem vácuos	Vácuos
prévia,	superfície	(vazios)	(vazios)
recozimento
normal
Sem secagem	-	Sem vácuos	Sem vácuos
prévia,		(vazios)	(vazios)
recozimento
normal
Com secagem	Vácuos	Vácuos	Vácuos
prévia,	(vazios)	(vazios)	(vazios)
recozimento	grandes
normal
Com secagem	Vácuos	Vácuos	Vácuos

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prévia, recozimento normal	(vazios) grandes, superfície	(vazios)	(vazios)
Sem secagem	0,7 mm,	Sem vácuos	Vácuos
prévia, sem	superfície	(vazios)	(vazios)
recozimento
Com secagem	-	Sem vácuos	Sem vácuos
prévia, sem		(vazios)	(vazios)
recozimento

/Amostras similares às amostras acima são testadas para determinar suas propriedades de alongamento e de resistência à tensão. E, tal como se pode ver ilustrado na Tabela 10, a amostra média sem vácuos (vazios) se 5 caracteriza por um alongamento grande, enquanto as amostras com vácuos (vazios) detectáveis por meio de análise ultrasônica sem destruição falharam na soldadura, exibindo ou nenhum alongamento, ou um. alongamento muito reduzido.

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TABELA 10. Propriedades de alongamento de amostras

Amostra	Alongamento (%)
Média (soldadura a 420°C, 40s)	37,19
Média (soldadura a 420°C, 60s)	37,05
Porosidade da superfície (soldadura a 420°C, 60s)	7,22
Porosidade da superfície (soldadura a 420°C, 40s)	5,34
Porosidade abaixo da superfície (soldadura a 420°C, 60s)	2,57

E tal como se pode ver ilustrado na Tabela 10, o alongamento médio registrado para as amostras é significativamente superior a 20%. Estando presentes vácuos 5 (vazios), seja na superfície ou abaixo da superfície, esse alongamento registra uma redução significativa.

Em um exemplo, um método de teste de vácuos (vazios) inclui a determinação das regulações de um dispositivo de análise ultra-sônico com base em testes comparativos com outra técnica de análise, e, de modo particular, com análise por meio de tomografia computorizada. Assim, por exemplo, um conjunto de amostras incluindo grande variedade de condições ou de tipos de vácuos (vazios) pode ser

51/62 analisado mediante o recurso a uma técnica de tomografia computorizada e a uma técnica ultra-sônica. Essas amostras podem ser testadas com vista a determinar uma propriedade, e, de modo particular, uma propriedade mecânica, como, por exemplo, sua resistência à tensão ou seu alongamento, a fim de determinar o que constitui um defeito significativo ou um defeito que exerce uma influência em essa propriedade. Podem ser determinados parâmetros desejáveis para a técnica de análise ultra-sônica que resultam na detecção do defeito significativo, tendo, porém, um êxito limitado no que se refere à detecção de defeitos insignificantes.

Em uma forma de realização particular, um método de formação de um anel de vedação inclui o aquecimento de uma barra termoplástica até uma temperatura superior a uma temperatura de transição vítrea. Essa barra termoplástica tem uma primeira e uma segunda extremidades. Esse método inclui ainda a dobragem de essa barra termoplástica de modo a se obter uma estrutura circular enquanto sua temperatura é superior à temperatura de transição vítrea, unindo a primeira e segunda extremidades de essa barra termoplástica de modo a formar um anel semi-acabado, seguindo-se então o recozimento de esse anel semi-acabado.

Em uma forma de realização, um método de formação de um anel de vedação inclui o aquecimento de uma barra extrudada até uma temperatura superior a uma temperatura de transição vítrea. Essa barra extrudada tem uma primeira e

52/62 uma segunda extremidades. Esse método inclui ainda a dobragem de essa barra extrudada de modo a se obter uma estrutura circular enquanto sua temperatura é superior a sua temperatura de transição vítrea, unindo a primeira e a segunda extremidades de essa barra extrudada de modo a formar um anel semi-acabado,- seguindo-se então o recozimento de esse anel semi-acabado.

Em ainda outra forma de realização exemplificativa, um método de formação de um anel de vedação inclui o aquecimento de uma barra extrudada até uma temperatura superior a uma temperatura de transição vítrea de um material de essa barra extrudada. Essa barra extrudada tem uma primeira e uma segunda extremidades. Esse método inclui ainda a dobragem de essa barra extrudada enquanto sua temperatura é superior a sua temperatura de transição vitrea, o arrefecimento de essa barra extrudada dobrada até uma temperatura inferior à temperatura de transição vitrea, a soldadura por fusão de uma primeira e de uma segunda extremidades de essa barra extrudada, de modo a se obter um anel semi-acabado, e o recozimento de esse anel semiacabado .

Em outra forma de realização exemplificativa, um método de formação de um anel de vedação inclui o aquecimento de uma primeira e de uma segunda barras extrudadas até uma temperatura superior a uma temperatura de transição vitrea e inferior a um ponto de fusão de um

53/62 material de essas barras extrudadas. Essas barras extrudadas têm uma primeira e uma segunda extremidades. Esse método inclui ainda a dobragem de essas barras extrudadas enquanto sua temperatura é superior a sua temperatura de transição vítrea, unindo as primeiras extremidades de essas primeira e segunda barras extrudadas e as segundas extremidades de essas primeira e segunda barras extrudadas de modo a se obter um anel semi-acabado, seguindo-se então o recozimento de esse anel semi-acabado.

Em outra forma de realização exemplificativa, um método de formação de um anel de vedação inclui o corte de arcos a partir de uma folha extrudada ou formada por compressão. Esses arcos têm uma primeira e uma segunda extremidades. Esse método inclui ainda a união das primeiras extremidades de esses primeiro e segundos arcos e das segundas extremidades de esses primeiro e segundos arcos, de modo a se obter um anel semi-acabado, seguindo-se então o recozimento de esse anel semi-acabado.

Em uma forma de realização adicional, um aparelho inclui um molde circular compreendendo uma ranhura colocada a toda a volta da circunferência de esse molde circular. Esse molde circular deverá rodar em torno de um ponto central. Esse aparelho inclui também um grampo para prender um artigo no interior da ranhura de esse molde circular. Esse grampo foi configurado de modo a acompanhar o movimento de rotação descrito por esse molde circular. Esse

54/62 aparelho inclui ainda diversos rolos distribuídos em torno da circunferência de esse molde circular. Cada rolo de esses diversos rolos está configurado de forma a se prender a esse artigo e a lhe aplicar uma força radial depois de esse grampo ultrapassar a posição de cada rolo.

Em outra forma de realização exemplificativa, um anel de vedação inclui um material termoplástico caracterizado por um menos, alongamento até a ruptura da soldadura de, pelo vedação tem um diâmetro de, pelo menos,

1,3 metros.

Em ainda outra forma de realização exemplificativa, um anel de vedação tem uma soldadura e inclui um material termoplástico caracterizado por transição vítrea de, pelo menos, termoplástico se caracteriza por uma temperatura de

100 C. Esse material um alongamento até a ruptura da soldadura de, pelo menos, 5%. Esse anel de vedação tem um diâmetro de, pelo menos, 1,3 metros. Esse anel de vedação se caracteriza por um coeficiente de atrito não superior a 0,45.

Em outra forma de realização exemplificativa, um anel de vedação inclui um material de PEEK extrudado caracterizado por um alongamento até a ruptura da soldadura

de,	pelo menos, 5%.	. Esse anel de	vedação	tem um	diâmetro
de,	pelo menos, 1,3	metros.
	Em outra forma	de realização	ainda, um	aparelho inclui
um	primeiro dispositivo para	prender	uma	primeira

55/62 extremidade de um membro de um arco termoplástico e um segundo dispositivo para prender uma segunda extremidade de esse membro de um arco termoplástico. Esses primeiro e segundo dispositivos forçam a primeira e a segunda extremidades a se deslocarem ao longo de um caminho, descrevendo um movimento relativo na direção uma da outra. Esse aparelho também inclui um aquecedor incluindo uma fonte de calor. Esse aquecedor está configurado para se deslocar para o interior do caminho. Os primeiro e segundo dispositivos deslocam uma primeira e uma segunda extremidades de modo a ficarem próximas da fonte de calor, sem porém entrarem em contato com essa fonte de calor. A primeira e a segunda extremidades, pelo menos, se fundem parcialmente. Esses primeiro e segundo dispositivos se destinam a forçar as primeira e segunda extremidades, pelo menos parcialmente fundidas, a entrarem em contato uma com a outra.

Em uma primeira forma de realização, um anel de vedação inclui uma soldadura e um material termoplástico caracterizado por um alongamento até a ruptura da soldadura de, pelo menos, 3%. Em um exemplo de essa primeira forma de realização, esse anel de vedação tem uma circunferência de, pelo menos, 0,62 metros, e, de modo particular, uma circunferência de, pelo menos, 1,5 metros. Em outro exemplo, esse anel de vedação tem um diâmetro de, pelo menos, 0,2 metros, e, de modo particular, de 1,3 metros·.

56/62

Em ainda outro exemplo, esse material termoplástico é selecionado de um grupo constituído por uma policetona, uma poliaramida, uma poliimida, uma polieterimida, uma poliamidaimida, um sulfureto de polifenileno, uma polisulfona, um fluoropolímero termoplástico, um derivado dos mesmos ou uma combinação dos mesmos.

Assim, por exemplo, esse material termoplástico pode ser selecionado de um grupo constituído por uma policetona, uma poliaramida, uma poliimida, uma polieterimida, uma poliamidaimida, um sulfureto de polifenileno, uma polifenileno sulfona, um fluoropolímero, um polibenzimidazol, um polímero de cristal líquido, um derivado dos mesmos ou uma combinação dos mesmos. Em outro exemplo, esse material termoplástico de uma policetona selecionado de um grupo constituído por uma poli éter éter cetona, uma poli éter cetona, uma poli éter cetona cetona, um derivado dos mesmos ou uma combinação dos mesmos. Em um exemplo adicional, esse material termoplástico compreende um polietileno de ultra alto peso molecular.

Em um exemplo particular, esse anel de vedação se caracteriza por um coeficiente de atrito não superior a 0,45, e, de modo particular, não superior a 0,35. Esse material termoplástico pode se caracterizar por um ponto de fusão de, pelo menos, 250 C, e, de modo particular de, pelo menos, 300°C, ou até de, pelo menos, 320 C. Esse material

57/62 termoplástico pode se caracterizar por uma temperatura de transição vítrea de, pelo menos, particular de, pelo menos, 125 C, ou

145 C.

Em um exemplo adicional da

100 C, e, de modo até de, pelo menos, primeira forma de realização, esse material termoplástico se caracteriza por uma resistência à tensão de, pelo psi) , e, de modo particular de, (10000 psi), ou até de, pelo menos,

Esse material termoplástico pode menos, 21,37 MPa (3100 pelo menos, 68,95 MPa se caracterizar por um módulo de tensão de, pelo menos, 689, 48 MPa (100 ksi), e, de modo particular de, pelo menos, 5.171,07 MPa (750 ksi), ou até de, pelo menos, 5.860,55 MPa (850 ksi).

Em ainda outro exemplo de essa primeira forma de realização, o alongamento até a ruptura da soldadura é de, pelo menos, 5%, e, de modo particular de, pelo menos, 10%, e de, pelo menos, 15%, ou até de, pelo menos, 20%.

Em um exemplo de essa primeira forma de realização, esse anel de vedação se caracteriza por uma espessura radial não superior a 20% de seu diâmetro. Além disso, esse anel de vedação pode ter uma seção transversal com o feitio de um polígono, e, de modo particular, com o feitio de um polígono tendo, pelo menos, quatro lados.

Em um exemplo adicional, esse material termoplástico pode incluir um material de enchimento constituído por um

58/62 lubrificante sólido, e, de modo particular, PTFE ou negro de carbono.

Em uma segunda forma de realização, um anel de vedação tem uma soldadura e inclui um material termoplástico caracterizado por uma temperatura de transição vítrea de, pelo menos, 100°C. Esse material termoplástico com essa soldadura se caracteriza por um alongamento até a ruptura da soldadura de, pelo menos, 3%. Esse anel de vedação tem uma circunferência de, pelo menos, 0,62 metros. Esse anel de vedação se caracteriza por um coeficiente de atrito não superior a 0,45. Em um exemplo de essa segunda forma de realização, esse coeficiente de atrito não é superior a 0,4, e, de modo particular, não é superior a 0,35.

Em outro exemplo de essa segunda forma de realização, o alongamento até a ruptura da soldadura é de, pelo menos, 5%, e, de modo particular de, pelo menos, 10%, e de, pelo menos, 15%, ou até de, pelo menos, 20%. Esse material termoplástico pode se caracterizar por um módulo de tensão de, pelo menos, 100 ksi. Em um exemplo, a temperatura de transição vítrea é de, pelo menos, 125 C, e, de modo particular de, pelo menos, 145 C.

Em uma terceira forma de realização, um anel de vedação inclui um material de PEEK extrudado caracterizado por um alongamento até a ruptura da soldadura de, pelo menos, 3%. Esse anel de vedação tem uma circunferência de, pelo menos, 1,5 metros. Em um exemplo de essa terceira

59/62 forma de realização, esse material de PEEK extrudado é um material composto compreendendo um material de enchimento. Assim, por exemplo, esse material de enchimento pode incluir um lubrificante sólido, e, de modo particular, PTFE. Em outro exemplo, esse material de enchimento inclui uma cerâmica ou um mineral. Em um exemplo adicional, esse material de enchimento inclui negro de carbono.

Em outro exemplo de essa terceira forma de realização, o alongamento até a ruptura da soldadura é de, pelo menos, 5%, e, de modo particular de, pelo menos, 10%, e de, pelo menos, 15%, ou até de, pelo menos, 20%. Por outro lado, esse anel de vedação pode ainda incluir uma soldadura.

Em uma quarta forma de realização, um anel de vedação tem uma junta e inclui um material composto incluindo um material termoplástico e um lubrificante sólido. Esse material composto com essa junta se caracteriza por um alonqamento até a ruptura da soldadura de, pelo menos, 3%. Esse anel de vedação se caracteriza por um coeficiente de

Importa notar que nem todas as atividades descritas acima, seja na descrição geral, seja nos exemplos são necessários, também que uma parte de uma atividade específica pode não ser necessária, podendo ser realizadas uma ou mais outras atividades além daquelas atividades que foram aqui descritas. Por outro lado, a sequência pela qual

60/62 as atividades estão enumeradas não tem necessariamente de ser a sequência pela qual essas atividades são realizadas.

Na descrição acima, se procedeu à descrição dos conceitos fazendo referência a formas de realização especificas. No entanto, qualquer pessoa que disponha de conhecimentos normais em essa matéria se aperceberá de que poderão ser introduzidas várias modificações e alterações, sem que tal implique qualquer afastamento do âmbito de essa invenção, conforme apresentada nas reivindicações que se seguem. Assim sendo, tanto a descrição, como as figuras terão de ser entendidas como se revestindo de um caráter ilustrativo, e não de um caráter restritivo, sendo que todas essas modificações deverão ser entendidas como estando incluídas no âmbito de essa invenção.

Tal como são usados em essa descrição, os termos compreende, compreendendo, inclui, incluindo, tem, tendo, ou qualquer outra variação de esses termos, devem ser entendidos como abrangendo uma inclusão não exclusiva. Assim, por exemplo, um processo, um método, um artigo ou um aparelho compreendendo uma lista de características não estará necessariamente limitado apenas a essas características, podendo incluir outras características que não estão expressamente enumeradas ou não são expressamente inerentes a esse processo, método, artigo ou aparelho. Além disso, e salvo declaração expressa em contrário, o termo ou deve ser entendido como um ou

61/62 inclusivo, e jamais como um ou exclusivo .

Assim, por exemplo, uma condição A ou será satisfeita por qualquer uma das seguintes condições:

A será verdadeiro (ou estará não estará presente), A será verdadeiro tanto A quanto

B serão verdadeiros (ou

Além disso, se recorre ao uso dos termos uma para descrever elementos e componentes descritos na presente.

O uso de esses termos foi adotado meramente por questões geral do entendida singular de conveniência e para transmitirem uma idéia âmbito de essa invenção. Essa descrição deve ser como incluindo um ou, pelo menos, um, sendo que o também inclui o plural, exceto nos casos em que seja óbvio que seu significado seja outro.

Foram descritos acima benefícios, outras vantagens e outras soluções para os problemas, no que respeita a formas de realização especificas. No entanto, esses benefícios, vantagens, soluções para problemas e qualquer ou quaisquer características que poderão dar azo a qualquer benefício, vantagem ou solução, ou que possam fazer com que tais benefícios, vantagens ou soluções para problemas se tornem mais pronunciados, não poderão ser entendidos como sendo características críticas, necessárias ou essenciais de uma ou de todas as reivindicações.

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Após sua leitura de essa descrição, os técnicos peritos em essa matéria se aperceberão de que determinadas características, que para maior clareza são aqui descritas no contexto de formas de realização separadas, podem também 5 ser disponibilizadas de forma combinada, em uma única forma de realização. Por outro lado, diversas característica que, para maior brevidade, foram descritas no contexto de uma única forma de realização, também podem ser disponibilizadas seja isoladamente, seja em qualquer 10 subcombinação. Além disso, todas as referências a valores referidos como estando compreendidos dentro de intervalos incluem todos os valores dentro de esse intervalo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. “Anel de vedação” caracterizado por compreender uma haste extrusada dobrada com duas extremidades e incluindo duas porções de extremidades formadas por um primeiro material e uma porção central formada por um segundo material diferente do primeiro material, em que a porção central compõe uma maioria de um comprimento circunferencial geral do anel de vedação, em que a porção central é disposta circunferencialmente entre as duas porções de extremidade, de forma que a composição material do anel de vedação muda ao longo de sua circunferência, em que cada porção de extremidade compõe uma porção do comprimento circunferencial geral do anel de vedação menor do que a porção central, e em que cada uma das porções de extremidade e do centro é definida por um segmento circunferencial completo da haste extrusada dobrada; em que o primeiro material é um material de policetona não preenchido e o segundo material é um material compósito de policetona que inclui uma matriz de policetona e um preenchimento disperso na matriz de policetona; e em que uma soldagem une as duas porções de extremidade da haste extrusada dobrada para formar um corpo completo em formato de anel anular do anel de vedação, em que apenas o material de policetona não preenchido de cada porção de extremidade é unido por soldagem, e em que a soldagem é recozida e isenta de qualquer vácuo enquanto ainda tem um alongamento até a ruptura de pelo menos 20%.
2. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação

1, caracterizado por a matriz de policetona ser uma matriz de poliéter-étercetona (PEEK) e o preenchimento ser um preenchimento de fluoropolímero.
3. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação

2, caracterizado por o polímero não preenchido ser PEEK simples.
4. “Anel de vedação” caracterizado por compreender uma haste extrusada dobrada que inclui uma pluralidade de primeiros segmentos formados por um primeiro material e uma pluralidade de segundos segmentos formados por um segundo material diferente do primeiro material, sendo que a haste extrusada dobrada inclui um comprimento circunferencial que

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2/4 se estende de uma primeira extremidade a uma segunda extremidade ao redor de uma circunferência do anel de vedação, sendo que a primeira extremidade inclui apenas um dos primeiros segmentos e a segunda extremidade inclui apenas um dos primeiros segmentos, a haste extrusada dobrada alterna entre os primeiros segmentos e os segundos segmentos ao longo do comprimento circunferencial da haste extrusada dobrada, o primeiro e os segundos segmentos são definidos cada um por segmentos circunferenciais completos diferentes da haste extrusada dobrada, e toda a pluralidade de segundos segmentos juntos que compreende mais do comprimento circunferencial da haste extrusada dobrada do que toda a pluralidade de primeiros segmentos juntos; em que o primeiro material é um material de policetona não preenchido e o segundo material é um material compósito de policetona que compreende uma matriz de policetona e um preenchimento disperso na matriz de policetona; em que uma soldagem une a primeira e a segunda extremidades da haste extrusada dobrada para formar um corpo completo em formato de anel anular do anel de vedação, em que apenas o material de policetona não preenchido de cada extremidade é unido por soldagem, e em que a soldagem é recozida e isenta de qualquer vácuo enquanto ainda tem um alongamento até a ruptura de pelo menos 20%.
5. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação

4, caracterizado por a matriz de policetona ser uma matriz de poliéter-étercetona (PEEK) e o preenchimento ser um preenchimento de fluoropolímero.
6. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação

5, caracterizado por o material polimérico não preenchido ser PEEK simples.
7. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os segundos segmentos são espaçados entre os primeiros segmentos.
8. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o anel de vedação ter uma circunferência de pelo menos 0,62 metros.

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3/4
9. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o anel de vedação ter um diâmetro de pelo menos 1,3 metros.
10. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por em que o diâmetro ser de pelo menos 1,3 metros.
11. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, a soldagem ser produzida por um método de soldagem sem contato.
12. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o anel de vedação ser recozido por pelo menos seis horas a uma temperatura de pelo menos 1,7 vezes a temperatura de transição vítrea da matriz de policetona.
13. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material de policetona não preenchido ter um ponto de fusão de pelo menos 250 °C.
14. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material de policetona não preenchido ter uma temperatura de transição vítrea de pelo menos 100 °C.
15. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o alongamento até a ruptura da soldagem recozida ser de pelo menos 30%.
16. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o alongamento até a ruptura da soldagem recozida ser de pelo menos 33%.
17. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a soldagem ser produzida por um método de soldagem sem contato.
18. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o anel de vedação ser recozido por pelo menos seis horas

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4/4 a uma temperatura de pelo menos 1,7 vezes a temperatura de transição vítrea da matriz de policetona.
19. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o alongamento até a ruptura da soldagem recozida ser de pelo menos 30%.
20. “Anel de vedação” de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o alongamento até a ruptura da soldagem recozida ser de pelo menos 33%.