Aparato de inspección de rayos X para la inspección de soldaduras circunferenciales de tuberías.

Un aparato de inspección de rayos X para inspeccionar soldaduras circunferenciales de tubería en una tubería que presenta una pared de tubería y que comprende una primera sección de tubería y una segunda sección de tubería, donde la primera sección de tubería presenta un extremo abierto y está soldada a la segunda sección de tubería mediante una de dichas soldaduras circunferenciales de tubería, comprendiendo el aparato:

a) una fuente de rayos X direccional

(5), donde la fuente de rayos X direccional puede moverse radialmente dentro de la tubería hasta una distancia deseada desde la pared de tubería,

b) medios para introducir (1) la fuente de rayos X direccional en el extremo abierto de la primera sección de tubería,

c) medios para alinear (6) una dirección de rotación de la fuente de rayos X (5),

d) medios para alinear la fuente de rayos X direccional con un detector externo de rayos X (10),

e) medios para rotar la fuente de rayos X direccional (2, 4) y el detector externo de rayos X (11, 12) 360º de manera sustancialmente coaxial con respecto a la sección de tubería dentro de la cual la fuente de rayos X está posicionada y sustancialmente de manera sincronizada entre sí,

f) medios para muestrear (10) datos detectados por el detector de rayos X.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2010/001900.

Solicitante: SHAWCOR LTD..

Nacionalidad solicitante: Canadá.

Dirección: 25 BETHRIDGE ROAD TORONTO, ONTARIO M9W 1M7 CANADA.

Inventor/es: KNIGHT,STEPHEN, DRAKE,STEPHEN G.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA... > Dispositivos o accesorios para utilizarlos con o... > F16L55/26 (Cepillos o carros, es decir, dispositivos desplazables en los tubos o conductos con o sin medios de propulsión autónoma (sistemas ferroviarios de túnel B61B 13/10; transporte de objetos por tuberías o tubos, p. ej. sistemas de correo por tubos, B65G 51/00))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales por la utilización... > G01N23/18 (Investigación de la presencia de defectos o de inclusiones (G01N 23/09 tiene prioridad))

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Fragmento de la descripción:

Aparato de inspecciïn de rayos X para la inspecciïn de soldaduras circunferenciales de tuberïas

Campo de la invenciïn [0001] Esta invenciïn se refiere a un aparato de inspecciïn de rayos X y a un procedimiento de inspecciïn de soldaduras circunferenciales de tuberïas.

Antecedentes de la invenciïn [0002] Es bien sabido en la tïcnica que las soldaduras circunferenciales de tuberïas se inspeccionan normalmente con radiografïas usando un vehïculo oruga convencional dotado de rayos X junto con detectores que usan pelïculas de rayos X o detectores radiogrïficos en tiempo real (RTR) . Estos vehïculos oruga se usan cuando el

acceso puede llevarse a cabo fïcilmente en un extremo abierto de una secciïn de tuberïa que estï siendo soldada a otra secciïn de la tuberïa. El vehïculo oruga con rayos X comprende una fuente de rayos X montada en un vehïculo oruga o carretilla que puede conducirse hacia el extremo abierto de la tuberïa y que se desplazarï a lo largo de la tuberïa hacia el ïrea de la soldadura circunferencial. Un vehïculo oruga de este tipo se conoce a partir del documento CN 1480 301.

Resumen de la invenciïn [0003] Realizaciones preferidas de la presente invenciïn proporcionan una fuente de rayos X direccional, medios para introducir la fuente de rayos X direccional en una secciïn de tuberïa y para rotar la fuente de rayos X

direccional 360 grados de manera sustancialmente coaxial con respecto a la secciïn de tuberïa, mediante lo cual la fuente de rayos X direccional dirige rayos X en la soldadura circunferencial de tuberïa desde una distancia sustancialmente constante alrededor de la soldadura, y un sistema detector RTR situado de manera externa a la soldadura de tuberïa.

El uso de una disposiciïn de este tipo permite reducir el tiempo de ciclo de los sistemas de inspecciïn de soldaduras RTR, particularmente en grandes tuberïas con un diïmetro de, por ejemplo, 60, 96 cm (24 pulgadas) o mïs, ya que la fuente de rayos X estï mïs cerca del detector RTR. La radiografïa de tuberïas con un diïmetro mïs pequeïo tambiïn puede beneficiarse con esta invenciïn.

Usando esta tïcnica, los niveles de intensidad de rayos X en el sistema de detecciïn RTR aumentan significativamente en comparaciïn con una fuente de rayos X panorïmica utilizada de manera convencional (por ejemplo, diez veces en una tuberïa con un diïmetro de 1, 22 m (48 pulgadas) ) , eliminïndose los efectos de la inversa de los cuadrados o de la reducciïn de flujo en diïmetros de tuberïa mïs grandes. La velocidad de exploraciïn del detector RTR con un grosor de pared constante solo estï relacionada con la circunferencia de la tuberïa. Esto permite inspeccionar rïpidamente soldaduras circunferenciales de tuberïas de gran diïmetro con un ïnico detector RTR que explora una soldadura en sincronizaciïn con una fuente de rayos X montada en un vehïculo oruga adecuado dotado de rayos X.

Breve descripciïn de los dibujos 45 [0006] A continuaciïn se describirï en detalle, a modo de ejemplo, una realizaciïn preferida de la invenciïn haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra una vista en secciïn transversal a travïs de una tuberïa en la que un aparato que 50 representa la presente invenciïn estï posicionado con un sistema de detecciïn de rayos X montado de manera externa a la tuberïa.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de la misma tuberïa.

La figura 3 muestra una vista de extremo dentro de la tuberïa con el cabezal del vehïculo oruga en diferentes posiciones.

La figura 4 muestra la invenciïn en una fïbrica de tuberïas o un depïsito de tuberïas, donde dos o tres longitudes de tuberïa se unen normalmente entre sï antes de transportarse a la tuberïa en construcciïn.

Descripciïn detallada de una realizaciïn preferida [0007] El aparato comprende un chasis de vehïculo oruga convencional (1) , como se muestra en las figuras 1 y 2, del tipo usado en sistemas de la tïcnica anterior. Consiste en un cuerpo de chasis principal, accionamientos por

motor/caja de engranajes 22 y ruedas motrices en la parte delantera y en la parte trasera, una caja de baterïa 24 para alimentar la fuente de rayos X y los motores. El vehïculo oruga es controlado mediante un panel de control elïctrico que contiene un controlador de rayos X, un controlador de lïgica programable (PLC) , accionamientos por motor e interfaces.

La parte delantera del chasis difiere de los diseïos convencionales en que incluye un punto de montaje robusto para un mecanismo giratorio desalineado. Este mecanismo, a modo de ejemplo, comprende un motor de engranajes giratorio (2) soportado en un bastidor robusto (3) fijado firmemente al chasis del vehïculo oruga. El ïrbol del motor de engranajes estï fijado a un elemento giratorio o disco (4) .

El elemento giratorio (4) presenta una base de soporte montada de manera desalineada (30) que porta una fuente de rayos X (5) . Esta base de soporte tambiïn porta un inclinïmetro (6) y un detector de rayos gamma (7) . Un dispositivo de ajuste de altura incorporado en el bastidor (3) permite mover la posiciïn del elemento giratorio con respecto al eje de rotaciïn del motor 2, alrededor del cual gira, moviendo de este modo la base de soporte 30 radialmente hacia dentro y hacia fuera en la tuberïa para permitir el ajuste de la posiciïn de la fuente de rayos X con respecto a la pared interior de la tuberïa para diferentes diïmetros de tuberïa y diferentes separadores de pared interna de tuberïa necesarios para conseguir los criterios deseados de prestaciones radiogrïficas.

El ciclo de inspecciïn propuesto es el siguiente.

El vehïculo oruga dotado de rayos X recibe la indicaciïn de que avance a lo largo del interior de una tuberïa mediante un dispositivo de seïalizaciïn gamma convencional (9) , manejado de manera externa a la tuberïa o mediante otros medios tales como, pero sin estar limitados a, radio, ondas magnïticas o ultrasonidos.

Durante el avance del vehïculo oruga hacia una soldadura que va a inspeccionarse, un inclinïmetro (6) ajusta continuamente la orientaciïn radial del tubo de rayos X, de manera que su ventana de salida de haz estï siempre orientada en la misma direcciïn. Por ejemplo, esto podrïa realizarse hacia la parte superior de la posiciïn de la tuberïa. Esta tïcnica garantiza ademïs que el detector de rayos gamma (7) estï en una posiciïn adecuada, por ejemplo para que pueda detectar al dispositivo externo de seïalizaciïn gamma (9) .

A modo de ejemplo, la figura 1 muestra el dispositivo de seïalizaciïn gamma (9) encima de la tuberïa. A medida que el vehïculo oruga dotado de rayos X se aproxima al dispositivo de seïalizaciïn gamma (9) , el detector de rayos gamma (7) identifica las seïales de pico de dos dispositivos de detecciïn individuales y separados colocados en el interior del detector de rayos gamma 7 en la parte delantera y en la parte trasera de un alojamiento. Un controlador de lïgica programable (PLC) usa estas seïales para posicionar el vehïculo oruga lenta y

correctamente moviendo las ruedas motrices tanto en el sentido de avance como de retroceso para colocar ambos detectores de rayos gamma directamente bajo del haz emitido desde el dispositivo externo de seïalizaciïn gamma (9) . Esta posiciïn se consigue cuando las seïales en cada dispositivo de detecciïn son idïnticas. La posiciïn del dispositivo de seïalizaciïn gamma (9) seleccionada de esta manera sitïa el centro del haz de rayos X direccional en una posiciïn que permite su penetraciïn en la pared de la tuberïa en el centro de la soldadura cuando los detectores 45 de rayos gamma estï colocados de esta manera. Esto se produce debido a que los rayos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato de inspecciïn de rayos X para inspeccionar soldaduras circunferenciales de tuberïa en una tuberïa que presenta una pared de tuberïa y que comprende una primera secciïn de tuberïa y una segunda secciïn de tuberïa, donde la primera secciïn de tuberïa presenta un extremo abierto y estï soldada a la segunda secciïn de tuberïa mediante una de dichas soldaduras circunferenciales de tuberïa, comprendiendo el aparato:

a) una fuente de rayos X direccional (5) , donde la fuente de rayos X direccional puede moverse radialmente dentro de la tuberïa hasta una distancia deseada desde la pared de tuberïa,

b) medios para introducir (1) la fuente de rayos X direccional en el extremo abierto de la primera secciïn de tuberïa, c) medios para alinear (6) una direcciïn de rotaciïn de la fuente de rayos X (5) , d) medios para alinear la fuente de rayos X direccional con un detector externo de rayos X (10) , e) medios para rotar la fuente de rayos X direccional (2, 4) y el detector externo de rayos X (11, 12) 360ï de manera sustancialmente coaxial con respecto a la secciïn de tuberïa dentro de la cual la fuente de rayos X estï posicionada y sustancialmente de manera sincronizada entre sï, f) medios para muestrear (10) datos detectados por el detector de rayos X.

2. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 1, en el que la fuente de rayos X 20 direccional puede rotar a dicha distancia deseada desde la pared de tuberïa.

3. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 1 ï 2, en el que los medios que alinean la fuente de rayos X con el detector de rayos X comprenden una fuente de rayos gamma (9) montada de manera externa a la tuberïa y un detector de rayos gamma (7) montado en la fuente de rayos X direccional.

4. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los medios que alinean la fuente de rayos X direccional (5) con el detector externo de rayos X (10) comprenden medios para rotar la fuente de rayos X direccional en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj, medios para determinar cuïndo la intensidad de los rayos X detectados por el detector de rayos X

atraviesan un umbral en cada direcciïn, de manera que la posiciïn de rotaciïn de la fuente de rayos X puede posicionarse de manera sustancialmente equidistante a los dos umbrales.

5. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los medios para introducir la fuente de rayos X direccional en el extremo abierto de la primera secciïn de tuberïa 35 comprenden un vehïculo oruga (1) que se desplaza a lo largo del interior de la secciïn de tuberïa.

6. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los medios para introducir la fuente de rayos X en la secciïn de tuberïa comprenden un brazo de soporte de carga que puede introducirse en la secciïn de tuberïa.

7. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 6, en el que el brazo de soporte de carga estï montado en una cruceta de soporte que se mueve dentro de la tuberïa sobre ruedas de soporte.

8. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que

comprende ademïs un elemento giratorio que presenta una base de soporte montada de manera desalineada (30) , en el que la base de soporte puede moverse radialmente y en el que la fuente de rayos X direccional (5) estï dispuesta sobre la base de soporte.

9. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 8, que comprende ademïs un motor de 50 engranajes giratorio (2) con un ïrbol de motor de engranajes, estando fijado el ïrbol de motor de engranajes al elemento giratorio (4) .

10. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 5, en el que el vehïculo oruga comprende un chasis (1) en el que estï montado un mecanismo giratorio desalineado. 55

11. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 10, en el que el mecanismo giratorio desalineado comprende:

(a) un motor de engranajes giratorio (2) que presenta un ïrbol de motor de engranajes;

(b) un bastidor (3) fijado al chasis (2) , donde el motor de engranajes giratorio estï soportado en el bastidor;

(c) un elemento giratorio (4) al que estï fijado el ïrbol de motor de engranajes.

12. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 11, en el que el elemento giratorio 5 presenta una base de soporte montada de manera desalineada (3) sobre la que estï soportada la fuente de rayos X.

13. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 12, en el que una posiciïn del elemento giratorio puede moverse con respecto a un eje de rotaciïn del motor de engranajes giratorio para mover la base de soporte montada de manera desalineada hacia dentro y hacia fuera.

14. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 13, que comprende ademïs un dispositivo de ajuste de altura para mover el elemento giratorio.

15. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que 15 dichos medios que alinean la direcciïn de rotaciïn de la fuente de rayos X comprenden un inclinïmetro (6) .

16. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en el que dichos medios que alinean la direcciïn de rotaciïn de la fuente de rayos X comprenden un inclinïmetro (6) , y en el que el inclinïmetro es portado por la base de soporte (3) .

17. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 3, en el que la fuente de rayos gamma estï montada en una superficie externa de la pared de tuberïa, en el que el detector de rayos gamma (7) presenta un alojamiento con una parte delantera y una parte trasera que estïn separadas axialmente entre sï, y en el que el detector de rayos gamma comprende dos dispositivos de detecciïn individuales y separados ubicados dentro del

detector de rayos gamma (7) en la parte delantera y la parte trasera del alojamiento.

18. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 17, en el que el detector de rayos gamma estï adaptado para identificar seïales de pico procedentes de los dos dispositivos de detecciïn.

19. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que los medios para rotar el detector de rayos X externo comprenden una banda de acero (11) sobre una superficie externa de la pared de tuberïa, y un sistema de cremallera (12) para accionar el detector de rayos X externo alrededor de la superficie externa de la pared de tuberïa.

20. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el detector externo de rayos X comprende un dispositivo de carga acoplada (CCD) de mïltiples lïneas.

21. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en el que la fuente de rayos X direccional estï adaptada para emitir un haz en abanico colimado (32) y el detector externo de 40 rayos X presenta una ventana de entrada para recibir el haz en abanico colimado.

22. Un aparato de inspecciïn de rayos X segïn la reivindicaciïn 21, en el que una pantalla de absorciïn de radiaciïn (14) estï acoplada a la ventana de entrada del detector externo de rayos X.