Procedimiento y aparato para inspección externa de soldadura de tubería.

Aparato para inspección externa de una soldadura circunferencial de tubería que comprende un carril para sujeción alrededor de la tubería,

y una fuente de radiación y un detector de radiación que pueden montarse independientemente sobre el carril en lados externos opuestos de la soldadura de tubería y móviles de forma independiente circunferencialmente alrededor del carril, medios para mover la fuente y el detector una con respecto al otro en el sentido de y en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de una posición inicial mientras muestrean la radiación detectada en una serie de posiciones para determinar una posición de intensidad máxima de la señal de radiación detectada, con lo que el punto central de la fuente de radiación puede localizarse y la fuente y el detector alinearse sustancialmente entre sí, en el que la fuente de radiación es colimada en un estrecho haz en abanico que ilumina el detector de rayos X y el detector está protegido por una carcasa de metal pesado que absorbe la radiación para reducir la dispersión de los rayos X, y que comprende además medios para mover la fuente y el detector, alineados de este modo, circunferencialmente alrededor de la soldadura mientras permanecen sustancialmente en alineamiento.

Procedimiento y aparato para inspección externa de soldadura de tubería 5 Campo de la invención

[1] Esta invención se refiere a un procedimiento y un aparato para inspección externa de una soldadura de tubería, tal como puede realizarse usando rayos X digitales en tiempo real.

Antecedentes de la invención

[2] Las tuberías del tipo usado para transportar materiales tales como gas, petróleo, etc., a lo largo de grandes distancias están formadas por secciones de tubería metálicas. Éstas se unen entre sí con soldaduras. En la mayoría de las situaciones, las tuberías se construyen añadiendo secciones secuencialmente, una sección detrás de

otra. Cuando se ha añadido una sección, ésta es soldada a la sección precedente. Dado que el extremo de la sección recién añadida está abierto, es posible inspeccionar la soldadura desde ambos extremos, y esto se realiza convencionalmente usando penetración por rayos X de la soldadura y un sistema de detección adecuado, tal como una película sensible a los rayos X. En algunas situaciones, el acceso interno es difícil de obtener. Por ejemplo, donde una tubería tiene que pasar por debajo de una carretera, la tubería puede construirse de manera 2 convencional a ambos lados de la carretera y posteriormente puede cavarse un túnel por debajo de la carretera a través del cual puede hacerse pasar una sección de tubería que, a continuación, se conecta a las secciones de tubería a ambos lados. Cuando esto está hecho, a menudo no es posible obtener acceso interno a la tubería para inspección de la soldadura usada para conectar las secciones de tubería. Por lo tanto, se debe proporcionar un sistema de inspección completamente externo a la tubería.

[3] Convencionalmente, dichas soldaduras han sido inspeccionadas usando una fuente radiactiva de haz ancho de alta intensidad tal como rayos X o rayos gamma para penetrar en ambas paredes de la tubería y para exponer una placa de película sensible a rayos X/rayos gamma en el lado opuesto de la tubería a la fuente de rayos x/rayos gamma.

[4] Para obtener una imagen completa de la soldadura, se requieren una pluralidad de exposiciones y seis o más no es algo fuera de lo común, dependiendo del diámetro de la tubería. Esto es para permitir que la soldadura sea inspeccionada en todas las posiciones alrededor de la circunferencia de la tubería. La naturaleza de haz ancho de la fuente también requiere que las exposiciones sean relativamente largas y la zona de exclusión de

radiación que es necesario proporcionar alrededor de la fuente de rayos X/rayos gamma es, por lo tanto, cara.

[5] El documento US514293 desvela un conjunto de escáner de tubería que puede usarse para inspección externa de una soldadura circunferencial de tubería. Una fuente de radiación y un detector de radiación son móviles circunferencialmente de forma independiente y también pueden moverse mientras permanecen

sustancialmente en alineamiento.

[6] El documento EP1837644 muestra un sistema para determinar una posición de intensidad máxima de una señal de radiación. Además, el documento JP93433 muestra un sistema de TC de rayos X en el que un dispositivo y un detector de rayos X están montados sobre un rotor y pueden moverse alrededor de un objeto.

Resumen de la invención

[7] Realizaciones preferidas de la presente invención proporcionan, en sus diversos aspectos, un procedimiento y aparato para inspección externa en tiempo real de la integridad de las soldaduras circunferenciales

en tuberías. La necesidad de usar una fuente interna de rayos X de fuente de rayos X o rayos gamma de haz ancho es eliminada. Las realizaciones también buscan eliminar el uso de placas de película de rayos X/rayos gamma y los productos químicos asociados requeridos para su procesamiento.

[8] Un aspecto de la presente invención proporciona un aparato para inspección externa de una 55 soldadura circunferencial de tubería que comprende un carril para sujetar alrededor de la tubería, y una fuente de

radiación y un detector de radiación montable independientemente sobre el carril en lados externos opuestos de la soldadura de tubería y móvil independientemente de forma circunferencial alrededor del carril, medios para mover la fuente y el detector una con respecto al otro en el sentido de y en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de una posición inicial mientras se muestrea la radiación detectada en una serie de posiciones para determinar una 6 posición de intensidad máxima de la señal de radiación detectada, con lo que el punto central de la fuente de radiación puede localizarse y la fuente y el detector alinearse sustancialmente entre sí, en el que la fuente de radiación está colimada en un estrecho haz en abanico que ilumina el detector de rayos X y el detector está protegido por una carcasa de metal pesado que absorbe la radiación para reducir la dispersión de rayos X, y que comprende además medios para mover la fuente y el detector alineados de este modo circunferencialmente 65 alrededor de la soldadura mientras permanecen sustancialmente en alineamiento.

Breve descripción de los dibujos

[9]

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una realización de la invención;

La figura 2 muestra una vista de la realización de la figura 1 sujeta alrededor de una soldadura circunferencial de tubería y acoplada a una estación de registro; y

La figura 3 muestra una realización de un detector de rayos X para uso en el sistema de la figura 2.

Descripción detallada de realizaciones preferidas

[1] La vista en perspectiva de una realización de la invención en la figura 1 muestra los siguientes 15 elementos. Un conjunto de detección de rayos X incluye un sensor de detección de rayos X 1 acoplado a un equipo

de recogida de imágenes 2. El sensor de detección de rayos X 1 y el equipo de recogida de imágenes 2 están montados en un armazón tubular protector 1. El conjunto de detección de rayos X 3 está unido a un carrito motorizado 4 que es móvil de forma controlada alrededor de una banda o carril impulsora 7. Esta banda o carril impulsora puede sujetarse alrededor de una tubería cuyas soldaduras requieren inspección. La sujeción del carril 2 alrededor de la tubería se consigue proporcionando el carril en dos partes que están conectadas mediante una bisagra en la ubicación 12 y se fijan alrededor del carril 7 mediante dispositivos de fijación 14.

[11] También montado de forma que pueda moverse sobre el carril 7 mediante el carrito motorizado 6 hay un conjunto de fuente de rayos X 16 que comprende una fuente de rayos X 5. Los carritos motorizados 4 y 6 pueden

estar controlados en sincronía para mover el conjunto de detección de rayos X y el conjunto de fuente de rayos X alrededor del carril para inspeccionar la soldadura. La fuente de rayos X y el detector de rayos X están montados sobre sus respectivos conjuntos en posiciones longitudinalmente separadas a lo largo de líneas paralelas al eje del carril externo 7 de modo que el carril no esté entre la fuente de rayos X y el detector de rayos X.

[12] El carril está situado alrededor de la tubería mediante postizos de montaje 18 que separan al carril radialmente de la tubería permitiendo de este modo que el conjunto de detección de rayos X y el conjunto de fuente de rayos X estén montador firmemente sobre el carril mediante sus carritos motorizados. Los conjuntos de fuente de rayos X y detector de rayos X pueden moverse a continuación de forma controlada alrededor del carril en sincronía para inspeccionar una soldadura circunferencial.

[13] El detector de rayos X comprende un sensor de rayos X altamente sensible y el equipo de recogida de imágenes 2 comprende un digitalizador y convertidor de comunicación en serie. Preferentemente, el conjunto de detector de rayos X se refrigera a una temperatura constante para garantizar el funcionamiento estable. Esto se consigue mediante el uso de fluido refrigerante que pasa a través del armazón tubular 3.

[14] El detector de rayos X usado tiene capacidades de resolución y contraste que son de forma preferente sustancialmente similares a la de placas de película de rayos X de velocidad media. En algunas aplicaciones, pueden requerirse diferentes sensibilidades. El detector de rayos X es suficientemente sensible para ser capaz de recoger cuantos de rayos X varios órdenes mejor que lo que placas de película de rayos X convencionales son

capaces de detectar.

[15] El detector de rayos X se basa en una versión altamente personalizada de un producto existente usado en odontología y diseñado específicamente para rayos X panorámicos de alta velocidad a dosis baja. Este producto... [Seguir leyendo]

1. Aparato para inspección externa de una soldadura circunferencial de tubería que comprende un carril para sujeción alrededor de la tubería, y una fuente de radiación y un detector de radiación que pueden montarse

independientemente sobre el carril en lados externos opuestos de la soldadura de tubería y móviles de forma independiente circunferencialmente alrededor del carril, medios para mover la fuente y el detector una con respecto al otro en el sentido de y en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de una posición inicial mientras muestrean la radiación detectada en una serie de posiciones para determinar una posición de intensidad máxima de la señal de radiación detectada, con lo que el punto central de la fuente de radiación puede localizarse y la fuente y 1 el detector alinearse sustancialmente entre sí, en el que la fuente de radiación es colimada en un estrecho haz en abanico que ilumina el detector de rayos X y el detector está protegido por una carcasa de metal pesado que absorbe la radiación para reducir la dispersión de los rayos X, y que comprende además medios para mover la fuente y el detector, alineados de este modo, circunferencialmente alrededor de la soldadura mientras permanecen sustanclalmente en alineamiento.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la fuente de radiación y el detector de radiación son portados, cada uno, por carritos motorizados respectivos que son móviles de forma controlada alrededor de un carril que está montado alrededor de la soldadura circunferencial de tubería.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que el carril está montado de forma amovible alrededor de la

soldadura circunferencial de tubería.

4. Aparato según las reivindicaciones 2 ó 3, en el que el carril está separado de la tubería por una pluralidad de postizos de montaje.

5. Aparato según las reivindicaciones 2, 3 ó 4, en el que la fuente de radiación y el detector de radiación son móviles de forma controlada en sincronización alrededor del carril.

6. Aparato según las reivindicaciones 2, 3, 4 ó 5, en el que el carril comprende dos partes conectadas de 3 forma articulada, con lo que el carril puede situarse alrededor de la tubería y fijarse a ella.

7. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que el detector de radiación está enfocado sobre una sección estrecha de la soldadura circunferencial de tubería, y el detector lee datos de la sección de la soldadura circunferencial de tubería sobre la que está enfocado a medida que se mueve alrededor de la soldadura,

produciendo de este modo un conjunto lineal de datos de detección relativos a la Integridad de la soldadura.

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que la fuente de radiación comprende una fuente de rayos Xy el detector de radiación comprende un convertidor de rayos X en luz sobre el que caen los rayos X y que transmite luz a través de un bloque de fibra óptica que absorbe radiación a un dispositivo acoplado por carga (CCD) que

detecta la intensidad de la luz.

9. Aparato según la reivindicación 8, en el que el CCD comprende a una matriz bidimensional de elementos del detector y la carga muestreada por el CCD es muestreada en sincronización, fila a fila con el movimiento mecánico del CCD sobre un número predeterminado de filas de la matriz, y la carga muestreada en

cada posición de cada fila se acumula en una pluralidad de registros respectivos.

1. Aparato según la reivindicación 9, en el que la señal resultante producida a partir de la acumulación de carga sobre el número predeterminado de filas del dispositivo CCD es una única fila de salida, que contiene la acumulación de carga total a partir del número predeterminado de filas seleccionadas para la inspección de la

soldadura.

11. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 1, que incluye medios para refrigerar el detector

de radiación.

12. Aparato según cualquier reivindicación anterior, que comprende al menos dos detectores de radiación

adicionales situados a ambos lados del primer detector de radiación y móviles circunferencialmente alrededor de la soldadura con el primer detector de radiación.

13. Aparato según la reivindicación 12, en el que datos muestreados por cada uno de los detectores de

radiación en cada una de una pluralidad de posiciones alrededor de la soldadura de tubería circunferencial se suman para cada posición.