BR102018016952A2 - Sistema de inspeção e monitoramento de tubulações em movimento - Google Patents
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Abstract
formado por sistema de inspeção baseado no princípio de medição laser e visão computacional, composto por câmeras de alta definição e projetores laser, os quais projetam pontos e/ou linhas e/ou malhas lasers na superfície externa da capa do riser e, a partir da alteração do laser projetado, pode-se mensurar variações de diâmetro, que são capturadas por câmeras e analisadas por software proprietário, gerando alerta ao operador, indicando alguma anomalia fora da tolerância, sendo previsto ainda sistema de monitoramento formado por, no mínimo, três câmeras de alta definição, posicionadas de maneira a registrar toda a extensão circunferencial da tubulação em movimento, sendo possível a indicação da posição radial e longitudinal na tubulação de gravação da imagem ou da anomalia detectada.
Description
SISTEMA DE INSPEÇÃO E MONITORAMENTO DE TUBULAÇÕES EM MOVIMENTO
CAMPO DE APLICAÇÃO
[0001] Trata o presente relatório descritivo de patente de invenção de sistema de inspeção e monitoramento de tubulações em movimento, e, mais particularmente, de sistema de inspeção dimensional e sistema de monitoramento visual da capa externa do riser durante a entrada das tubulações na embarcação, podendo ainda ser adaptado à linha de fabricação ou qualquer outra aplicação onde ocorra a necessidade de inspeção e de monitoramento de tubulações em movimento.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0002] O presente sistema de inspeção e monitoramento de tubulações em movimento é composto por dois equipamentos, sendo um de inspeção e outro de monitoramento.
[0003] O sistema de inspeção é baseado no princípio de medição laser e visão computacional, sendo composto por câmeras de alta definição e projetores laser, simulando scanner laser 3D.
[0004] Através do equipamento de inspeção são projetados pontos e/ou linhas e/ou malhas lasers na superfície da capa do riser e, a partir da variação do diâmetro externo da tubulação, através da alteração do laser projetado, é possível mensurar variações de diâmetro, as quais são capturadas por câmeras e analisadas por software proprietário, gerando alerta ao operador quando alguma anomalia, fora da tolerância pré-estabelecida no software, é detectada.
[0005] Através deste equipamento, juntamente com o software, pode-se realizar a inspeção dimensional da parte externa de uma tubulação em movimento.
[0006] O sistema de monitoramento é composto por, no mínimo, três câmeras de alta definição, por exemplo, HD-SDI (High Definition Serial Digital Interface), posicionadas de forma a registrar toda a circunferência da tubulação em movimento.
[0007] Devido ao fato das condições climáticas poderem influenciar na qualidade dos dados coletados, é prevista cobertura de proteção do equipamento de inspeção durante o processo de projeção laser e aquisição de dados.
[0008] O software permite determinar as características toleráveis, e qualquer medida que não for aceitável acionará alerta visual e/ou sonoro, sendo possível ainda parar o sistema, caso seja necessário.
[0009] É prevista ainda a indicação da posição radial e longitudinal da tubulação relativa à gravação da imagem ou da anomalia detectada.
[0010] O registro das imagens adquiridas pelas câmeras é realizado por meio de interface de visualização e gravação, empregando equipamentos eletrônicos capazes de suportar imagens em alta definição.
[0011] As imagens geradas são armazenadas em disco rígido (HD), e podem ser transferidas para mídias móveis (pen drive, HD externo, DVD e outros) e discos virtuais (armazenamento na nuvem).
ANTECEDENTES DA TÉCNICA
[0012] Ao se comparar os procedimentos atuais empregados durante a entrada das tubulações na embarcação, onde o observador se posiciona próximo à tubulação em deslocamento, para proceder à varredura visual, enquanto se processa o carregamento, relativamente ao sistema proposto pela presente invenção, se observa grande evolução, visto que na técnica anterior o observador não consegue cobrir toda a circunferência externa da tubulação, além de não dispor de meios capazes de medir e registrar, em tempo real, o diâmetro externo da tubulação e/ou as suas condições superficiais.
[0013] Conhece-se do estado da técnica o desenvolvimento proposto através do documento de patente KR101377454, o qual descreve método e aparelho para armazenar dados e exibir a localização de defeitos durante a verificação por meio do detetor automático de falhas ultrasônico, que pode executar, automaticamente, uma inspeção mais precisa do contorno da área defeituosa pela varredura frontal e traseira, e pela varredura deslizante de uma sonda. O detetor automático de falha ultrasônico realiza inspeção não destrutivamente utilizando sonda e meio de contato. O detetor automático de falhas ultra-sónico compreende uma parte horizontal e parte vertical acoplada em ambos os lados da parte horizontal, incluindo corpo principal; dispositivo móvel com roda de ligação ao motor de acionamento montada nos lados dianteiro e traseiro do corpo principal acionando, por correntes ou correias, as rodas; dispositivo de injeção do meio de contato que inclui tubo de pulverização com pluralidade de bocais montados frontalmente ao corpo principal; tanque de armazenamento com bomba montada no mesmo, e mangueira ligada ao tubo de pulverização a partir da bomba; dispositivo de varredura de ultrassom montado no corpo principal para realizar pré-escaneamento, pós-escaneamento e o escaneamento da sonda em contato com um lado do objeto inspecionado usando ondas ultrassônicas; câmera conectada à parte inferior da parte horizontal do corpo principal que registra o estado de aplicação e o estado de progresso da inspeção do meio de contato em contato com a sonda; dispositivo fixo na superfície inferior da porção horizontal do corpo principal irradiando luz para a região de inspeção e de contato da sonda; apontador laser para orientar o percurso da inspeção com base na porção central do objeto inspecionado; solenóide que aciona a bomba do tanque de armazenamento e solenóide conectado ao tubo de pulverização da bomba, cuja ponta é composta por tubo de ejeção e está localizada de um lado do dispositivo de exibição da posição do defeito, dito detetor automático de falha ultrasônico tendo controle principal que controla cada função enquanto monitora a operação do dispositivo de deslocamento; a ejeção do meio de contato; a transmissão do sinal de imagem da câmera; a operação do iluminador, e a operação do dispositivo de digitalização. O detector automático de falha ultrasônicos compreende ainda dispositivo de pré-aquecimento para resolver o problema da fraca aplicação do meio de contacto devido à baixa temperatura de superfície da área de contato da sonda. É fornecido ainda processo de injeção do meio de contato para realizar inspeção não destrutiva utilizando ondas ultrassônicas; processo para espalhar uniformemente o meio de contato; processo de inspeção pré e pós. A estrutura defeituosa pode ser monitorada de forma contínua, e o processo de armazenar os dados e exibir a localização do defeito também pode ser realizado de forma contínua, a contaminação em torno do corpo de inspeção pelo meio de contato pode ser minimizada e a eficiência melhorada.
[0014] Não obstante aos resultados técnicos obtidos através do emprego do método e do aparelho para armazenar dados e exibir a localização de defeitos durante a verificação por meio do detetor automático de falhas ultrasônico, proposto pelo documento de patente anteriormente descrito, este apresenta as seguintes deficiências: [0015] Emprega técnica de ultrassom para detecção de descontinuidades internas aos revestimentos;
[0016] Analisa a energia e o tempo de reflexão de ondas ultrassônicas para detectar as descontinuidades;
[0017] Utiliza cabeçote de ultrassom para fazer a leitura dos sinais;
[0018] Utiliza medidor de ultrassom para analisar os dados e apresentar os gráficos/dados ao operador;
[0019] O cabeçote reduz a contaminação da superfície;
[0020] A câmera contida no robô tira fotos do estado do serviço;
[0021] O laser serve apenas de guia visual para as imagens geradas;
[0022] Utiliza carbometil celulose, glicerina ou lubrificantes para realizar o acoplamento do cabeçote, e [0023] O equipamento se locomove em relação à tubulação.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[0024] É objetivo principal da presente invenção propor sistema para a inspeção dimensional e o monitoramento visual da capa externa do riser durante a entrada das tubulações na embarcação.
[0025] Outro objetivo da presente invenção é propor a integração entre os sistemas de inspeção e de monitoramento, pela qual as imagens geradas são imagens cruas e diretas da tubulação para analise visual e seu registro, sendo a medição realizada por câmeras próprias para esta finalidade.
[0026] Outro objetivo da presente invenção é propor a utilização de visão computacional para a realização da medição.
[0027] Dentre as vantagens alcançadas pelo sistema para a inspeção dimensional e o monitoramento visual de tubulações em movimento da presente invenção destacam-se: [0028] Utiliza técnica de projeção laser para detecção de descontinuidades na parte externa de revestimentos;
[0029] Utiliza variação da projeção laser para detecção de descontinuidades na parte externa;
[0030] Utiliza câmera para a leitura dos dados;
[0031] Utiliza software proprietário para analise e apresentação de gráficos, dados, resultados e relatórios ao operador;
[0032] O laser não toca na superfície e, desta forma, não a contamina;
[0033] As câmeras gravam imagens de 360° da tubulação de alta definição e as transmitem em tempo real;
[0034] O laser é projetado para a realização das medições;
[0035] Não utiliza nenhum acoplante;
[0036] O equipamento permanece estático enquanto a tubulação se move; [0037] Através do equipamento do sistema de inspeção é projetado laser (pontos, linhas ou malha) na superfície do revestimento e, pelas variações do diâmetro externo da tubulação, é possível mensurar as descontinuidades;
[0038] O equipamento é ajustável ao diâmetro do revestimento a ser inspecionado;
[0039] O software captura e analisa as imagens gerando gráficos e dados para analise;
[0040] O sistema de monitoramento emprega, no mínimo, três câmeras montadas de forma a monitorar 360° da superfície externa da tubulação;
[0041] É prevista cobertura de proteção contra intempéries, como, por exemplo, chuvas, ventos e outros, e contra influencias externas, como, por exemplo, excesso de claridade;
[0042] O software proprietário permite ao operador/inspetor determinar as características admissíveis;
[0042] No caso de existência de descontinuidades é acionado alerta visual e/ou sonoro;
[0043] É indicada a posição radial e longitudinal da tubulação onde foi gravada a imagem ou detectada a anomalia;
[0044] O registro das imagens adquiridas é realizado através interface de visualização e gravação, empregando equipamentos eletrônicos capazes de suportar a qualidade das imagens em alta definição, e [0045] As imagens geradas podem ser armazenadas em disco rígido (HD), mídias móveis (pen drive, HD externo, DVD e outros) e discos virtuais (armazenamento na nuvem).
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0046] Para um melhor entendimento do presente sistema de inspeção e monitoramento de tubulações em movimento, faz-se referência aos desenhos em anexo, onde: [0047] A figura 1 ilustra uma vista lateral esquemática do sistema de inspeção e monitoramento de tubulações em movimento da presente invenção;
[0048] A figura 2 ilustra uma vista frontal esquemática do sistema de inspeção de tubulações em movimento da presente invenção;
[0049] A figura 3 ilustra uma vista lateral esquemática do sistema de inspeção de tubulações em movimento da presente invenção;
[0050] A figura 4 ilustra uma vista frontal esquemática do sistema de monitoramento de tubulações em movimento da presente invenção;
[0051] A figura 5 ilustra uma vista lateral esquemática do sistema de monitoramento de tubulações em movimento da presente invenção;
[0052] As figuras 6 a 9 ilustram exemplos de mensuração dos defeitos detectados;
[0053] As figuras 10 a 13 ilustram exemplos das imagens dos defeitos detectados por projeções lasers de pontos, linhas, linhas cruzadas e malhas;
[0054] A figura 14 ilustra exemplo de gráfico gerado pelo sistema de inspeção e monitoramento de tubulações em movimento da presente invenção, e [0055] A figura 15 ilustra fluxograma da visão computacional do sistema de inspeção e monitoramento de tubulações em movimento da presente invenção.
DESCRIÇÃO PREFERIDA DA INVENÇÃO
[0056] Em conformidade com o quanto ilustram as figuras em anexo, o sistema de inspeção e monitoramento de tubulações em movimento ora proposto é formado por interface de visualização e gravação (1) conectada, através de cabos (2), aos suportes (3) dos equipamentos de inspeção e monitoramento, aos quais são conectados encoders (4) que detectam a movimentação da tubulação (5).
[0057] O equipamento de inspeção é baseado no princípio de medição laser e visão computacional, sendo composto por câmeras de alta definição (6) e projetores laser (7) projetando pontos, linhas, linhas cruzadas ou malhas lasers na superfície externa da capa do riser.
[0058] O equipamento de monitoramento é composto por pelo menos três câmeras de alta definição (6') posicionadas de maneira a registrar toda a extensão circunferencial da tubulação em movimento.
[0059] Pela alteração do laser projetado, é possível mensurar a variação do diâmetro externo da tubulação, conforme ilustram as figuras 6 a 9.
[0060] Os desvios das projeções lasers capturadas pelas câmeras, quer sejam pontos, linhas, linhas cruzadas ou malhas, como exemplificadas nas figuras 10 a 13, são analisados por software proprietário.
[0061] O registro das imagens adquiridas pelas câmeras é realizado por meio de interface de visualização e gravação, empregando equipamentos eletrônicos capazes de suportar imagens em alta definição.
[0062] As imagens geradas são armazenadas em HD e podem ser transferidas para mídias móveis (pen drive, HD externo, DVD e outros) e discos virtuais (armazenamento na nuvem).
[0063] Um exemplo do gráfico gerado pelo sistema de inspeção é ilustrado na figura 14.
[0064] Através de software proprietário se consegue realizar a inspeção dimensional da circunferência externa da tubulação em movimento, a partir da obtenção das imagens das câmeras e da leitura do encoder, para identificação do local da projeção laser, sendo então calculada a distância radial baseada na distorção do laser, que, se estiver dentro da tolerância pré-estabelecida, determinará a continuidade da execução desta rotina do sistema, até ser verificada a ocorrência de resultado que esteja fora da tolerância pré-estabelecida, sendo emitido um alarme ao operador, e registrada a informação da distância associada ao encoder. Quando o encoder deixar de registrar a passagem da tubulação, o sistema é parado, sendo emitido um relatório da inspeção realizada.
[0065] O software proprietário permite ao operador/inspetor determinar as características toleráveis, sendo possível parar o sistema, caso necessário.
REIVINDICAÇÕES
Claims (11)
1. SISTEMA DE INSPEÇÃO E MONITORAMENTO DE TUBULAÇÕES EM MOVIMENTO, para a inspeção dimensional, com base no princípio de medição laser e visão computacional, e o monitoramento visual da capa externa do riser durante a entrada das tubulações na embarcação, caracterizado por ser formado por interface de visualização e gravação (1) conectada, através de cabos (2), aos suportes (3) dos sistemas de inspeção e de monitoramento, nos quais estão conectados encoders (4) que detectam a movimentação a tubulação (5).
2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o equipamento de inspeção ser composto por câmeras de alta definição (6) e projetores laser (7) sobre a superfície externa da capa do riser.
3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os projetores laser (7) poderem projetar pontos, linhas, linhas cruzadas ou malhas lasers sobre a superfície externa da capa do riser.
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o equipamento de monitoramento ser composto de pelo menos três câmeras de alta definição (6) posicionadas de maneira a registrar toda a extensão circunferencial da tubulação em movimento.
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a variação do diâmetro externo da tubulação ser mensurada a partir da alteração do laser projetado.
6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os desvios das projeções lasers serem capturadas pelas câmeras (6).
7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o registro das imagens adquiridas pelas câmeras ser obtido através de interface de visualização e gravação.
8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as imagens geradas serem armazenadas em HD, podendo ser transferidas para mídias móveis e discos virtuais.
9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o software proprietário realizar a inspeção dimensional da circunferência externa da tubulação em movimento, a partir da obtenção das imagens das câmeras e da leitura do encoder, para identificação do local da projeção laser, sendo calculada a distância radial baseada na distorção do laser, que, se estiver dentro da tolerância pré-estabelecida, determina a continuidade da execução desta rotina do sistema, até ser verificada a ocorrência de resultado que esteja fora da tolerância pré-estabelecida, quando será emitido alarme ao operador, e registrada a informação da distância associada ao encoder.
10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por quando o encoder deixar de registrar a passagem da tubulação, o sistema é parado, e é emitido relatório da inspeção realizada.
11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o software proprietário permitir determinar as características toleráveis.
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- 2019-08-16 WO PCT/BR2019/050344 patent/WO2020037387A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020037387A1 (en) | 2020-02-27 |
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Legal Events
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| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] |