BR112016014634B1 - Aparelho de escaneamento submarino - Google Patents

Aparelho de escaneamento submarino Download PDF

Info

Publication number
BR112016014634B1
BR112016014634B1 BR112016014634-4A BR112016014634A BR112016014634B1 BR 112016014634 B1 BR112016014634 B1 BR 112016014634B1 BR 112016014634 A BR112016014634 A BR 112016014634A BR 112016014634 B1 BR112016014634 B1 BR 112016014634B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
radiation
spacer
scanning apparatus
source
detector
Prior art date
Application number
BR112016014634-4A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112016014634A2 (pt
Inventor
James Campbell
Emanuele Ronchi
Original Assignee
Johnson Matthey Public Limited Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Matthey Public Limited Company filed Critical Johnson Matthey Public Limited Company
Publication of BR112016014634A2 publication Critical patent/BR112016014634A2/pt
Publication of BR112016014634B1 publication Critical patent/BR112016014634B1/pt

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/18Investigating the presence of flaws defects or foreign matter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/16Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being a moving sheet or film
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40Imaging
    • G01N2223/419Imaging computed tomograph
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60Specific applications or type of materials
    • G01N2223/628Specific applications or type of materials tubes, pipes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60Specific applications or type of materials
    • G01N2223/646Specific applications or type of materials flaws, defects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

aparelho e método de escaneamento. um aparelho de escaneamento para medir a atenuação de radiação que passa de uma fonte de radiação ao longo de um trajeto de radiação para um detector de radiação que compreende uma fonte de radiação; pelo menos um detector de radiação capaz de detectar radiação emitida pela dita fonte um processador de dados associado com dito pelo menos um detector de radiação para calcular uma propriedade do material presente em um trajeto de radiação linear entre dita fonte e dito pelo menos um detector; e um espaçador arranjado entre dita fonte e dito pelo menos um detector. o espaçador define um espaço que é capaz de excluir água e tem uma densidade média que é menor do que 1 gcm-3. a provisão de um espaçador no trajeto de radiação permite mais radiação ser passada ao longo do trajeto de radiação devido a água poder ser substituída por um material que é menos atenuante à radiação.

Description

[001] A presente invenção se refere a aparelhos para uso em água,por exemplo, escaneamento ou medição de instrumentos para uso em ambientes submarinos.
[002] Instrumentos de escaneamento podem ser usados em umavariedade de localizações que envolvem imersão em água, por exemplo para escanear tubulações e outros aparelhos usados no mar na indústria de produção de petróleo e gás. Métodos de escaneamento para determinar características estruturais ou composição de usinas e equipamento podem envolver a medição de radiação, por exemplo radiação gama, que passa através da parte que é escaneada. Quando a medição é realizada na água, a presença de água entre a fonte de radiação e o detector pode afetar a medição. Como um exemplo, tais medições podem derivar as características medidas de uma medição de densidade que é ela própria medida pela determinação da atenuação da radiação conforme passa através da parte escaneada. Quando a radiação passa através da água em adição à parte escaneada, a radiação é atenuada pela água de modo que a atenuação da radiação, devido à parte escaneada, seja mais difícil de determinar com precisão. Além disso, uma vez que a quantidade de radiação passa através de uma parte escaneada alcançar um detector de radiação pode ser menor se a parte for densa, a medição desta radiação fica difícil e sujeita a erro. Portanto, é vantajoso reduzir a quantidade de água através da qual radiação deve passar nestas operações de escaneamento.
[003] Um método particular de escaneamento de tubulações, quepode ser debaixo d’água, foi descrito no WO2013/064838. Neste método, uma fonte de radiação gama e uma série de detectores de radiação é girada em torno de uma parte a ser escaneada, tal como uma tubulação. A série de detector é precisamente arranjada com relação à fonte de modo que o escaneamento possa ser realizado em alta resolução. Tal aparelho de precisão é grande e caro de se construir. É, portanto, vantajoso ser capaz de usá-lo para escanear uma variedade de partes, por exemplo, tubulações de dimensões diferentes. Quando o aparelho de escaneamento é projetado para acomodar tubulações de diâmetros maiores pode também ser usado para escanear objetor de diâmetro menor. Entretanto, quando o aparelho é usado na água para escanear tubulações que são menores do que o diâmetro máximo para o qual o aparelho é projetado, uma porção significante do trajeto de radiação entre a fonte e um detector pode passar através da água, causando atenuação da radiação e consequentemente uma redução na radiação que é medida por um detector. Quando a quantidade de radiação detectada é menor, é necessário coletar radiação em um período de tempo mais longo a fim de obter um resultado de escaneamento de alta resolução, resultando em tempo de consumo maior e operações de escaneamento mais caras para uma dada quantidade de tubulação. Quando a quantidade de radiação detectada é menor, erros sistemáticos na medição podem dominar, tornando a medição extremamente difícil. É um objeto da invenção prover um aparelho e método melhorado para escaneamento.
[004] De acordo com a invenção, um aparelho de escaneamento paramedição da atenuação de radiação que passa de uma fonte de radiação ao longo de um trajeto de radiação para um detector de radiação compreende:a) uma fonte de radiação;b) pelo menos um detector de radiação capaz de detectar radiação emitida pela dita fonte;c) um processador de dados associado com dito pelo menos um detector de radiação para calcular uma propriedade do material presente em um trajeto de radiação linear entre dita fonte e dito pelo menos um detector;distinguido pelo fato de que dito aparelho compreende adicionalmente um espaçador arranjado entre dita fonte e dito pelo menos um detector, dito espaçador define um espaço que é capaz de excluir água e ter uma densidade média que é menor que 1 gcm-3.
[005] O espaçamento tem uma densidade média menor do que 1gcm-3. O espaçador pode ter uma densidade média < 0,75, especialmente < 0,5 gcm-3. O espaçador pode compreender um invólucro que fecha um vácuo ou um gás. Em tal modalidade, o gás pode compreender ar ou um gás inerte tal como nitrogênio ou hélio. Uma proporção do volume do espaçador pode ser preenchida por um material de espuma sólida. Materiais de espuma sólida adequados compreendem um material sólido que forma poros que são preenchidos com um gás ou um vácuo. O material sólido tipicamente compreende um polímero. O polímero pode compreender um polímero sintético, incluindo, por exemplo, um poliuretano. O material de espuma pode ser rígido ou flexível, isto é, elastomérico. O material de espuma pode ser fechado dentro de um invólucro que é impermeável a água. O espaçador pode ser formado a partir de um material de flutuabilidade comercial. Material de flutuabilidade comercialmente disponível do tipo que é projetado e vendido para uso com um ROV (Veículo submarino operado remotamente) pode ser particularmente adequado para algumas aplicações. Vários tipos deste material de flutuabilidade são oferecidos para venda por uma variedade de empresas.
[006] O invólucro pode ser rígido ou flexível. O invólucro pode serconformado para ser adaptado ou adaptável para o formato de uma parte do aparelho de escaneamento. O invólucro é formado a partir de um material que é impermeável a entrada de água no volume ocupado pelo espaçador. Materiais adequados podem incluir metal, por exemplo, aço ou alumínio, e materiais poliméricos, por exemplo, poliuretano, polietileno ou um compósito de polímero. O uso de um material metálico para formar uma parte do espaçador pode ser desvantajoso quando a radiação emitida pela fonte e detectada por um detector é atenuada por metal. Quando o aparelho de escaneamento opera pela detecção da radiação gama por pelo menos um detector, é preferível que o invólucro, se presente, seja formado, pelo menos parcialmente a partir de um material polimérico. O espaçador pode compreender uma parte que é formada a partir de um material diferente do invólucro ou do material de espuma. Por exemplo, um espaçador que é formado a partir de um material de invólucro polimérico pode incluir pelo menos uma porção que é formada a partir de um metal. Neste caso, é preferível que a porção metálica seja implantada fora do trajeto de radiação linear.
[007] O espaçador é preferivelmente capaz de manter seu formatoquando sujeito à compressão hidrostática, que é experimentada quando o aparelho de escaneamento é implantado na água. Quando pretende-se usar o aparelho de escaneamento em profundidades significativas, por exemplo, >1m, um invólucro rígido que é capaz de resistir pressão hidrostática sem se deformar significativamente pode ser preferido. Portanto, um invólucro de metal ou polimérico rígido pode ser preferido para tais aplicações.
[008] Mais de um espaçador pode ser associado com o aparelho deescaneamento. Um espaçador pode ser provido para ser posicionado entre a fonte de radiação e o objeto a ser escaneado. Um espaçador pode ser provido para ser posicionado entre um detector de radiação e o objeto a ser escaneado. Quando o aparelho de escaneamento é usado para escanear uma tubulação, espaçadores diferentes podem ser providos para se encaixar entre a fonte de radiação ou o detector de radiação e tubos de diferentes dimensões. Um espaçador pode ser montado no aparelho de escaneamento de modo que seja móvel com uma parte do aparelho de escaneamento. Um espaçador pode ser montado de forma fixa em relação à fonte. Um espaçador pode ser montado de forma fixa em relação a pelo menos um detector de radiação.
[009] Um espaçador pode ser formado a partir de uma pluralidade deporções de espaçador que são adaptadas para engatar uma a outra para formar um espaçador combinado que preenche um volume maior do que quaisquer das porções de espaçador separadas. Tubulações usadas na indústria podem ser de um relativamente número pequeno de tamanhos padrões. Espaçadores e porções de espaçador podem ser fabricados para acomodar diferentes tamanhos padrões de tubo dentro do diâmetro interno do espaçador e tendo um diâmetro externo para encaixar dentro do aparelho de escaneamento. As porções de espaçador podem ser fixadas uma a outra e ao aparelho de escaneamento por meio de fixações que podem ser operadas para anexar e desanexar os espaçadores e/ou porções de espaçador. As fixações são localizadas fora do trajeto de radiação, na medida do possível, a fim de evitar atenuação de radiação pelo material das fixações.
[0010] O espaçador deve contribuir com a flutuabilidade e guarnição do aparelho de escaneamento na água. O espaçador pode ser designado para ser de uma densidade e formato de forma a facilitar o posicionamento, orientação e/ou manobrabilidade do aparelho de escaneamento debaixo d’água. O espaçador pode compreender pesos removíveis a fim de ajustar a guarnição do aparelho de escaneamento.
[0011] O espaçador pode ser fixado ao objeto a ser escaneado. Em tal caso, a parte externa do espaçador é adaptada para se encaixar dentro do aparelho de escaneamento. A parte interna do espaçador é adaptada para se encaixar ao objeto a ser escaneado. O espaçador pode ser fixado ao objeto a ser escaneado, por exemplo, por meio de um ou mais grampos ou cabos. O espaçador pode ser encaixado ao objeto antes da operação de escaneamento ter começado. É preferido que o espaçador seja removido do objeto ou movido para uma parte diferente do objeto quando a operação de escaneamento estiver completa. Um método de escaneamento de um objeto de acordo com uma modalidade da invenção pode, portanto, compreender as etapas de anexação ao objeto um espaçador que define um espaço que é capaz de excluir água e tem uma densidade média que é menor que 1 gcm-3, colocando então um aparelho de escaneamento adjacente ao dito espaçador e realizando uma operação de escaneamento usando dito aparelho de escaneamento.
[0012] O aparelho de escaneamento pode compreender um aparelho de escaneamento de tubo do tipo descrito no WO2013/064838. Alternativamente, o aparelho de escaneamento pode compreender um aparelho diferente na qual radiação é usada para estimar a densidade ao longo de um trajeto através de um objeto ou estrutura.
[0013] Em um aparelho de escaneamento típico, a fonte pode ser alojada em uma unidade de fonte que compreende uma fonte de radiação de penetração, um suporte de fonte e um colimador. O colimador e suporte de fonte podem ser combinados. O colimador é formado de um material que está altamente atenuando à radiação emitida pela fonte e é normalmente formado de um material de liga pesada do tipo conhecido e comumente usado para blindar radiação de energia e tipo apropriado. O colimador é localizado e adaptado para limitar a radiação emitida pela unidade de fonte a um formato de e direção feixe predeterminada. Preferivelmente, o feixe de radiação é conformado pelo colimador para formar uma ventoinha, cone, tronco de cone ou seção em cada caso tendo a fonte como origem. Um formato de feixe preferido é um setor cilíndrico, isto é, um setor tendo uma espessura que não é plana. Preferivelmente, o feixe é colimado para prover uma área de feixe na localização do(s) detector(es) que tem(têm) o mesmo formato geral e área como a(s) superfície(s) de detecção combinada da série de detectores. A unidade de fonte pode ser montada em um suporte.
[0014] A fonte de radiação é selecionada pela transparência à radiação do(s) material(is) a serem medidos, por exemplo, um vaso e/ou seus conteúdos (isto é, o coeficiente de atenuação do meio) e a disponibilidade de fontes adequadas e detectores. Para escanear grandes estruturas sólidas tal como vasos de processo e tubulações, fontes adequadas de gama incluem 60Co e 37Cs, 33Ba, 24Am, 24Na e 82Ta, contudo qualquer isótopo de emissão de gama de energia de penetração suficiente poderia ser usado, e vários destes já são rotineiramente usados em medidores manométricos de densidade, tal como aqueles usados como dispositivos de medição de nível. Geralmente, a meia- vida do radioisótopo usada será pelo menos 2, e desejavelmente, pelo menos 10, anos. As meia-vidas dos radioisótopos mencionados acima são: gama Cs em torno de 30 anos, Ba em torno de 10 anos e Am em torno de 430 anos. Fontes adequadas geralmente emitem radiação a energias entre cerca de 40 e 1500 KeV.
[0015] A unidade de fonte pode incluir uma ou mais de uma fonte. O método de escaneamento pode utilizar mais de uma unidade de fonte se solicitado.
[0016] O aparelho de escaneamento pode compreender uma série de detectores de radiação. Por exemplo, a unidade de escaneamento pode compreender uma série de pelo menos 10 detectores. O detector, ou cada um dos detectores, pode compreender um cintilador, normalmente suportado em uma posição adequada de modo que uma superfície do mesmo, que pode ser referida como uma superfície de detecção, intersecte um trajeto de radiação emitida pela fonte em uma distância particular a partir da, e um ângulo particular a, fonte de radiação. O detector ou cada detector de uma série de detector pode ser alojado dentro de um colimador que reduz a detecção de radiação que interfere no detector a partir de um ângulo fora do ângulo de um trajeto de radiação linear da fonte. O colimador compreende um material que é impermeável à radiação emitida pela fonte. O colimador pode cobrir uma parte da superfície de detecção do detector para delimitar a porção da superfície de detecção na qual radiação pode interferir.
[0017] Quando a unidade de detector compreende mais de um detector, implantada na forma de uma série de detectores, uma modalidade preferida da invenção compreende um bloco de material de blindagem (um “bloco detector”) tendo aberturas que se estendem para fora a partir de uma superfície do bloco, cada abertura contendo um detector, a superfície de detecção sendo acessível para radiação a partir do exterior do bloco. Uma porção da superfície de detecção pode ser coberta por material de blindagem para os fins de delimitação da área da superfície de detecção ou para reter mecanicamente o detector dentro da abertura. As superfícies de não detecção do detector podem opcionalmente ser fechadas parcial ou completamente dentro da abertura e cobertas pelo material de blindagem. O bloco detector inclui meios pelos quais a superfície coletora do(s) cintilador(es) pode ser trazida em contato com um fotodetector ou um transmissor de luz. Tais meios podem tomar a forma de uma passagem aberta através da qual o cintilador se estende de forma que a superfície coletora seja acessível ao fotodetector ou transmissor de luz.
[0018] Quando o detector compreende um material de cintilação, tal como um cristal de cintilação ou um cintilador polimérico, um fotodetector é provido de modo que seja opticamente acoplado ao cintilador a fim de detectar e medir luz gerada pelo cintilador em resposta à fótons de radiação da fonte. O fotodetector pode ser um fotodiodo, tubo fotomultiplicador (PMT), um fotomultiplicador de silício ou outro dispositivo de detecção de luz adequado. O fotodetector gera um sinal elétrico em resposta à entrada de luz através de uma janela óptica. Os comprimentos de onda detectados pelo fotodetector devem ser combinados, na medida do possível, aos comprimentos de onda gerados pelo cintilador para maximizar a eficiência de detecção. Normalmente, um fotodetector é provido para cada cintilador de modo que a quantidade de radiação detectada por cada cintilador possa ser medida independentemente dos outros cintiladores.
[0019] Cada superfície de detecção forma, preferivelmente, uma tangente a um arco de um círculo tendo uma fonte de radiação como sua origem. Em uma modalidade, cada superfície de detector forma uma tangente à superfície de uma parte de uma esfera tendo a fonte de radiação como sua origem.
[0020] Outras formas de detector de radiação podem ser empregadas em um aparelho de escaneamento da invenção. Por exemplo, tubos Geiger- Miiller ou outros detectores podem ser usados.
[0021] Os aparelhos compreendem adicionalmente um processador de dados/sinal para operar no sinal elétrico dos detectores na(s) unidade(s) de detector e um controlador para controlar a operação do aparelho. Sinais representativos das contagens de fótons detectados pelos cintiladores são processados pelo processador de dados. O sinal pode ser sujeito a algoritmos de estabilização ou regularização, medidos ou de outra forma operados de acordo com práticas padrões. Um processador de dados pode fazer cálculos com base no sinal do detector de radiação ou de um processador de sinal se presente. O processador de dados pode emitir informação referente à quantidade de radiação medida ao longo de um intervalo de tempo, ou pode adicionalmente calcular propriedades derivadas da estrutura escaneada, geralmente na forma de uma densidade a granel ou uma mudança na densidade a granel entre trajetos de radiação através da estrutura. O método de escaneamento é realizado em uma pluralidade de posições de deslocamento radial em torno da estrutura de modo que os dados de densidade possam ser adquiridos em uma variedade de ângulos através da estrutura e um algoritmo tomográfico pode ser usado para prover informação sobre as mudanças na densidade em trajetos diferentes através da estrutura. Em uma forma preferida, os dados dos detectores são operados pela unidade de processamento de dados usando algoritmos tomográficos a fim de produzir uma representação gráfica da densidade ou composição da estrutura ao longo de trajetos diferentes. O processador de dados pode conter uma calibragem ou informação que se refere à fonte de radiação. A emissão do processador de dados pode ser conectada a um visor ou um (opcionalmente sem fio) meio de transmissão de modo que um sinal possa ser enviado a partir do aparelho para uma localização remota. Alternativamente, um sinal compreendendo dados do próprio detector de radiação pode ser enviado, para processamento em uma localização remota. Um suprimento de alimentação é provido para alimentar os fotodetectores, processador de dados e eletrônicos de controle e também para alimentar motores para mover o aparelho. Movimento dos aparelhos de escaneamento, por exemplo para abrir e fechar o aparelho e para girar a fonte e detector, pode ser realizado por meio de motores ou atuadores alimentados elétrica ou hidraulicamente.
[0022] Em uso em uma forma do método de escaneamento da invenção, o aparelho é implantado de modo que a unidade de fonte e unidades de detector sejam posicionadas em relação à estrutura a ser escaneada de modo que um ou mais trajetos de radiação da fonte para detectores na unidade de detector passe através da porção desejada da estrutura. A quantidade de radiação, na forma de contagens, é medida pelo detector em cada unidade de detector implantada no aparelho. O método de escaneamento é realizado em uma pluralidade de posições de deslocamento radial em torno da estrutura de modo que os dados de densidade possam ser adquiridos em uma variedade de ângulos através da estrutura. O aparelho pode, então, ser movido para uma localização ou orientação diferente com relação à estrutura e a medição é repetida. Desta forma, um registro da atenuação para radiação através de cada trajeto de radiação através da estrutura pode ser colocado junto e usado para calcular a localização das mudanças ou para construir uma representação da estrutura e seus conteúdos. Informação tal como mudanças na densidade que podem destacar falhas ou outras características dentro da estrutura podem ser obtidas a partir dos dados colocados juntos a partir dos detectores usando conhecidas ferramentas de análise de dados para uso em métodos de tomografia.
[0023] Figura 1 é uma vista esquemática de uma seção de um tubo fechado dentro de um aparelho de escaneamento da invenção.
[0024] Figura 2 é uma vista similar àquela da Figura 1, mostrando um arranjo diferente do aparelho de escaneamento.
[0025] Figura 3 é uma vista similar àquela da Figura 1, mostrando um arranjo diferente do aparelho de escaneamento.
[0026] Figura 4 mostra, em seção, um espaçador fixado a uma tubulação.
[0027] Figura 5 mostra, em perspectiva, uma vista esquemática de um espaçador fixado a uma tubulação.
[0028] Um exemplo que incorpora várias características opcionais da invenção será descrito com referência aos desenhos em anexo.
[0029] Figura 1 mostra um aparelho de escaneamento de tubo 10 que circunda uma tubulação 12 (mostrada na seção). O aparelho de escaneamento compreende um par de alojamentos articulados 14a e 14b que abre e fecha por meio de aparelho hidráulico 16. Quando os alojamentos estão abertos, o aparelho pode ser movido em torno do tubo a ser escaneado e, então, fechado em volta dele. Uma fonte de radiação gama 18 está localizada dentro do alojamento 14a junto com colimação e blindagem para emitir um cone colimado de radiação em direção à série de detector. Uma série arqueada de detectores de radiação 20 é localizada no alojamento 14b. A fonte e a série de detector são fixadas uma em relação a outra, mas são rotativas em torno da tubulação. Cada detector da série de detector detecta radiação da fonte que passou ao longo de uma porção do trajeto em formato de cone entre a fonte e o detector. Um número de trajetos de radiação pode ser definido, cada trajeto de radiação sendo entre a fonte e cada detector na série de detector. Quando um trajeto de radiação intersecta o tubo, como mostrado, por exemplo, pela linha pontilhada 22, a radiação é atenuada pelo material da parede de tubo de modo que a radiação detectada por um detector de radiação naquele trajeto seja menor que a radiação detectada por um detector localizado em um trajeto que intersecta menos do material de tubo. Desta forma, informação pode ser coletada sobre a densidade do material ao longo de cada trajeto de radiação e, por meio da rotação da fonte e série de detector e um algoritmo de tomografia, uma imagem da espessura da parede de tubulação pode ser montada.
[0030] O diâmetro máximo da tubulação que pode ser escaneada usando o aparelho de escaneamento 10 é limitado pelo diâmetro interno dos alojamentos 14a/b. Quando tubo 12 é de diâmetro significativamente menor do que o diâmetro interno dos alojamentos, o interstício 24 entre a fonte e a tubulação e a série de detector e a tubulação pode ser relativamente grande. Quando a tubulação é localizada embaixo d’água, o interstício 24 é preenchido por água que atenua radiação da fonte de modo que pouca contagem de radiação seja detectada pelos detectores ao longo de cada trajeto, afetando a resolução do instrumento. Para aliviar este problema, uma parte do interstício 24 é preenchida por espaçadores 26 e 28 que são formados a partir de um material de espuma flutuabilidade com película rígida. O material de espuma de flutuabilidade tem uma densidade de cerca de 0,5gcm-3, que é significativamente menor do que aquela da água que substitui no interstício. Se 15cm do comprimento do trajeto de radiação que passaria através da água for substituído por um material tendo uma densidade de 0,4gcm-3, então as contagens detectadas pelo detector de radiação devem ser dobradas. O material espaçador é, portanto, menos atenuante à radiação do que água. O resultado é que mais radiação é detectada por cada detector. Na modalidade mostrada, o espaçador 26 é formado a partir de duas partes 26a e 26b que juntas preenchem uma parte maior do interstício entre tubo 12 e fonte 18. Da mesma forma, espaçador 28 é formado a partir de uma porção de espaçador 28a e porção de espaçador 28b. Nos desenhos, interstícios entre as porções de espaçador e entre o espaçador e tubo podem ser exagerados para maior clareza. Se um tubo mais largo que um tubo 12 for escaneado pelo aparelho mostrado, o tubo pode ser acomodado removendo porções de espaçador 26b e 28b. Este arranjo é mostrado na Figura 2 nos quais os espaçadores são mostrados como 26 e 28. Quando tubos ainda grandes forem escaneados, os espaçadores devem ser removidos completamente do aparelho. Na prática, tubulações usadas na indústria podem ser de um número relativamente pequeno de tamanhos padrões. Espaçadores e porções de espaçador podem ser fabricados para acomodar vários dos tamanhos padrões. As porções de espaçador podem ser fixadas uma a outra e ao aparelho de escaneamento por meio de fixações que podem ser operadas para anexar e desanexar os espaçadores e/ou porções de espaçador. As fixações são localizadas fora do trajeto de radiação, na medida do possível, a fim de evitar atenuação de radiação pelo material das fixações.
[0031] Figura 3 mostra um arranjo similar, exceto que o espaçador 30 compreende um espaçador que é de um tamanho e formato para encaixar o tubo 12. O espaçador pode ser encaixado ao tubo ao invés de ao instrumento de escaneamento. Pode ser conveniente encaixar um espaçador a um tubo antes de ser escaneado. Figuras 4 e 5 mostram uma tubulação 12 encaixada com um espaçador 30 feito de uma espuma de flutuabilidade. O diâmetro externo do espaçador é selecionado para encaixar no aparelho de escaneamento. O aparelho de escaneamento é colocado sobre o espaçador 30 antes da operação de escaneamento ser iniciada. O espaçador 30 pode ser removido ou movido para uma porção diferente da tubulação quando a operação de escaneamento estiver completa.

Claims (10)

1. Aparelho de escaneamento submarino (10) para medir a atenuação de radiação gama que passa de uma fonte de radiação (18) ao longo de um trajeto de radiação para um detector de radiação (20) que compreende:a) uma fonte de radiação gama (18); um espaçador (26) montado em uma relação fixa com relação à fonte (18) e posicionada, em uso, entre a fonte (18) e um objeto (12) a ser escaneado;b) pelo menos um detector de radiação (20) capaz de detectar radiação gama emitida pela fonte (18);c) um processador de dados associado com o pelo menos um detector de radiação (20) para calcular uma propriedade do material presente em um trajeto de radiação linear entre a fonte (18) e o pelo menos um detector (20);caracterizado pelo fato de que compreende um espaçador (28) montado em uma relação fixa com relação ao pelo menos um detector de radiação (20) e posicionado, em uso, entre o pelo menos um detector de radiação (20) e o objeto (12) a ser escaneado;em que os espaçadores (26, 28) são móveis com uma parte do aparelho de escaneamento e os espaçadores (26, 28) cada um define um espaço que, em uso, exclui água e tem uma densidade média que é menor que 1 gcm-3.
2. Aparelho de escaneamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o espaçador (26, 28) tem uma densidade média <0.75gcm-3.
3. Aparelho de escaneamento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o espaçador (26, 28) compreende um invólucro que fecha um vácuo ou um gás.
4. Aparelho de escaneamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma proporção do volume do espaçador (26, 28) é preenchida por um material de espuma sólida.
5. Aparelho de escaneamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o espaçador (26, 28) compreende um invólucro que é impermeável a água.
6. Aparelho de escaneamento de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o invólucro é rígido ou flexível.
7. Aparelho de escaneamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o espaçador (26, 28) compreende um material de flutuabilidade comercial.
8. Aparelho de escaneamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois espaçadores separados (26a, 26b, 28a, 28b) são adaptados para engatar um ao outro para formar um espaçador combinado (26, 28) que preenche um volume maior do que qualquer dos espaçadores separados (26a, 26b, 28a, 28b).
9. Aparelho de escaneamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende pesos removíveis para ajustar a guarnição do aparelho de escaneamento (10) quando debaixo d’água.
10. Aparelho de escaneamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que um espaçador (26, 28) é formado a partir de uma pluralidade de porções de espaçador (26a, 26b, 28a, 28b) que são adaptadas para engatar uma a outra para formar um espaçador combinado (26, 28) que preenche um volume maior do que qualquer das porções de espaçador separado (26a, 26b, 28a, 28b).
BR112016014634-4A 2013-12-23 2014-12-18 Aparelho de escaneamento submarino BR112016014634B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1322944.8 2013-12-23
GBGB1322944.8A GB201322944D0 (en) 2013-12-23 2013-12-23 Scanning instrument
PCT/GB2014/053765 WO2015097449A1 (en) 2013-12-23 2014-12-18 Scanning instrument

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112016014634A2 BR112016014634A2 (pt) 2017-08-08
BR112016014634B1 true BR112016014634B1 (pt) 2021-07-13

Family

ID=50114701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112016014634-4A BR112016014634B1 (pt) 2013-12-23 2014-12-18 Aparelho de escaneamento submarino

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10481107B2 (pt)
EP (1) EP3087379B1 (pt)
AU (1) AU2014372313B2 (pt)
BR (1) BR112016014634B1 (pt)
DK (1) DK3087379T3 (pt)
GB (2) GB201322944D0 (pt)
WO (1) WO2015097449A1 (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2496736B (en) 2011-11-02 2015-11-11 Johnson Matthey Plc Scanning method and apparatus
US9753150B2 (en) * 2014-09-23 2017-09-05 Sharpxview AS Low-rate inexpensive digital γ-ray imaging/inspection system
GB2541219A (en) * 2015-08-12 2017-02-15 Johnson Matthey Plc Apparatus and method for scanning a structure
GB2573794B (en) * 2018-05-17 2022-08-24 1Csi Ltd Scanning apparatus and scanning method
RU2698504C1 (ru) * 2019-01-25 2019-08-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации Способ определения кратности ослабления гамма-излучения радиоактивно загрязненной местности корпусом крупногабаритного объекта

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3673407A (en) * 1969-02-19 1972-06-27 George C Wiswell Jr Radiographic apparatus for underwater inspection of wooden pilings
US3735129A (en) * 1971-08-20 1973-05-22 Tenneco Oil Co Method for locating the position of members relative to each other
US3891845A (en) * 1972-12-18 1975-06-24 Paul Nelson English Wet environment radiography apparatus
JPS53103791A (en) * 1977-02-23 1978-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Inspection of underwater radiation
JPS61271443A (ja) * 1985-05-28 1986-12-01 Idemitsu Eng Kk 水中放射線検査方法
US4955012A (en) * 1986-10-03 1990-09-04 Western Atlas International, Inc. Seismic streamer cable
GB2200206B (en) 1986-12-19 1991-02-13 Subsea Offshore Ltd Detection apparatus and method
JPH01224652A (ja) * 1988-03-04 1989-09-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 電力ケーブル接続部絶縁体の内部欠陥検出方法
US7209540B2 (en) * 2004-12-22 2007-04-24 Eg&G Middle East Vessel scanning system
EA201370241A1 (ru) * 2011-04-29 2014-07-30 Бп Корпорейшн Норт Америка Инк. Система и способ осуществления подводной радиографии
KR101239987B1 (ko) * 2011-06-14 2013-03-06 삼성중공업 주식회사 선박의 쓰러스터 승강시스템
GB201111211D0 (en) * 2011-07-01 2011-08-17 Johnson Matthey Plc Level measurement method and apparatus
KR20130022934A (ko) * 2011-08-26 2013-03-07 대우조선해양 주식회사 선박의 생존 유지를 위한 구조
GB2496736B (en) 2011-11-02 2015-11-11 Johnson Matthey Plc Scanning method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20170030844A1 (en) 2017-02-02
WO2015097449A1 (en) 2015-07-02
US10481107B2 (en) 2019-11-19
AU2014372313A1 (en) 2016-06-09
GB201322944D0 (en) 2014-02-12
AU2014372313B2 (en) 2019-07-18
GB2523239B (en) 2016-02-17
BR112016014634A2 (pt) 2017-08-08
EP3087379B1 (en) 2019-02-06
EP3087379A1 (en) 2016-11-02
GB2523239A (en) 2015-08-19
DK3087379T3 (da) 2019-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11474053B2 (en) Scanning method and apparatus comprising a buoyancy material and a remotely operated vehicle (ROV) for scanning an underwater pipeline or a process vessel
EP3087377B1 (en) Scanning method
BR112016014634B1 (pt) Aparelho de escaneamento submarino
US10067076B2 (en) Scanning method
US11262462B2 (en) Detection method and detector apparatus for correcting count rate for dead time

Legal Events

Date Code Title Description
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 18/12/2014, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.