ES2281642T3 - Sistema y metodo para cortar placas de acero. - Google Patents
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Abstract
Un sistema para cortar placas (33) de acero, en particular para cortar el fondo y/o la pared de un tanque de almacenamiento de petróleo, que comprende una fuente (2) de líquido a presión y un dispositivo (1) de corte que comprende un motor (4) hidráulico o neumático para mover el dispositivo (1) de corte, donde la fuente (2) de líquido a presión y el motor (4) están hidráulicamente o neumáticamente interconectados por medio de mangueras, donde el dispositivo de corte es un dispositivo de corte móvil dotado de medios para mover el dispositivo de corte de forma independiente con relación a dicha placa de acero por medio de dicho motor (4) hidráulico o neumático, caracterizado porque la fuente de líquido a presión es una bomba (2) hidráulica o neumática, y porque el dispositivo (1) de corte comprende al menos una boquilla (17) para expulsar un líquido abrasivo a alta presión contra, y a través de, la placa (33).
Description
Sistema y método para cortar placas de
acero.
La invención se refiere a un sistema para cortar
placas de acero, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1. Tal sistema se describe en US 2,423,190.
Aunque la invención se describirá con relación
al corte de placas de acero, y en particular al corte del fondo y/o
la pared de un tanque de almacenamiento de petróleo, la invención
también se puede utilizar para cortar otros materiales.
Un tanque de almacenamiento de petróleo como los
utilizados en la industria del procesado de petróleo, por ejemplo,
normalmente está construido por una placa de fondo de acero en forma
de disco, una pared de acero y el techo, que puede o no ser
verticalmente móvil. La corrosión y el desgaste hacen necesario
reemplazar regularmente los miembros de placa parcialmente o en su
totalidad. Con ese objetivo, los miembros de placa en cuestión se
cortan y se quitan, después de lo cual se sueldan nuevos miembros de
placa en posición en o encima del agujero. Hasta ahora, dicho corte
se ha llevado a cabo por medio de sopletes de corte manejados por
trabajadores especializados que entran en el tanque de
almacenamiento, para lo cual en muchos casos cortan primero un
agujero en la pared del tanque de almacenamiento (vacío). El
dispositivo de corte de US 2,423,190 es una máquina de corte móvil
de oxi-acetileno sobre ruedas, donde el motor que
acciona las ruedas es un motor neumático.
Un gran inconveniente de este método es el hecho
de que este método constituye potencialmente un riesgo significativo
para la salud. No sólo puede provocar daños a la salud de los
trabajadores la inhalación prolongada de vapores de petróleo
residual en el tanque de almacenamiento, sino que además existe un
riesgo directo de explosión. Frecuentemente, se producen
deflagraciones súbitas y explosiones en el tanque de almacenamiento
cuando se utiliza este método. Consecuentemente, las normativas
prescriben que los trabajadores que realicen el trabajo utilicen
ropa de seguridad sólida.
Consecuentemente, existe una necesidad de un
sistema para cortar placas de acero que sea menos peligroso para la
salud de los trabajadores, y/o que permita la extracción de los
miembros de placa de acero de una forma más simple y/o más
barata.
Estos objetivos se consiguen por medio de un
sistema de acuerdo con la reivindicación 1. El sistema comprende
una bomba hidráulica o neumática y un dispositivo de corte móvil que
comprende un motor hidráulico o neumático para accionar el
dispositivo de corte, estando interconectados hidráulicamente o
neumáticamente la bomba y el motor por medio de mangueras. El
dispositivo de corte puede, por tanto, moverse independientemente a
través del tanque de almacenamiento de petróleo, posiblemente
guiado y manejado por un operador, mientras que la bomba se dispone
fuera del tanque. El dispositivo también se puede adaptar para su
funcionamiento mediante control remoto, o puede llevar a cabo la
operación de corte completamente de acuerdo con un programa de
control preprogramado, de forma que la presencia de un operador en
el tanque no sea necesaria, lo que mejora aún más el nivel de
seguridad. El dispositivo de corte comprende además al menos una
boquilla para expulsar un líquido abrasivo a alta presión contra, y
a través de, la placa.
Como no se provocan chispas ni llamas por el
motor dentro del tanque de petróleo, ni por el método de corte
abrasivo, el sistema está completamente libre de chispas y llamas, y
se minimiza el riesgo de que ocurran deflagraciones súbitas y
explosiones.
La boquilla está preferiblemente soportada por
al menos una rueda, que puede moverse a través de la placa de
acero. Es importante que se mantenga una separación definida de
forma precisa entre la boquilla y la placa en el caso de corte
abrasivo. La boquilla está preferiblemente conectada mediante un
muelle a la porción conducida del dispositivo de corte. De este
modo, la rueda es forzada a hacer contacto con la placa en todas las
circunstancias, y cualquier irregularidad de la placa, como juntas
de soldadura, no impiden obtener un corte regular en la placa.
El dispositivo de corte está preferiblemente
dotado de dos boquillas separadas, de tal manera que el dispositivo
de corte es capaz de cortar una tira de la placa de acero en un
movimiento. Además, preferiblemente el dispositivo de corte
comprende un depósito para un agente abrasivo.
Es muy importante una velocidad de movimiento
regular y definida con precisión, ya que de otro modo la placa
puede que no se corte completamente en algunos puntos. Con ese
propósito, el dispositivo de corte está dotado de cadenas de oruga
para mover el dispositivo. Además, la relación de transmisión entre
el motor y las ruedas es tal que la velocidad de movimiento del
dispositivo será preferiblemente menor de 0,5 m/s, más
preferiblemente menor de 0,1 m/s, aún más preferiblemente menor de
0,06 m/s, con una velocidad del motor de 3000 rpm o una salida
hidráulica de alrededor de 25 l/min.
La invención además se refiere a un método para
cortar el fondo y/o la pared de un tanque de almacenamiento de
acuerdo con la reivindicación 8. Dicho corte se efectúa expulsando
un chorro de un líquido abrasivo a alta presión contra, y a través
de, el fondo y/o la pared. El líquido abrasivo contiene
preferiblemente arena y/o granate.
En una realización especial el dispositivo de
corte se apoya contra la pared del tanque de almacenamiento a la
vez que se mueve a través del tanque de almacenamiento, actuando la
pared como una guía para el dispositivo de corte. De este modo, el
fondo se corta y separa de la pared en una operación. Para permitir
la extracción del fondo suelto del tanque, será necesario cortar el
fondo suelto en tiras, pudiendo extraerse a continuación dichas
tiras a través de una abertura en la pared.
WO 01/98031 describe un sistema de corte
abrasivo que es adecuado para cortar un agujero circular en la pared
de un tanque, desde el exterior, para extraer líquido del
mismo.
EP 0 537 869 describe un aparato para bombardear
la superficie del suelo de un tanque de acuerdo con la técnica
anterior, que tiene una porción móvil que se mueve dentro del
tanque.
US 6,102,145 describe un vehículo de acuerdo con
la técnica anterior para quitar un recubrimiento de una superficie,
donde el motor de accionamiento es un motor hidráulico.
La invención se explicará ahora con mayor
detalle por medio de una realización según se muestra en las
figuras, en las que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un
sistema para cortar una placa de acero, que comprende un dispositivo
de corte y una unidad de bombeo hidráulica;
La Figura 2 es una vista en perspectiva del
dispositivo de corte que se muestra en la Figura 1;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de un
detalle del dispositivo de corte que se muestra en la Figura 2;
y
Las Figuras 4a y 4b son vistas esquemáticas de
un fondo de un tanque de almacenamiento de petróleo y un dispositivo
de corte.
De acuerdo con las Figuras 1 y 2, un sistema
para cortar placas de acero comprende un dispositivo 1 de corte y
un dispositivo 2 de bombeo hidráulico. El dispositivo 2 de bombeo
hidráulico está dotado de cadenas 3 de oruga, que lo hacen móvil.
El dispositivo 2 de bombeo está conectado, por medio de mangueras, a
un motor 4 hidráulico que funciona para mover el dispositivo 1 de
corte, estando dotado dicho motor 4 con ese propósito de conexiones
5, 6 hidráulicas (ver Figura 3). Las ruedas 7 frontales del
dispositivo 1 de corte se accionan a través de una transmisión, que
se explicará con referencia a la Figura 3. Se pasan cadenas 8 de
oruga sobre las ruedas 7 conducidas, siendo tensionadas dichas
cadenas mediante ruedas 9.
El motor 4, la transmisión y las ruedas 7, 9
están montadas todas sobre el marco 10. El marco 10 comprende dos
vigas 11 que se extienden en la dirección de movimiento,
sustancialmente a lo largo de toda la longitud del dispositivo 1 de
corte, estando montados de manera móvil sobre dichas vigas dos
brazos 12 que se extienden lateralmente.
Sobresalen hacia abajo unas barras 13 desde
dichos brazos 12, estando conectados mecanismos 15 de translación a
dichas barras por medio de mecanismos 14 de muelle telescópicos. Los
mecanismos 15 de translación comprenden cada uno dos ruedas 16,
entre las cuales cuelga una boquilla 17. Durante el funcionamiento,
las ruedas 16 son empujadas contra la superficie a cortar por el
mecanismo 14 de muelle telescópico, manteniéndose una separación
constante predeterminada entre la boquilla 17 y dicha superficie.
Dicha separación variará generalmente desde 2 hasta 10 mm.
La boquilla 17 se conecta a una fuente de agua a
alta presión, por ejemplo, un dispositivo 2 de bombeo, por medio de
una manguera 18, y al depósito 20 por medio de una manguera 19.
Durante el uso, el depósito 20 se llena con un agente abrasivo,
como arena o granate, que es aspirado y entra en una cámara 21 de
mezcla de la boquilla 17, como resultado de una presión
sub-atmosférica que prevalece en la misma, siendo
mezclado en dicha cámara de mezcla con el agua. Se expulsa un
chorro de dicha mezcla, por tanto, contra y a través de, la
superficie a cortar, moviéndose el dispositivo de corte durante
dicha operación hacia delante a una velocidad de movimiento
constante. La presión de agua se debe establecer generalmente a un
nivel de 500-4000 bar, dependiendo del espesor del
material y del tipo de material.
De acuerdo con la Figura 3, la transmisión entre
el motor 4 hidráulico y las ruedas 7 conducidas comprende un
mecanismo 22 de transmisión continuamente variable, que se conecta
al motor 4 hidráulico por medio de una correa 25 motriz. El
mecanismo de transmisión se puede controlar por medio de una barra
23 de control, mediante la cual se puede establecer tanto la
velocidad de movimiento como la dirección de movimiento del
dispositivo 1 de
corte.
corte.
Los ejes 24 conducidos están conectados al
mecanismo 22 de transmisión por medio de un diferencial 28 de
deslizamiento controlado, pudiendo bloquearse dicho diferencial con
un botón 29 de control, de forma que se puede mantener durante el
uso una línea recta de movimiento. Este último aspecto es importante
con relación a cualquier irregularidad en la superficie sobre la
cual se mueve el dispositivo 1. Los ejes 24 conducidos se conectan a
las ruedas 7 conducidas por medio de otras dos correas 26, 27
motrices.
Las dimensiones de la transmisión 22 se han
seleccionado de forma que la velocidad de movimiento del dispositivo
1 de corte es, en su máximo, de alrededor de 5,5 cm/s con la salida
hidráulica del motor 4 hidráulico de 25 l/min a alrededor de 3000
rpm de dicho motor. La presión que suministra el dispositivo 2 de
bombeo hidráulico es de alrededor de 60 bar en ese caso.
Como la velocidad de movimiento del dispositivo
1 de corte es demasiado baja para mover el dispositivo con rapidez
entre dos lugares de trabajo, el dispositivo 1 está dotado de tres
ruedas 30 pivotantes que se pueden mover por medio de una manivela
31, de forma que las cadenas 8 de oruga, así como las unidades 15 de
translación, se levantan completamente de la superficie y el
dispositivo 1 se puede mover manualmente. Además, el marco 10 del
dispositivo está dotado de ruedas 32 de guía horizontales rotativas
en los puntos de las esquinas, cuyo funcionamiento se explicará con
referencia a la Figura 4b.
La Figura 4b muestra en una vista superior en
planta esquemática la manera en que una placa 33 de fondo de un
tanque de almacenamiento de petróleo se corta en tiras mediante un
dispositivo 1 de corte. El dispositivo 2 de bombeo (no mostrado) se
dispone fuera del tanque de almacenamiento de petróleo, y se conecta
al dispositivo 1 de corte por medio de las mangueras 4, 18. El
dispositivo 1 de corte se sitúa contra la pared 34 del tanque con
su lado frontal o trasero con el propósito de cortar una tira del
fondo 33. Los dos brazos 12 se mueven a lo largo de las vigas 11
hasta una posición tan cercana a la pared 3 como sea posible,
después de lo cual el dispositivo 2 de bombeo se pone en
funcionamiento, provocando que el dispositivo de corte se mueva
lentamente alejándose de la pared 3. Al mismo tiempo, la bomba de
agua a alta presión se pone en funcionamiento, y se comienza con el
corte de la placa 33 de fondo a lo largo de las líneas 35, 36. Una
vez que el dispositivo 1 de corte se ha movido una distancia
suficiente desde de la pared 3, se vuelve a mover hacia atrás una
distancia que corresponde a la longitud del dispositivo 1 de corte,
y los brazos 12 se mueven completamente hacia el frente a lo largo
de las vigas 11. El dispositivo 1 se hace funcionar otra vez, y se
corta la tira en su totalidad en la dirección indicada por la
flecha 37, hasta que se alcanza el lado opuesto.
La Figura 4b muestra cómo el dispositivo 1 se
puede utilizar para cortar y dejar suelto el fondo a lo largo de
una línea circular a lo largo de la pared 34. Esto se puede hacer
después o antes de cortar las tiras, como se muestra en la Figura
4a. Para hacerlo, se quita uno de los dos brazos 12 y la boquilla 17
conectada a él, y dos de las ruedas 32 de guía rotativas
horizontales presentes en un lado del dispositivo 1 se sitúan
apoyándose en la pared 34. Cuando el dispositivo de corte se mueve
ahora en la dirección indicada por la flecha 38, y el agua que
contiene el agente abrasivo se expulsa a través de la boquilla 17
restante, el fondo 33 se cortará a lo largo de la línea 39. Se debe
considerar que las Figuras 4a y 4b no están dibujadas a escala, y
que en la práctica las dimensiones del dispositivo 1 de corte son
mucho menores cuando se las compara con la dimensión de la sección
transversal del fondo 33, de forma que sólo queda una tira
relativamente estrecha a lo largo de la pared 34.
El dispositivo 1 que se muestra en las Figuras
comprende un marco 10 que está hecho de una pieza. Para poder mover
el dispositivo 1 a través de una pequeña abertura en el tanque de
almacenamiento de petróleo, sin embargo, es preferible utilizar un
marco compuesto de partes desmontables, de forma que el dispositivo
1 de corte se pueda insertar en el tanque de almacenamiento en
pequeñas piezas y se pueda ensamblar posteriormente dentro del
mismo.
Aunque no se muestra en las Figuras, el
dispositivo de corte también debe estar dotado de un elevador
hidráulico, sobre el cual se monta una boquilla 17. Dicho elevador
se puede mover hacia arriba y abajo a lo largo de la pared 34, de
forma que también dicha pared 34 se puede cortar en piezas.
Aunque al menos debe estar presente una persona
en el tanque de almacenamiento de petróleo para hacer funcionar el
dispositivo 1 que se muestra en esta realización, el dispositivo 1
también puede adaptarse para ser manejado mediante control remoto,
o se puede usar un programa de control, de forma que el dispositivo
1 seguirá automáticamente el camino correcto para conseguir el
resultado deseado.
Claims (9)
1. Un sistema para cortar placas (33) de acero,
en particular para cortar el fondo y/o la pared de un tanque de
almacenamiento de petróleo, que comprende una fuente (2) de líquido
a presión y un dispositivo (1) de corte que comprende un motor (4)
hidráulico o neumático para mover el dispositivo (1) de corte, donde
la fuente (2) de líquido a presión y el motor (4) están
hidráulicamente o neumáticamente interconectados por medio de
mangueras, donde el dispositivo de corte es un dispositivo de corte
móvil dotado de medios para mover el dispositivo de corte de forma
independiente con relación a dicha placa de acero por medio de dicho
motor (4) hidráulico o neumático, caracterizado porque la
fuente de líquido a presión es una bomba (2) hidráulica o
neumática, y porque el dispositivo (1) de corte comprende al menos
una boquilla (17) para expulsar un líquido abrasivo a alta presión
contra, y a través de, la placa (33).
2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación
1, donde la boquilla (17) está soportada por al menos una rueda
(16), que puede moverse a lo largo de la placa (33) de acero.
3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1
ó 2, donde la boquilla (17) está conectada mediante un muelle a la
porción conducida del dispositivo (1) de corte.
4. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 1-3, donde el
dispositivo (1) de corte está dotado de dos boquillas (17)
separadas, de tal manera que el dispositivo (1) de corte es capaz
de cortar una tira de la placa (33) de acero en un movimiento.
5. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 1-4, donde el
dispositivo (1) de corte comprende un depósito para un agente
abrasivo.
6. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 1-5, donde el
dispositivo (1) de corte está dotado de cadenas (8) de oruga para
mover el dispositivo (1).
7. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 1-6, donde la relación
de transmisión es tal que la velocidad de movimiento del dispositivo
(1) será menor que 0,5 m/s, preferiblemente menor que 0,1 m/s, más
preferiblemente menor que 0,06 m/s, con una velocidad del motor de
aproximadamente de 3000 rpm y una salida hidráulica de
aproximadamente 25 l/min.
8. Un método para cortar placas de acero, donde
una fuente (2) de líquido a presión está conectada a un motor (4)
hidráulico o neumático de un dispositivo (1) de corte por medio de
mangueras, donde el dispositivo (1) de corte es un dispositivo (1)
de corte móvil que se mueve de manera independiente con relación a
dicha placa de acero por medio de dicho motor (4) hidráulico o
neumático durante la operación de corte, caracterizado porque
el dispositivo es movido a lo largo del fondo (33) de un tanque de
almacenamiento y dicha placa de acero es el fondo (33) y/o la pared
de dicho tanque de almacenamiento, porque la fuente (2) de líquido a
presión es una bomba hidráulica o neumática, porque dicha bomba (2)
se dispone fuera de dicho tanque de almacenamiento, y porque dicho
corte se efectúa expulsando un líquido abrasivo a alta presión
contra, y a través de, el fondo y/o la pared.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8,
donde dicho líquido abrasivo contiene arena y/o
granate.
granate.
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