ES2638900T3 - Sistema de cálculo de desalineación - Google Patents

Abstract

Sistema de cálculo de desalineación que comprende un calculador de desalineación para calcular el valor de la desalineación que se produce en la soldadura a tope entre las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero utilizando datos del perfil medidos en una dirección circunferencial en la parte extrema del primer tubo de acero mediante el ajuste previo de un primer ángulo de referencia, y datos del perfil medidos en dirección circunferencial en la parte extrema del segundo tubo de acero mediante el ajuste previo de un segundo ángulo de referencia, en el que - el calculador de desalineación calcula el valor de la desalineación en un estado en el que se cumple uno de los siguientes supuestos (A), (B) o (C): A) el ángulo formado entre el primer ángulo de referencia y el segundo ángulo de referencia se ajusta a un ángulo de entrada, y en el que el centro de los datos del perfil que muestra la geometría (11) de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero está alineado con el centro de los datos del perfil que muestra la geometría (21) de la superficie exterior de la parte extrema del segundo tubo de acero; B) el ángulo formado entre el primer ángulo de referencia y el segundo ángulo de referencia se ajusta a un ángulo de entrada, y en el que el centro de los datos del perfil que muestra la geometría (12) de la superficie interior de la parte extrema del primer tubo de acero está alineado con el centro de los datos del perfil que muestra la geometría (22) de la superficie interior de la parte extrema del segundo tubo de acero; y C) los datos del perfil de la parte extrema del primer tubo de acero se giran según un primer ángulo de entrada y los datos del perfil de la parte extrema del segundo tubo de acero se giran según un segundo ángulo de entrada, y la posición inferior de los datos del perfil que muestran la geometría de la superficie exterior en una parte extrema del primer tubo de acero está alineada con la posición inferior de los datos del perfil que muestran la geometría de la superficie exterior de la parte extrema del segundo tubo de acero.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de calculo de desalineacion Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un sistema de calculo de desalineacion para calcular la desalineacion que se produce al soldar dos tubos de acero con sus caras extremas apoyadas a tope entre sf Mas espedficamente, la presente invencion se refiere a un sistema de calculo de desalineacion que puede cuantificar y evaluar la desalineacion que se produce cuando se realiza soldadura a tope.

Observese que, a menos que se indique lo contrario, la definicion del termino en la presente memoria es la siguiente.

"Desalineacion" significa: desviacion / diferencia que se produce entre las geometnas de la superficie exterior de las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero; y desviacion / diferencia que se produce entre las geometnas de la superficie interior de las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero, cuando las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero estan apoyadas a tope una contra otra.

Estado de la tecnica

Las tubenas para el transporte de petroleo y gas natural, etc. se colocan despues de fabricar un tubo unido soldando tubos de acero con sus respectivas caras extremas apoyadas a tope una contra otra. En tal caso, a menudo sucede que las geometnas de las superficies exterior e interior de una parte extrema de un tubo de acero pueden no coincidir completamente con las geometnas de las superficies exterior e interior de una parte extrema del otro tubo de acero, de manera que se produce una desviacion, es decir, se produce una desalineacion. Dicha desalineacion se debe a las variaciones dentro de un intervalo tolerable de un estandar de calidad con respecto al diametro exterior, al diametro interior y al grosor de la pared en direccion circunferencial en una parte extrema de un tubo de acero producido bajo una Norma de Calidad espedfica. Por otra parte, la desalineacion tambien se debe a la ovalizacion de las geometnas de las superficies externa y/o interna y a la excentricidad del espesor de la pared dentro de la norma de calidad.

Una desalineacion grande en una zona de soldadura que esta soldada a tope puede causar un fallo originado en una zona de soldadura de la tubena. Para minimizar el riesgo de fallo, es necesario limitar la desalineacion a un mmimo. Sin embargo, la desalineacion que se produce cuando se sueldan dos tubos de acero con sus caras extremas apoyadas a tope entre sf, se suele comprobar tfpicamente solo mediante inspeccion visual.

Con respecto a la desalineacion que se produce al realizar la soldadura a tope, se han realizado varias propuestas anteriores, que incluyen, por ejemplo, la citacion de patente 1. La citacion de patente 1 tiene como objetivo evitar la aparicion de pandeo en un tubo unido, atribuible a la desalineacion, etc. al curvar y enrollar el tubo unido soldado a tope en un tambor, durante el tendido o colocacion de una tubena mediante un metodo de purga con carrete. La citacion de patente 1 propone la preparacion de tubos de acero como tubos de acero primero y segundo que deben soldarse a tope, en los que la diferencia de diametros exteriores, la diferencia de diametros interiores y la diferencia de lfmites elasticos en sus partes extremas satisfacen una formula relacional predeterminada. Se ha dicho que esto permite la supresion de la aparicion de la desalineacion de las superficies exteriores, la desalineacion de las superficies interiores, y el pandeo atribuible a la resistencia.

Lista de citaciones. Citaciones de patentes

Citacion de patente 1: Publicacion de la solicitud de patente japonesa N° 2006-281217 Compendio de la invencion Problema tecnico

Tal como se ha descrito anteriormente, si bien se requiere minimizar la desalineacion al soldar tubos de acero con sus caras extremas apoyadas a tope entre sf, la desalineacion se suele comprobar tfpicamente solo por inspeccion visual. Por lo tanto, existe la necesidad de evaluar, cuantificando la desalineacion y minimizando aun mas la desalineacion, reduciendo asf el riesgo de fallo.

En la citacion de patente 1 descrita anteriormente, la desalineacion se controla preparando un tubo de acero, en el que la diferencia de diametros exteriores y la diferencia de diametros interiores satisfacen una formula predeterminada. Sin embargo, incluso si se preparan tubos de acero del mismo diametro exterior y del mismo diametro interior, se puede deformar la geometna de la superficie exterior o la geometna de la superficie interior del tubo de acero debido a la ovalizacion, etc., lo que produce una desalineacion. Por lo tanto, incluso cuando se prepara un tubo de acero en el que la diferencia de diametros exteriores y la diferencia de diametros interiores

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satisfacen una formula relacional predeterminada, existe la necesidad de cuantificar y evaluar la desalineacion, y ademas minimizar la desalineacion, reduciendo as^ el riesgo de fallo.

En vista de las circunstancias descritas, se ha realizado la presente invencion, que tiene como objeto proporcionar un sistema de calculo de desalineacion que pueda cuantificar y evaluar la desalineacion que se produce al realizar la soldadura a tope.

Solucion al problema

El sumario de la presente invencion es como sigue:

(1) Un sistema de calculo de desalineacion que comprende un calculador de desalineacion, para calcular el valor de la desalineacion que se produce en la soldadura a tope entre las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero, mediante la utilizacion de datos del perfil medidos en direccion circunferencial en la parte extrema del primer tubo de acero mediante el ajuste previo de un primer angulo de referencia, y datos del perfil medido en direccion circunferencial en una parte extrema del segundo tubo de acero mediante el ajuste previo de un segundo angulo de referencia, en el que el calculador de desalineacion calcula el valor de la desalineacion en un estado en el que el angulo formado entre el primer angulo de referencia y el segundo angulo de referencia se ajusta a un angulo de entrada, y en el que el centro de los datos del perfil que muestra la geometna de la superficie exterior en la parte extrema del primer tubo de acero esta alineado con el centro de los datos del perfil que muestra la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero.

(2) Un sistema de calculo de desalineacion que comprende un calculador de desalineacion, para calcular el valor de la desalineacion que se produce en la soldadura a tope entre las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero, mediante la utilizacion de datos del perfil medidos en direccion circunferencial en la parte extrema del primer tubo de acero mediante el ajuste previo de un primer angulo de referencia, y datos del perfil medidos en direccion circunferencial en la parte extrema del segundo tubo de acero mediante el ajuste previo de un segundo angulo de referencia, en el que el calculador de desalineacion calcula el valor de la desalineacion en un estado en el que el angulo formado entre el primer angulo de referencia y el segundo angulo de referencia se ajusta a un angulo de entrada, y en el que el centro de los datos del perfil que muestra la geometna de la superficie interior de la parte extrema del primer tubo de acero esta alineado con el centro de los datos del perfil que muestra la geometna de la superficie interior de la parte extrema del segundo tubo de acero.

(3) Un sistema de calculo de desalineacion que comprende un calculador de desalineacion para calcular el valor de la desalineacion que se produce en la soldadura a tope entre las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero, mediante la utilizacion de datos del perfil medidos en direccion circunferencial en la parte extrema del primer tubo de acero mediante el ajuste previo de un primer angulo de referencia, y datos del perfil medidos en direccion circunferencial en la parte extrema del segundo tubo de acero mediante el ajuste previo de un segundo angulo de referencia, en el que el calculador de desalineacion gira los datos del perfil de la parte extrema del primer tubo de acero segun un primer angulo de entrada y gira los datos del perfil de la parte extrema del segundo tubo de acero segun un segundo angulo de entrada, y calcula el valor de la desalineacion en un estado en el que la posicion inferior de los datos del perfil que muestra la geometna de la superficie exterior en la parte extrema del primer tubo de acero esta alineada con la posicion inferior de los datos del perfil que muestra la geometna de la superficie exterior en una parte extrema del segundo tubo de acero.

(4) El sistema de calculo de desalineacion segun lo descrito anteriormente en (1) o (2), que comprende ademas un calculador de angulos para calcular un valor de desalineacion para cada angulo de entrada que se modifica segun una magnitud de variacion predeterminada usando el calculador de desalineacion, y determinar el angulo que minimiza el valor de la desalineacion.

(5) El sistema de calculo de desalineacion segun lo descrito anteriormente en (3), que comprende ademas un calculador de angulos que modifica el primer angulo segun un tercer angulo predeterminado cada vez, mientras que para cada primer angulo asf modificado, vana el segundo angulo segun un cuarto angulo predeterminado cada vez, y calcula el valor de la desalineacion para cada variacion de angulo, mediante la utilizacion del calculador de desalineacion para determinar el primer angulo y el segundo angulo que minimizan el valor de la desalineacion.

(6) El sistema de calculo de desalineacion segun lo descrito anteriormente en (1) a (5), en el que el valor de la desalineacion se calcula utilizando los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del segundo tubo de acero, y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero, y en el que el valor de la desalineacion esta definido por uno de los apartados de acuerdo con los siguientes (a), (b) y (c):

(a) Un area de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf,

(b) Un valor maximo de la longitud radial de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf, y

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(c) Una proporcion ocupada por el area de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf con respecto al area de una parte extrema del primer tubo de acero o al area de una parte extrema del segundo tubo de acero.

(7) El sistema de calculo de desalineacion segun lo descrito anteriormente en (1) a (5), en el que el valor de la desalineacion se calcula utilizando los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del segundo tubo de acero, y que esta definido por uno de los apartados de acuerdo con los siguientes (d), (e) y (f):

(d) Un area de una region lateral de la superficie interior de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre si,

(e) Un valor maximo de la longitud radial de la region lateral de la superficie interior de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf, y

(f) Una proporcion ocupada por el area de una region lateral de la superficie interior de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf, con respecto al area de una parte extrema del primer tubo de acero o el area de una parte extrema del segundo tubo de acero.

(8) El sistema de calculo de desalineacion segun lo anteriormente descrito en (1) a (5), en el que el valor de la desalineacion se calcula utilizando datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero y datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero, y que esta definido por uno de los apartados de acuerdo con lo siguiente en (g), (h) e (i):

(g) Un area de una region lateral de la superficie exterior de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf,

(h) Un valor maximo de la longitud radial de la region lateral de la superficie exterior de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf, e

(i) Una proporcion ocupada por el area de una region lateral de la superficie exterior de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf con respecto al area de una parte extrema del primer tubo de acero o al area de una parte extrema del segundo tubo de acero.

(9) El sistema de calculo de desalineacion segun lo descrito anteriormente en cualquiera de (4) a (8), que comprende ademas un generador de datos que genera un grupo de datos de desalineacion realizando el paso para determinar los angulos optimos que minimizan el valor de la desalineacion, y el valor de la desalineacion para dichos angulos optimos utilizando el calculador de angulos para todas las combinaciones cuando se seleccionan dos tubos de acero entre un grupo que consiste en una pluralidad de tubos de acero para hacer que se apoyen a tope entre sf; un calculador de sumas para calcular el valor total de cada valor de la desalineacion para cada parte apoyada a tope cuando se apoyan a tope una pluralidad de tubos de acero, en el orden de entrada para el calculo y en la orientacion de los extremos de los tubos, mediante la utilizacion del grupo de datos de desalineacion; y una unidad de calculo que calcula el total de los valores de desalineacion mediante el calculador de sumas para todas las combinaciones con respecto al orden y a la orientacion cuando se apoyan a tope tubos de acero en el grupo, uno tras otro, para formar tubos unidos y determina el orden, la orientacion y los angulos optimos para los que se minimiza el total de los valores de desalineacion.

(10) El sistema de calculo de desalineacion segun lo descrito anteriormente en cualquiera de (1) a (3), que comprende ademas una unidad de evaluacion que decide si la alineacion es correcta o fallida, mediante el uso de un valor umbral establecido para el valor de la desalineacion calculado utilizando el calculador de desalineacion.

En la presente memoria, el termino "angulo optimo" se refiere a un angulo (el angulo formado por un primer angulo de referencia y un segundo angulo de referencia) para el que el valor de la desalineacion se minimiza en la realizacion del sistema arriba descrito en (1), en el que los centros de las geometnas de la superficie exterior estan alineados y en la realizacion del sistema anteriormente descrito en (2), en el que los centros de las geometnas de la superficie interior estan alineados, y a un primer angulo y a un segundo angulo en los que el valor de la desalineacion resulta mmimo en la realizacion del sistema anteriormente descrito en (3), en el que las posiciones inferiores de las geometnas de la superficie exterior estan alineadas.

Efectos ventajosos de la presente invencion

El sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion tiene las siguientes ventajas notables.

(1) Es posible cuantificar y evaluar la desalineacion que se produce cuando se realiza soldadura a tope en las partes extremas de tubos de acero, y

(2) es posible determinar un angulo que minimice la desalineacion segun lo descrito anteriormente en (1).

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Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 explica un ejemplo del procedimiento para calcular un valor de desalineacion mediante un calculador de desalineacion, en la cual la figura 1(a) muestra el procedimiento para interpolar los datos del perfil de un primer tubo de acero, la figura 1(b) el procedimiento para interpolar los datos del perfil de un segundo tubo de acero, la figura 1(c) el procedimiento para trasladar paralelamente una representacion grafica hecha por interpolacion del primer tubo de acero; la figura 1(d) el procedimiento para trasladar paralelamente una representacion grafica hecha por interpolacion del segundo tubo de acero; la figura 1(e) el procedimiento para girar una representacion grafica hecha por interpolacion del primer tubo de acero, y la figura 1(f) el procedimiento para girar una representacion grafica hecha por interpolacion del segundo tubo de acero, respectivamente.

La figura 2 es un diagrama para explicar el valor de desalineacion definido en la presente invencion.

La figura 3 es un diagrama de flujo que representa un ejemplo de procesamiento de un sistema, que es una realizacion del sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion, para calcular el orden, la orientacion y el angulo optimo de tubos de acero para minimizar el total de los valores de desalineacion en tubos unidos, en la que la figura 3(a) muestra la rutina principal, y la figura 3(b) muestra un calculador de sumas.

Descripcion de las realizaciones

1. Calculador de desalineacion

El sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion comprende un calculador de desalineacion para calcular un valor de desalineacion al soldar a tope las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero. El calculador de desalineacion calcula un valor de desalineacion utilizando datos del perfil que indican una cualquiera o ambas de la geometna de la superficie interior y la geometna de la superficie exterior de una parte extrema de un tubo de acero. Esto se debe a que para minimizar la desalineacion, no basta con solo tener en cuenta el diametro exterior o el diametro interior del tubo de acero, y se debe considerar la deformacion de la geometna de la superficie exterior o de la geometna de la superficie interior del tubo de acero debidas a la ovalizacion, etc.

Los datos del perfil son datos de grupos de puntos que indican una o ambas de la geometna de la superficie exterior y de la geometna de la superficie interior en direccion circunferencial en una parte extrema del tubo de acero. Como datos de grupos de puntos se pueden utilizar, por ejemplo, datos de grupos de puntos que estan formados por una pluralidad de puntos de medicion, que estan representados por un angulo (0) y una distancia (r) desde el centro de medicion del angulo. Mas espedficamente, se pueden utilizar datos del perfil en los que el intervalo angular entre puntos de medicion adyacentes sea de 1°.

Los datos del perfil se pueden medir con un instrumento de medicion de forma. Cuando se crean datos del perfil obtenidos por medicion, se establece un angulo de referencia (referencia en 0 = 0°). Ademas, con el fin de identificar facilmente el angulo de referencia del tubo de acero en el momento de la soldadura a tope, es preferible que la posicion del angulo de referencia (la posicion en la que 0 = 0°) se marque en una parte extrema del tubo de acero.

Cuando realmente se realiza la soldadura a tope de las partes extremas de los tubos de acero, se utilizan a menudo: un procedimiento para alinear los centros de las geometnas de la superficie exterior de los tubos de acero primero y segundo, un procedimiento para alinear los centros de las geometnas de la superficie interior de los tubos de acero primero y segundo, y un procedimiento para alinear las posiciones inferiores de las geometnas de la superficie exterior de los tubos de acero primero y segundo. Por lo tanto, el calculador de desalineacion incluido en el sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion puede adoptar una realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies exteriores estan alineados entre sf, una realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies interiores estan alineados entre sf, o una realizacion en la que las posiciones inferiores de las geometnas de las superficies exteriores estan alineadas entre sf

En la realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies exteriores estan alineados entre sf, el calculador de desalineacion calcula un valor de desalineacion en un estado en el que el angulo formado entre el angulo de referencia del primer tubo de acero y el angulo de referencia del segundo tubo de acero se ajusta como angulo de entrada, y en el que el centro de los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero esta alineado con el centro de los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero.

En este caso, el valor de la desalineacion, cuando una parte extrema del primer tubo de acero y una parte extrema del segundo tubo de acero estan apoyadas a tope entre sf para ser soldadas, vana dependiendo de las posiciones angulares alrededor de la lmea central axial del primer tubo de acero y de las posiciones angulares alrededor de la lmea central axial del segundo tubo de acero. Por esta razon, es preferible que el calculador de desalineacion pueda ser alimentado con un primer angulo como variable, segun el cual giran los datos del perfil de una parte extrema del primer tubo de acero, y con un segundo angulo como variable, segun el cual giran los datos del perfil de una parte extrema del segundo tubo de acero.

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Sin embargo, en una realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies exteriores estan alineados entre s^ cuando es igual el angulo formado por la posicion angular del angulo de referencia del primer tubo de acero y por la posicion angular del angulo de referencia del segundo tubo de acero, el valor de desalineacion no vana, independientemente del primer angulo y del segundo angulo. Por esta razon, en la presente realizacion, es suficiente que el angulo formado por el angulo de referencia del primer tubo de acero y por el angulo de referencia del segundo tubo de acero se pueda introducir como variable. Por ejemplo, tambien es posible adoptar un metodo en el que un primer angulo y un segundo angulo se introducen para determinar el angulo formado por la posicion angular del angulo de referencia del primer tubo de acero y por la posicion angular del angulo de referencia del segundo tubo de acero, a partir de dichos primero y segundo angulos introducidos, y el valor del angulo determinado se introduce en el calculador de desalineacion.

Ademas, en una realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies interiores estan alineados entre sf, el calculador de desalineacion calcula el valor de la desalineacion en un estado en el que el angulo formado por el angulo de referencia del primer tubo de acero y el angulo de referencia del segundo tubo de acero se ajusta para ser el angulo de entrada, y en la que el centro de los datos del perfil que indica la geometna de la superficie interior de una parte extrema del primer tubo de acero y el centro de los datos del perfil que indica la geometna de la superficie interior de una parte extrema del segundo tubo de acero estan alineados. En esta realizacion tambien, si el angulo formado por el angulo de referencia del primer tubo de acero y por el angulo de referencia del segundo tubo de acero permanece constante, se obtendra el mismo valor para el valor de la desalineacion. Por lo tanto, basta que el angulo formado por el angulo de referencia del primer tubo de acero y por el angulo de referencia del segundo tubo de acero se pueda introducir como variable. Por ejemplo, tambien es posible adoptar un metodo en el que un primer angulo y un segundo angulo son entradas para determinar el angulo formado por la posicion angular del angulo de referencia del primer tubo de acero y por la posicion angular del angulo de referencia del segundo tubo de acero a partir del primer angulo y del segundo angulo introducidos, y el valor del angulo determinado se introduce en el calculador de desalineacion.

En una realizacion en la que las posiciones inferiores de las geometnas de las superficie exteriores para dos tubos de acero estan alineadas entre sf, el calculador de desalineacion calcula el valor de la desalineacion en un estado en el que los datos del perfil de una parte extrema del primer tubo de acero giran segun un primer angulo como entrada, y los datos del perfil de una parte extrema del segundo tubo de acero giran segun un segundo angulo introducido como, y la posicion inferior de los datos del perfil que indica la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero y la posicion inferior de los datos del perfil que indica la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero estan alineadas entre sf

En esta realizacion, incluso si el angulo formado por la posicion angular del angulo de referencia del primer tubo de acero y por la posicion angular del angulo de referencia del segundo tubo de acero permanece constante, el valor de la desalineacion vana dependiendo del primer angulo y del segundo angulo. Aqrn, la posicion inferior se refiere a una posicion en la que un tubo de acero se pone en contacto con el suelo cuando el tubo de acero se coloca en un plano horizontal, y la alineacion de las posiciones inferiores significa que se establecen los mismos valores para el valor de r para 0 = 270° con respecto al eje X, en el procedimiento que se describira con referencia a las siguientes figuras 1 y 2.

Se describira un ejemplo del procedimiento para calcular el valor de la desalineacion mediante un calculador de desalineacion que puede adoptar las realizaciones descritas anteriormente, haciendo referencia a las figuras 1 y 2.

La figura 1 explica un ejemplo del procedimiento para calcular un valor de desalineacion mediante un calculador de desalineacion, en la que la figura 1(a) muestra el procedimiento para interpolar los datos del perfil de un primer tubo de acero, la figura 1(b) el procedimiento para interpolar los datos del perfil de un segundo tubo de acero; la figura 1(c) el procedimiento para trasladar paralelamente una representacion grafica hecha por interpolacion para el primer tubo de acero; la figura 1(d) el procedimiento para trasladar paralelamente una representacion hecha por interpolacion para el segundo tubo de acero; la figura 1(e) el procedimiento para girar una representacion grafica hecha por interpolacion para el primer tubo de acero, y la figura 1(f) el procedimiento para girar una representacion grafica hecha por interpolacion para el segundo tubo de acero, respectivamente.

El procedimiento a describir mediante la figura 1 es un procedimiento para girar los datos del perfil de una parte extrema del primer tubo de acero segun un primer angulo como entrada, y para girar los datos del perfil de una parte extrema del segundo tubo de acero segun un segundo angulo como entrada.

En primer lugar, cada espacio entre puntos de medicion adyacentes se interpola para los datos del perfil que se utilizaran para el calculo del valor de la desalineacion entre dos conjuntos de datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior y la geometna de la superficie interior para el primer tubo de acero. La interpolacion se puede realizar con cualquier metodo bien conocido como, por ejemplo, interpolacion lineal, interpolacion mediante trazadores (splines), interpolacion Bezier e interpolacion clotoidal. La figura 1(a) muestra una representacion grafica 11 que representa la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero y la representacion grafica 12 que representa la geometna de la superficie interior de una parte extrema del mismo tubo. Estas representaciones graficas se han obtenido por interpolacion Bezier para espacios entre puntos

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adyacentes en las mediciones 31 de cada conjunto de datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema o la geometna de la superficie interior de una parte extrema del primer tubo de acero.

Como en el caso del primer tubo de acero, los espacios entre puntos de medicion adyacentes se interpolan para los datos del perfil que se utilizaran para el calculo del valor de la desalineacion entre dos conjuntos de datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema y la geometna de la superficie interior de una parte extrema en el segundo tubo de acero. La figura 1 (b) muestra la representacion grafica 21 que representa la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero y la representacion grafica 22 que representa la geometna de la superficie interior de una parte extrema del mismo tubo. Estos estas representaciones graficas se han obtenido por interpolacion Bezier para espacios entre puntos adyacentes en las mediciones 31 de cada uno de los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema o la geometna de la superficie interior de una parte extrema del segundo tubo de acero.

La representacion grafica que representa la geometna de la parte extrema del primer tubo de acero obtenida por interpolacion (un polfgono en el caso de una interpolacion lineal, y una curva cerrada en el caso de una interpolacion mediante “splines”, etc.) se traslada paralelamente, de manera que el centro de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema o el centro de la geometna de la superficie interior de la parte extrema se situan en el origen de coordenadas polares. En la figura 1(c), la representacion grafica 11 que representa la geometna de la superficie exterior de una parte extrema y la representacion grafica 12 que representa la geometna de la superficie interior de una parte extrema del primer tubo de acero, de las que el centro de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema se situa en el origen de coordenadas polares mediante una traslacion paralela, se representan con lmea continua, y la representacion grafica que representa la geometna de la superficie exterior de la parte extrema y la geometna de la superficie interior de la parte extrema del primer tubo de acero antes de la traslacion paralela, se representan con lmea discontinua, respectivamente. Aqrn, se obtiene el centro de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema y el centro de la geometna de la superficie interior de la parte extrema mediante la determinacion del drculo de mejor ajuste, definido como un drculo aproximado para los datos del perfil, y el calculo de su centro. El drculo aproximado se obtiene mediante un metodo conocido, tal como el metodo de mmimos cuadrados. La figura 1(c) muestra el centro 11c de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema del primer tubo de acero mediante un drculo negro.

Como en el caso del primer tubo de acero, la representacion grafica que representa la geometna de una parte extrema del segundo tubo de acero obtenida por interpolacion se traslada paralelamente, de tal manera que el centro de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema o el centro de la geometna de la superficie interior de la parte extrema se situa en el origen de coordenadas polares. En la figura 1(d), la representacion grafica 21 que representa la geometna de la superficie exterior de la parte extrema y la representacion grafica 22 que representa la geometna de la superficie interior de la parte extrema del segundo tubo de acero, de las cuales el centro de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema se situa en el origen de coordenadas polares por medio de una traslacion paralela, se representan con lmea continua, y la representacion grafica que representa la geometna de la superficie exterior de la parte extrema y la geometna de la superficie interior de la parte extrema del segundo tubo de acero antes de la traslacion paralela, se muestran con lmea discontinua, respectivamente. Ademas, el centro 21c de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema del segundo tubo de acero esta representado por un drculo negro lleno.

La representacion grafica que representa la geometna de la parte extrema del primer tubo de acero que se ha trasladado paralelamente se gira segun un primer angulo mediante transformacion de coordenadas. En la figura 1(e), la representacion grafica 11 que representa la geometna de la superficie exterior de la parte extrema del primer tubo de acero y la representacion grafica 12 que representa la geometna de la superficie interior de la parte extrema, que han girado un primer angulo, se muestran con lmea continua, y las representaciones graficas que representan la geometna de la superficie exterior de la parte extrema y la geometna de la superficie interior de la parte extrema del primer tubo de acero antes del giro, se muestran con lmea discontinua, respectivamente.

Al igual que en el caso del primer tubo de acero, la representacion grafica que muestra la geometna de la parte extrema del segundo tubo de acero que se ha trasladado paralelamente se gira segun un segundo angulo mediante transformacion de coordenadas. En la figura 1(f) la representacion grafica 21 que representa la geometna de la superficie exterior de la parte extrema del segundo tubo de acero, y la representacion grafica 22 que representa la geometna de la superficie interior de la parte extrema que se han girado segun un segundo angulo se muestran con lmea continua, y las representaciones graficas que representan la geometna de la superficie exterior de la parte extrema y la geometna de la superficie interior de la parte extrema del segundo tubo de acero antes del movimiento de giro se muestran con lmeas discontinuas, respectivamente.

Las representaciones graficas obtenidas de esta manera, que representan las geometnas de la parte extrema del primer tubo de acero y del segundo tubo de acero, se utilizan para calcular un valor de desalineacion. El procedimiento que se ha descrito utilizando la figura 1 es un procedimiento para girar los datos del perfil de una parte extrema del primer tubo de acero segun un primer angulo de entrada, y para girar los datos del perfil de una parte extrema del segundo tubo de acero segun un segundo angulo de entrada, y se puede aplicar tal como esta en la realizacion en la que las posiciones inferiores de las geometnas de la superficie exterior estan alineadas entre sf.

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Ademas, el procedimiento descrito anteriormente se puede aplicar a una realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies exteriores estan alineados entre s^ y a una realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies interiores estan alineados entre sf, si se modifica una parte del procedimiento mostrado en la figura 1. Mas espedficamente, el procedimiento que se ha descrito utilizando la figura 1 se puede realizar dejando un primer angulo de 0° y determinando un segundo angulo, para lo cual el angulo formado por el angulo de referencia del primer tubo de acero y por el angulo de referencia del segundo tubo de acero se convierte en un angulo de entrada, que utiliza el primer angulo y el segundo angulo. Es decir, el procedimiento descrito anteriormente se puede realizar dejando que el primer angulo sea 0° y, por lo tanto, omitiendo sustancialmente el procedimiento para girar la representacion grafica del primer tubo de acero de la figura 1(e).

Ademas, el procedimiento que se ha descrito utilizando la figura 1 se puede realizar dejando que el segundo angulo sea 0° y determinando un primer angulo, para lo cual el angulo formado por el angulo de referencia del primer tubo de acero y por el angulo de referencia del segundo tubo de acero se convierte en un angulo de entrada, que utiliza el primer angulo y el segundo angulo. Es decir, el procedimiento descrito anteriormente se puede realizar dejando que el segundo angulo sea 0° y, de este modo, omitiendo sustancialmente el procedimiento para girar la representacion grafica del segundo tubo de acero de la figura 1(f).

El valor de la desalineacion se calcula utilizando las representaciones graficas asf obtenidas que representan las geometnas de las partes extremas de los tubos de acero primero y segundo. Mas espedficamente, se invierte una de las representaciones graficas que representan las geometnas de las partes extremas de los tubos de acero primero y segundo, siendo el eje Y el eje de simetna (tras la transformacion especular con respecto al eje Y), y se superponen la representacion grafica que se ha invertido y la otra representacion grafica que no es preciso invertir.

Sin embargo, en la realizacion en la que las posiciones inferiores de las geometnas de las superficies exteriores estan alineadas entre sf, es necesario que la representacion grafica que representa la geometna de la parte extrema del primer tubo de acero o del segundo tubo de acero que ha sido girada sea paralelamente trasladada de manera que la posicion inferior (valor r cuando 0 = 270° con respecto al eje X) de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema del primer tubo de acero, y la posicion inferior (valor r cuando 0 = 270° con respecto al eje X) de la geometna de la superficie exterior de la parte extrema del segundo tubo de acero, estan alineadas entre sf, y que se realiza el procedimiento de superposicion.

El valor de la desalineacion se calcula basandose en representaciones graficas asf superpuestas. Como valor de desalineacion se pueden adoptar, por ejemplo, los apartados anteriores (a) a (i). Cada apartado se describira utilizando la siguiente figura 2.

La figura 2 es un diagrama para explicar el valor de desalineacion definido en la presente invencion. En la figura 2, la representacion grafica 11 que representa la geometna de la superficie exterior de la parte extrema del primer tubo de acero y la representacion grafica 12 que representa la geometna de la superficie interior de la parte extrema del primer tubo (en lo sucesivo, tambien denominadas simplemente “geometna de la superficie exterior del primer tubo de acero” y “geometna de la superficie interior del primer tubo de acero”) se muestran en lmeas continuas, y la representacion grafica 21 que representa la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero y la representacion grafica 22 que representa la geometna de la superficie interior de la parte extrema del segundo tubo (en lo sucesivo, tambien denominadas simplemente “geometna de la superficie exterior del segundo tubo de acero” y “geometna de la superficie interior del segundo tubo de acero”), se muestran, respectivamente, con lmea discontinua de dobles puntos. Como se muestra en la figura 2, la desalineacion esta constituida por una region sin contacto 13 del lado de la superficie exterior y por una region sin contacto 14 del lado de la superficie interior del primer tubo de acero, y por una region sin contacto 23 del lado de la superficie interior y por una region sin contacto 24 del lado de la superficie interior del segundo tubo de acero.

Aqrn, la region sin contacto 13 del lado de la superficie exterior del primer tubo de acero es una parte, que no esta en contacto con el segundo tubo de acero, de la cara extrema del primer tubo de acero y es una region definida por la 11 geometna de la superficie exterior del primer tubo de acero y por la geometna 21 de la superficie exterior del segundo tubo de acero. Ademas, la region sin contacto 14 del lado de la superficie interior del primer tubo de acero es una parte, que no esta en contacto con el segundo tubo de acero, de la cara extrema del primer tubo de acero, y es una region definida por la geometna 12 de la superficie interior del primer tubo de acero y por la geometna 22 de la superficie interior del segundo tubo de acero. La parte sin contacto 23 del lado de la superficie exterior del segundo tubo de acero es una parte, que no esta en contacto con el primer tubo de acero, de la cara extrema del segundo tubo de acero, y es una region definida por la geometna 11 de la superficie exterior del primer tubo de acero y por la geometna 21 de la superficie exterior del segundo tubo de acero. La region sin contacto 24 del lado de la superficie exterior del segundo tubo de acero es una parte, que no esta en contacto con el primer tubo de acero, de la cara extrema del segundo tubo de acero, y es una region definida por la geometna 12 de la superficie interior del primer tubo de acero y por la geometna 22 de la superficie interior del segundo tubo de acero.

El area de la parte sin contacto cuando se apoyan a tope entre sf segun lo descrito anteriormente en (a) es un valor obtenido sumando las areas de la region sin contacto 13 del lado de la superficie exterior y de la region sin contacto 14 del lado de la superficie interior del primer tubo de acero, y la region sin contacto 23 del lado de la superficie exterior y la region sin contacto 24 del lado de la superficie interior del segundo tubo de acero. Por otra parte, el area

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de la region del lado de la superficie interior de la parte sin contacto cuando se apoyan a tope entre sf segun lo descrito anteriormente en (d), es un valor obtenido sumando las areas de la region sin contacto 14 del lado de la superficie interior del primer tubo de acero y de la region sin contacto 24 del lado de la superficie interior del segundo tubo de acero. El area de la region del lado de la superficie exterior de la parte sin contacto cuando se apoyan a tope entre sf segun lo descrito anteriormente en (g), es un valor obtenido sumando las areas de la region sin contacto 13 del lado de la superficie exterior del primer tubo de acero y de la region sin contacto 23 del lado de la superficie exterior del segundo tubo de acero.

La proporcion ocupada por el area de la parte sin contacto cuando esta apoyada a tope con respecto al area de una parte extrema del primer tubo de acero o de una parte extrema del segundo tubo de acero (en lo sucesivo, tambien denominada simplemente "el area de la parte extrema del tubo de acero”) segun lo descrito anteriormente en (c) es la proporcion ocupada por el area de lo descrito anteriormente en (a) con respecto al area de la parte extrema de un tubo de acero. Ademas, la proporcion ocupada por el area de la region de la parte sin contacto del lado de la superficie interior cuando esta apoyada a tope con respecto al area de la parte extrema del tubo de acero segun lo descrito anteriormente en (f), es la proporcion ocupada por el area de lo descrito anteriormente en (d) con respecto al area de la parte extrema del tubo de acero. La proporcion ocupada por el area de la region del lado de la superficie exterior de la porcion sin contacto cuando se apoya a tope juntamente con respecto al area de la parte extrema del tubo de acero segun lo anteriormente descrito en (i) es la proporcion ocupada por el area de lo anteriormente descrito en (g) con respecto al area de la parte extrema del tubo de acero. En este caso, como el area de la parte extrema de un tubo de acero se puede adoptar, por ejemplo, el area calculada a partir de los datos del perfil, el area calculada a partir de un diametro exterior nominal y de un diametro interior nominal, y el area calculada a partir de un diametro exterior medio y de un diametro interior medio.

La longitud radial de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf se compone de una longitud w1 de la parte sin contacto del lado de la superficie exterior y una longitud w2 de la parte sin contacto del lado de la superficie interior, como se muestra en la figura 2. Aqm, la longitud w1 de la parte sin contacto del lado de la superficie exterior es la distancia en direccion radial desde la geometna 11 de la superficie exterior del primer tubo de acero hasta la geometna 12 de la superficie exterior del segundo tubo de acero. Ademas, la longitud w2 de la parte sin contacto del lado de la superficie interior es la distancia en direccion radial desde la geometna 21 de la superficie interior del primer tubo de acero hasta la geometna 22 de la superficie interior del segundo tubo de acero.

La longitud radial de la parte sin contacto cuando se apoyan a tope entre sf segun lo descrito anteriormente en (b) es un valor obtenido sumando la longitud w1 de la parte sin contacto del lado de la superficie exterior y la longitud w2 de la parte sin contacto del lado de la superficie interior. El valor maximo de la misma es un valor maximo cuando la longitud radial de una que se pone sin contacto se determina para cada angulo predeterminado de 0 a 360°. Ademas, la longitud radial de la region de la parte sin contacto del lado de la superficie interior cuando se apoyan a tope entre sf segun lo descrito anteriormente en (e) es la longitud w2 de la parte sin contacto del lado de la superficie interior, y el valor maximo de la misma es un valor maximo cuando la longitud w2 de la parte sin contacto del lado de la superficie interior se determina para cada angulo predeterminado. La longitud radial de la region de la parte sin contacto del lado de la superficie exterior cuando se apoyan a tope entre sf segun lo anteriormente descrito en (h) es la longitud w1 de la parte sin contacto del lado de la superficie exterior, y su valor maximo es el valor maximo cuando la longitud w1 de la parte sin contacto del lado de la superficie exterior se determina para cada angulo predeterminado.

Los apartados de los descritos anteriormente (a) a (c) se calculan utilizando los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del segundo tubo, y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero. Ademas, los apartados descritos anteriormente (d) a (f) se calculan utilizando los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del segundo tubo de acero. Los apartados descritos anteriormente (g) a (i) se calculan utilizando los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero.

Mediante el calculo del valor de la desalineacion utilizando los datos del perfil de una parte extrema del tubo de acero, es posible cuantificar y evaluar la desalineacion. Por lo tanto, al soldar a tope las partes extremas de tubos de acero en la produccion de tubos unidos, el calculo y la evaluacion del valor de la desalineacion mediante la utilizacion del sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion permitiran conocer el riesgo de fallo en el tubo unido resultante.

2. Calculador de angulos

El sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion preferiblemente incluye ademas un calculador de angulos para determinar el angulo optimo que minimiza el valor de la desalineacion. Como resultado, en la soldadura a tope de las partes extremas de tubos de acero en la produccion de tubos unidos, al determinar el angulo

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optimo que minimiza el valor de la desalineacion, mediante la utilizacion del sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion, y al ajustar el angulo entre los tubos de acero primero y segundo, basandose en el angulo optimo determinado, se permitira la minimizacion de la desalineacion.

En consecuencia, se posibilita la reduccion del riesgo de fallo en la parte apoyada a tope de un tubo unido fabricado mediante soldadura a tope de las partes extremas de tubos de acero.

En una realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies exteriores estan alineados y en una realizacion en la que los centros de las geometnas de las superficies interiores estan alineados, el calculador de angulos calcula los valores de desalineacion para cada angulo de entrada que vana en una magnitud predeterminada de variacion, utilizando el calculador de desalineacion para determinar un angulo (el angulo formado por un primer angulo de referencia y por un segundo angulo de referencia) en el que el valor de la desalineacion se

minimiza. En tal caso, es preferible que el calculador de angulos proporcione un angulo en el que el valor de

desalineacion se minimice, asf como el valor de desalineacion en el angulo asf proporcionado. Ademas, el intervalo angular en el que se calcula el valor de desalineacion se puede ajustar, por ejemplo, al mismo angulo que el

intervalo angular entre puntos de medicion adyacentes en los datos del perfil.

En una realizacion en la que las posiciones inferiores de las geometnas de las superficies exteriores estan alineadas, el calculador de angulos calcula valores de desalineacion utilizando el calculador de desalineacion para determinar unos angulos primero y segundo en los que el valor de desalineacion se minimiza al variar (aumentar o disminuir) el primer angulo por un tercer angulo predeterminado cada vez, y tambien al variar (aumentar o disminuir) el segundo angulo por un cuarto angulo predeterminado cada vez con respecto a cada angulo variado del primer angulo. En esta ocasion, el calculador de angulos proporciona preferiblemente los angulos primero y segundo en los que el valor de desalineacion se minimiza, asf como los valores de desalineacion en los angulos primero y segundo asf proporcionados. Ademas, los intervalos angulares en los que se calcula el valor de la desalineacion, es decir, el tercer angulo predeterminado y el cuarto angulo predeterminado, se pueden ajustar al mismo angulo que el intervalo angular entre puntos de medicion adyacentes en los datos del perfil.

3. Calculo del orden, de la orientacion y de los angulos de las tubenas de acero

A continuacion se describe, con referencia a la figura 3, un sistema, que es una realizacion del sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion, para calcular el orden de la disposicion, la orientacion de las partes extremas de los tubos, y el angulo optimo de tubos de acero en los que el total de los valores de desalineacion se minimiza cuando un grupo de tubos de acero se une para formar tubos unidos.

La figura 3 es un diagrama de flujo que representa un ejemplo de procesamiento de un sistema, que muestra una realizacion del sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion, para calcular el orden de disposicion, la orientacion de las partes extremas de los tubos y los angulos de los tubos de acero, para minimizar el total de los valores de desalineacion en tubos unidos, en la que la figura 3(a) muestra una rutina principal, y la figura 3(b) muestra un calculador de sumas. Los caracteres de referencia S1 a S17 y S21 a S24 en los dibujos representan pasos de procesamiento.

Aqrn, en el ejemplo de procesamiento mostrado en la figura 3, se supone calcular el orden, la orientacion y los angulos de los tubos de acero que minimizan el total de los valores de desalineacion en un grupo de i longitudes de tubos de acero. A estas “i” longitudes de tubos de acero se les asignan numeros de mdice 1 a i, siendo un numero de mdice 1 asignado a un extremo de un tubo y un numero de mdice 2 al extremo opuesto del tubo, en cada tubo de acero. Ademas, en la presente descripcion, se supone que el calculador de desalineacion calcula el valor de desalineacion con los centros de las geometnas de la superficie exterior que estan alineados entre sf, y el calculador de angulos calcula valores de desalineacion en cada angulo de 1° para determinar un angulo en el que el valor de desalineacion se minimiza (el angulo formado por un primer angulo de referencia y un segundo angulo de referencia) como el angulo optimo.

En el proceso principal mostrado en la figura 3(a), en primer lugar los grupos de datos de desalineacion son producidos por un generador de datos que realiza el procesamiento para determinar el angulo (angulo optimo) en el que el valor de desalineacion se minimiza y el valor de desalineacion en ese angulo (angulo optimo) mediante la utilizacion de un calculador de angulos para todas las combinaciones, al seleccionar dos tubos de acero de entre un grupo de tubos de acero para apoyarlos a tope entre sf En el ejemplo de procesamiento mostrado en la figura 3, las etapas S1 a S10 corresponden al generador de datos. En el generador de datos, el procesamiento mediante el calculador de angulos S5 y la etapa S6 para almacenar los resultados de los mismos en un grupo de datos de desalineacion se realizan repetidamente. La repeticion se realiza variando: una variable j que indica el numero de mdice del tubo de acero seleccionado como el primer tubo de acero en un intervalo de 1 a (i - 1); una variable k que indica el numero de mdice del tubo de acero seleccionado como el segundo tubo de acero en un intervalo desde (j + 1) hasta i; una variable l que indica el numero de mdice de la parte extrema apoyada a tope del primer tubo de acero en un intervalo de 1 o 2; y una variable m que indica el numero de mdice de la parte extrema apoyada a tope del segundo tubo de acero en un intervalo de 1 o 2.

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Dicho calculo repetitivo genera grupos de datos de desalineacion (por ejemplo, una tabla y una matriz). Cuando se produce una tabla, la columna de la tabla puede estar compuesta por: por ejemplo, el numero de mdice del tubo de acero seleccionado como el primer tubo de acero y el numero de mdice de la parte extrema a apoyar a tope del primer tubo de acero; el numero de mdice del tubo de acero seleccionado como segundo tubo de acero y el numero de mdice de la parte extrema a apoyar a tope del segundo tubo de acero; y el angulo (angulo optimo) en el que se minimiza la desalineacion y el valor de la desalineacion para ese angulo (angulo optimo). El numero de columnas a producir sera { i * (i -1) / 2 } * 4.

A continuacion, la orientacion, el orden y los angulos (angulo optimo) de los tubos de acero en los que el total de los valores de desalineacion se minimiza, se determinan con una unidad de calculo. Este procesamiento de la unidad de calculo de datos corresponde a las etapas S11 a S17 en el ejemplo de procesamiento mostrado en la figura 3. El procesamiento de la unidad de calculo de datos se compone del paso S11 para determinar el orden de la disposicion y de los pasos S12 a S17 para determinar la condicion en la que el total de los valores de desalineacion se minimiza mediante la utilizacion de los datos del orden de disposicion.

En el paso S11, todas las combinaciones de orden y orientacion para los tubos de acero cuando se realiza soldadura a tope se determinan y se almacenan en los datos del orden de disposicion (por ejemplo, una tabla o una matriz). Cuando los datos de orden de disposicion se almacenan como una tabla, la columna del orden de disposicion se compone de: por ejemplo, el numero de mdice del tubo de acero que se colocara en la primera posicion, el numero de mdice del extremo del tubo que se colocara en el lado posterior del primer tubo de acero, el numero del tubo de acero que se colocara en la segunda posicion, el numero de mdice del extremo del tubo que se colocara en el lado posterior del segundo tubo de acero, ..., el numero del tubo de acero que se colocara en la posicion i-esima, y el numero de mdice del extremo del tubo que se colocara en la parte posterior del i-esimo tubo de acero. El numero de filas en la tabla del orden de disposicion resultante sera i ! x 2 (i - 1). En este caso, el extremo del tubo que se colocara en el lado posterior es el extremo del tubo, que se apoyara a tope en una parte extrema del tubo de acero a situar en la posicion (p + 1)-esima, de las partes extremas del tubo de acero que se colocaran en la posicion p-esima (donde p es un numero entero desde 1 hasta (i - 1)), o una parte extrema, en la que no se realiza la soldadura a tope, de las partes extremas del tubo de acero que se colocaran en la posicion i-esima.

A continuacion, en los pasos S12 a S16, el paso S13 para determinar el total de los valores de desalineacion y los pasos S14 a S15 para almacenar el numero de fila de la tabla del orden de disposicion y los valores totales de los valores de desalineacion cuando el total de los valores de desalineacion es mmimo, se repiten para cada fila de la tabla del orden de disposicion mediante un calculador de sumas. Como resultado de esto, se determinan el numero de fila en el que el total de los valores de desalineacion se minimiza y el total de los valores de desalineacion. La lectura de los datos de la tabla del orden de disposicion usando el numero de fila en el que el total de los valores de desalineacion determinados se minimiza, hace posible obtener el orden de seleccion y la orientacion del extremo del tubo de acero en el que el valor de desalineacion se minimiza. El angulo (angulo optimo) en el que se minimiza el valor de desalineacion es lefdo sucesivamente del grupo de datos de desalineacion utilizando el orden asf obtenido y la orientacion del extremo del tubo de acero, y se suma. A continuacion, se proporcionan (S17) el orden, la orientacion y el angulo (angulo optimo) asf determinados del tubo de acero para los que se minimiza el total de los valores de desalineacion.

Por otra parte, como se muestra en la figura 3(b), el calculador de sumas realiza el paso S22 para recuperar el valor de desalineacion minima al hacer que el tubo de acero se coloque en la posicion o-esima y el tubo de acero que se va a colocar en la posicion (o + 1)-esima se apoyen a tope entre sf, consultando el grupo de datos de desalineacion, y el paso S23 para sumar al total de los valores de desalineacion. En el paso S22 para recuperar un valor de desalineacion mmimo, por ejemplo, el numero de mdice del tubo de acero que se ha de colocar en la posicion o- esima; el numero de mdice de la parte extrema, que se apoyara a tope en el tubo de acero situado en la posicion (o + 1)-esima, del tubo de acero a colocar en la posicion o-esima; el numero de mdice del tubo de acero que se va a colocar en la posicion (o + 1)-esima, y el numero de mdice de la parte extrema, que se apoyara a tope en el tubo de acero que se situara en la posicion o-esima, del tubo de acero a situar en la posicion (o + 1)-esima se obtienen utilizando la tabla de orden de disposicion. Consultando el grupo de datos de desalineacion mediante su uso como condicion de busqueda, es posible obtener un valor de desalineacion mmimo.

Ademas, en el paso S23 para sumar al total de los valores de desalineacion, el valor de desalineacion minima recuperado se suma a una variable que indica el total de valores de desalineacion. Mediante la realizacion de este paso para o desde 1 hasta (i - 1) en orden, se calcula el total de los valores de desalineacion.

Por lo tanto, al ser proporcionado con el generador de datos, el calculador de sumas, y la unidad de calculo, el sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion puede determinar el orden, la orientacion y el angulo optimo de tubos de acero en los que el total de los valores de desalineacion se minimiza al apoyar a tope un grupo de tubos de acero uno tras otro formando una tubena unida. Por lo tanto, la determinacion de los datos de orden, orientacion y angulo optimo de los tubos de acero en los que se minimiza el total de los valores de desalineacion, utilizando el sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion al producir una tubena unida a partir de un grupo de tubos de acero y, basandose en esto, la realizacion de la soldadura a tope con el ajuste del orden, de la orientacion y del angulo de las tubenas de acero, permitira minimizar la desalineacion y el riesgo de fallo de la tubena unida resultante.

4. Unidad de evaluacion

Por otra parte, el sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion puede adoptar una configuracion que incluya el calculador de desalineacion descrito anteriormente, y una unidad de evaluacion que decide entre aceptacion o fallo utilizando un valor umbral establecido para el valor de la desalineacion calculado utilizando el 5 calculador de desalineacion. Esto permitira que, facilmente, el valor de la desalineacion no se mantenga mas alto que el valor umbral al realizar la soldadura a tope. Por lo tanto, en la produccion de tubenas unidas, al evaluar el valor de la desalineacion usando el sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion sobre las partes extremas al soldar a tope tubos de acero contiguos y ajustando de este modo los tubos de acero primero y segundo para tener un angulo en el que el valor de la desalineacion no supere el valor umbral, sera posible mejorar la calidad 10 de las tubenas unidas resultantes. El valor umbral se puede ajustar adecuadamente en funcion de las representaciones graficas calculadas como el valor de desalineacion, el tamano del tubo de acero, la resistencia a la rotura en la zona de soldadura requerida para el tubo unido.

El sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion hasta aqu descrito se puede realizar, por ejemplo, mediante un programa para realizar el procesamiento descrito anteriormente, y un ordenador. El ordenador puede 15 estar constituido por una seccion de entrada de datos (por ejemplo, un teclado y un raton), una seccion de procesamiento de datos (una CPU y una memoria, etc.) a la que este conectada la seccion de entrada de datos, una seccion de almacenamiento de datos (una memoria de gran escala) conectada con la seccion de procesamiento de datos, y una seccion de visualizacion del resultado del procesamiento (una pantalla de monitor) conectada con la seccion de procesamiento de datos.

20 Aplicabilidad industrial

El sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion tiene las siguientes ventajas destacables.

(1) Es posible cuantificar y evaluar la desalineacion que se produce cuando se realiza la soldadura a tope de las partes extremas de tubos de acero, y

(2) es posible determinar un angulo en el que la desalineacion sea minima segun lo descrito anteriormente

25 en (1).

El uso de tal sistema de calculo de desalineacion de la presente invencion en la produccion de tubos unidos hace posible reducir el riesgo de fallo en los tubos unidos resultantes, contribuyendo de este modo en gran medida a mejorar la calidad de los tubos unidos.

Lista de simbolos de referencia

30 11: Representacion grafica que representa la geometna de la superficie exterior del primer tubo de acero

11c: Centro de la geometna de la superficie exterior del primer tubo de acero

12: Representacion grafica que representa la geometna de la superficie interior del primer tubo de acero 13: Region sin contacto del lado de la superficie exterior del primer tubo de acero 14: Region sin contacto del lado de la superficie interior del primer tubo de acero 35 21: Representacion grafica que representa la geometna de la superficie exterior del segundo tubo de acero

21c: Centro de la geometna de la superficie exterior del segundo tubo de acero

22: Representacion grafica que representa la geometna de la superficie interior del segundo tubo de acero 23: Region sin contacto del lado de la superficie exterior del segundo tubo de acero 24: Region sin contacto del lado de la superficie interior del segundo tubo de acero 40 31: Puntos de medicion para datos del perfil

w1: Longitud de la parte sin contacto del lado de la superficie exterior w2: Longitud de la parte sin contacto del lado de la superficie interior

Claims (9)

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   REIVINDICACIONES

   1. Sistema de calculo de desalineacion que comprende un calculador de desalineacion para calcular el valor de la desalineacion que se produce en la soldadura a tope entre las partes extremas de un primer tubo de acero y de un segundo tubo de acero utilizando datos del perfil medidos en una direccion circunferencial en la parte extrema del primer tubo de acero mediante el ajuste previo de un primer angulo de referencia, y datos del perfil medidos en direccion circunferencial en la parte extrema del segundo tubo de acero mediante el ajuste previo de un segundo angulo de referencia, en el que

   - el calculador de desalineacion calcula el valor de la desalineacion en un estado en el que se cumple uno de los siguientes supuestos (A), (B) o (C):

   A) el angulo formado entre el primer angulo de referencia y el segundo angulo de referencia se ajusta a un angulo de entrada, y en el que el centro de los datos del perfil que muestra la geometna (11) de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero esta alineado con el centro de los datos del perfil que muestra la geometna (21) de la superficie exterior de la parte extrema del segundo tubo de acero;

   B) el angulo formado entre el primer angulo de referencia y el segundo angulo de referencia se ajusta a un angulo de entrada, y en el que el centro de los datos del perfil que muestra la geometna (12) de la superficie interior de la parte extrema del primer tubo de acero esta alineado con el centro de los datos del perfil que muestra la geometna (22) de la superficie interior de la parte extrema del segundo tubo de acero; y

   C) los datos del perfil de la parte extrema del primer tubo de acero se giran segun un primer angulo de entrada y los datos del perfil de la parte extrema del segundo tubo de acero se giran segun un segundo angulo de entrada, y la posicion inferior de los datos del perfil que muestran la geometna de la superficie exterior en una parte extrema del primer tubo de acero esta alineada con la posicion inferior de los datos del perfil que muestran la geometna de la superficie exterior de la parte extrema del segundo tubo de acero.
2. 2. Sistema de calculo de desalineacion segun la reivindicacion 1, caracterizado porque en el caso (A) o (B)

   - el sistema de calculo de desalineacion comprende ademas un calculador de angulos para calcular un valor de desalineacion para cada angulo de entrada que vana en una magnitud predeterminada de variacion mediante la utilizacion del calculador de desalineacion, y mediante la determinacion del angulo en el que el valor de desalineacion se minimiza.
3. 3. Sistema de calculo de desalineacion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en el caso (C)

   - el sistema de calculo de desalineacion comprende ademas un calculador de angulos que vana el primer angulo segun un tercer angulo predeterminado cada vez, mientras que vana el segundo angulo segun un cuarto angulo predeterminado cada vez para cada primer angulo asf modificado, y calcula el valor de la desalineacion para cada variacion de angulo utilizando el calculador de desalineacion, para determinar el primer angulo y el segundo angulo en los que el valor de la desalineacion se minimiza.
4. 4. Sistema de calculo de desalineacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que:

   - el valor de la desalineacion se calcula utilizando los datos del perfil que indican la geometna (12) de la superficie interior en una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna (22) de la superficie interior en una parte extrema del segundo tubo de acero, y los datos del perfil que indican la geometna (11) de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna (21) de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero; y

   - el valor de la desalineacion es uno de los apartados entre los siguientes (a), (b) y (c):

   (a) un area de una parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf,

   (b) el valor maximo de una longitud radial w1, w2 de la parte sin contacto cuando estan apoyados a tope entre sf, y

   (c) la proporcion ocupada por el area de la parte sin contacto cuando esta apoyada a tope conjuntamente con respecto al area de una parte extrema del primer tubo de acero o de una parte extrema del segundo tubo de acero.
5. 5. Sistema de calculo de desalineacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que:

   - el valor de la desalineacion se calcula utilizando los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del primer tubo de acero y los datos del perfil que indican la geometna de la superficie interior de una parte extrema del segundo tubo de acero, y es uno de los apartados entre los siguientes (d), (e) y (f):

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   (d) el area de la region del lado de la superficie interior de la parte sin contacto cuando estan apoyadas a tope entre sf,

   (e) el valor maximo de la longitud radial de la region del lado de la superficie interior de la parte sin contacto cuando estan apoyadas a tope entre sf, y

   (f) la proporcion ocupada por el area de la region del lado de la superficie interior de la parte sin contacto cuando estan apoyadas a tope entre sf con respecto al area de una parte extrema del primer tubo de acero o de una parte extrema del segundo tubo de acero.
6. 6. Sistema de calculo de desalineacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que:

   - el valor de la desalineacion se calcula utilizando datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del primer tubo de acero y datos del perfil que indican la geometna de la superficie exterior de una parte extrema del segundo tubo de acero, y es uno de los apartados entre los siguientes (g), (h) e (i):

   (g) el area de la region del lado de la superficie exterior de la parte sin contacto cuando estan apoyadas a tope entre sf,

   (h) el valor maximo de la longitud radial de la region del lado de la superficie exterior de la parte sin contacto cuando estan apoyadas a tope entre sf, e

   (i) la proporcion ocupada por el area de la region del lado de la superficie exterior de la parte sin contacto cuando estan apoyadas a tope entre sf con respecto al area de una parte extrema del primer tubo de acero o de una parte extrema del segundo tubo de acero.
7. 7. Sistema de calculo de desalineacion segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado por que el sistema comprende ademas:

   - un generador de datos que genera un grupo de datos de desalineacion realizando un paso para determinar el angulo optimo en el que el valor de la desalineacion se minimiza y el valor de la desalineacion en dicho angulo optimo utilizando el calculador de angulos para todas las combinaciones al seleccionar dos tubos de acero de entre un grupo consistente en una pluralidad de tubos de acero para unirlos apoyados a tope entre sf;

   - un calculador de sumas para calcular el valor total de cada valor de desalineacion para cada parte apoyada a tope cuando se apoyan a tope una pluralidad de tubos de acero en el orden de entrada para el calculo y la orientacion de las partes extremas de los tubos usando el grupo de datos de desalineacion; y

   - una unidad de calculo que calcula el total de los valores de desalineacion utilizando el calculador de sumas para todas las combinaciones respecto al orden y a la orientacion al apoyar a tope tubos de acero en el grupo uno tras otro para formar tubos unidos y determina el orden, la orientacion y el angulo optimo al que el total de los valores de desalineacion se minimiza.
8. 8. Sistema de calculo de desalineacion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el sistema comprende ademas

   - una unidad de evaluacion que evalua la aceptacion o fallo utilizando un valor umbral establecido para el valor de la desalineacion calculado utilizando el calculador de desalineacion.
9. 9. Procedimiento para calcular el valor de la desalineacion utilizando el sistema de calculo de desalineacion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.