MX2010007204A - Aparato para inspección externa de tuberías. - Google Patents

Abstract

Un aparato para inspección externa de tubería conformado por un cuerpo con un arreglo de tracción magnética en su parte inferior y al menos un dispositivo de inspección montado en el cuerpo; en el cual el arreglo de tracción magnética incluye al menos dos ruedas magnéticas formadas por: una imán en forma circular; una tapa dentada en su circunferencia colocada en forma adyacente a una de las caras de dicho imán; y una tapa con al menos un par de muescas en su circunferencia colocada en la cara opuesta del imán; tal que cada par de ruedas magnéticas están colocadas en configuración inversa, quedando la tapa dentada de cada rueda magnética de manera opuesta; y además el arreglo de tracción incluye al menos un imán localizado delante de las ruedas magnéticas.

Description

APARATO PARA INSPECCIÓN EXTERNA DE TUBERÍAS CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con un aparato para inspección externa de tuberías. Más en particular, la invención concierne a un aparato para dispositivos de inspección externa de tuberías no destructiva, con facilidad de desplazamiento fuera de la misma.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la actualidad, en la industria aeronáutica, nuclear y petrolera se está considerando como parte de sus políticas operativas y de seguridad la preservación de la integridad mecánica en sus instalaciones móviles y estacionarias, a través de acciones de mantenimiento e inspección, las cuales en su gran mayoría son realizadas con los componentes operando, sin paros programados de la planta, especialmente tratándose de inspección.

En el caso de la industria petrolera, mediante la inspección por ensayos no destructivos se obtiene información acerca de las discontinuidades y defectos en los componentes estáticos, como recipientes a presión y tuberías en servicio, información necesaria para determinar la condición estructural de dichos componentes y su tiempo de vida remanente, lo cual ayuda a la prevención de problemas potenciales y a la toma de decisiones pertinentes para reparaciones o mantenimientos, acciones necesarias para preservar la integridad estructural y por ende la seguridad de las instalaciones.

Particularmente en las instalaciones de proceso en las plataformas marinas petroleras existe una gran cantidad de tuberías, las cuales requieren de inspección periódica para evaluar su integridad mecánica y aumentar la fiabilidad y seguridad en su funcionalidad, con la particularidad de que se encuentran instaladas dentro de plantas en alta mar, en espacios reducidos en diferentes niveles, incluso "volada" fuera de la estructura principal de la plataforma, lo cual dificulta su inspección, haciendo necesario utilizar al menos estructuras de andamios tubulares, andamios colgantes y escaleras para poder estar en contacto directo con la tubería, sin embargo el manejo y la instalación segura de estos andamios resulta ser un proceso que requiere de una inversión importante de tiempo adicional a las actividades propias de inspección de extensiones considerablemente grandes de tuberías, dicho proceso logístico incluye el manejo de esta herramienta en las instalaciones de la planta, así como su instalación en cada punto donde se encuentre tubería inaccesible, resulta ser en muchas ocasiones una limitante para la inspección completa de la planta.

Para proporcionar una solución a las limitantes mencionadas con anterioridad, Antonio Ramírez Martínez, en la publicación de solicitud de patente MXPA04012770, describe un equipo que es capaz de adherirse a las estructuras ferromagnéticas y moverse a través de ellas, ya sea horizontal o verticalmente, con la finalidad de medir los espesores de pared de dichas estructuras metálicas de forma autónoma y robotizada, o bien controlada remotamente, utilizando el ultrasonido como medio de medición del espesor; el equipo de inspección se encuentra constituido por a) un sistema de adherencia; b) un sistema de tracción; c) un sistema de suspensión; d) un sistema de posicionamiento del transductor de ultrasonido; e) un sistema de control; f) un sistema de mando a distancia; g) un sistema de grabación de datos; h) un sistema de seguimiento de verticalidad; y i) un software.

Así mismo Hayata Takashi y Nakahara Hirotaka describen en la publicación de patente JP8338831, un dispositivo para inspección de superficies, el cual es ligero y pequeño para ejecutar de forma estable incluso en una superficie curva, constituido por al menos un par de ruedas magnéticas que son atraídas hacia la superficie de la pared, están provistas por vehículo en el lado derecho e izquierdo del mismo; un motor y un mecanismo de reducción que mueve las ruedas que están soportadas al cuerpo con mecanismos de suspensión; un ultrasonido de prueba, el cual esta adjunto a la sección central del cuerpo vía un resorte. Cuando la misma rotación es aplicada a todas las ruedas, el cuerpo se desplaza en una dirección circunferencial en una tubería y cuando se aplican diferentes rotaciones son aplicadas a las ruedas 10a, 10b y a las ruedas 10c, lOd, respectivamente, el cuerpo es controlado para desplazarse en espiral sobre la tubería. Mientras la curvatura de la cara varia, el controlado de cada una de las ruedas 10a -lOd, de cada uno de los motores y de cada mecanismo de reducción pueden corresponder a la variación de la curvatura así hasta alcanzar la estabilidad.

Xinjun Wu, Jianming Yuan, Chen Huang, Baijiang An y Yihua Kang en la patente China, CN101138994, describen un robot de arrastre para tuberías con ruedas magnéticas para un vehículo, el cual incluye cuatro ruedas, un mecanismo de absorción magnética permanente y un mecanismo de dirección. El vehículo está conformado por cuatro ruedas, las cuales con instaladas en el marco del vehículo. El conjunto de ruedas incluyen un marco de rueda, una rueda, un mango de rueda, una dirección de mango, un reductor de velocidad y un motor.

El mecanismo de absorción magnética permanente incluye una pequeña mordaza y dos magnetos con polaridad invertida. El mecanismo de dirección incluye un soporte, una rueda de cadena de transmisión, un eje de la rueda de la cadena de conducción, una cadena, un reductor de velocidad y el motor. El mecanismo de absorción magnética permanente está conectado en la parte inferior del marco del vehículo. El mecanismo de dirección está fijado al marco del vehículo. El robot de la presente invención puede rastrear en la superficie externa de la tubería, en una tubería oblicua, acordada en cualquier ruta y puede llegar a cualquier posición externa de la superficie de la tubería de acuerdo a los requerimientos.

Las soluciones descritas por los documentos de patentes ofrecen un vehículo de inspección para tuberías con ruedas magnéticas de determinadas características de adhesión que permiten que se adapte a la curvatura de la superficie para diferentes situaciones, sin embargo, el carácter metálico con una superficie lisa de las ruedas hace que el coeficiente de fricción con respecto a la superficie a inspeccionar también metálica sobre la que ha desplazarse sea mínimo, así mismo se generan problemas de desplazamiento del vehículo concretamente cuando este se encuentra con soldaduras o cualquier otro tipo de irregularidades que habitualmente existen en las paredes de la tuberías o del elemento sobre el que ha de desplazarse dicho vehículo, perdiendo adherencia y evitando su desplazamiento.

En vista de lo anterior, es por tanto necesario ofrecer un aparato de inspección externa de tubería, de forma compacta, peso ligero, tamaño pequeño que permita la inspección externa de tuberías de arreglos complejos, con obstáculos por corrosión, soldaduras o cualquier otra irregularidad y de grosores pequeños desde cuatro pulgadas de diámetro, donde las ruedas magnéticas cuenten con una mejor adherencia para tuberías de este tipo y que permitan su desplazamiento a través de estas irregularidades, conservando la fuerza de adhesión y poder pasar así estos obstáculos. Así como realizar la función de transportar dispositivos de inspección externa como cámaras de video, ultrasonido, etc. La presente invención puede ser ampliamente utilizada para los trabajos de mantenimiento, de limpieza, e inspección de la tubería o tanques de almacenamiento.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En vista de lo anteriormente descrito y con el propósito de dar solución a las limitantes encontradas, es objeto de la presente invención ofrecer un aparato para inspección externa de tubería conformado por un cuerpo con un arreglo de tracción magnética en su parte inferior y al menos un dispositivo de inspección montado en el cuerpo; en el cual el arreglo de tracción magnética incluye al menos dos ruedas magnéticas formadas por: un imán en forma circular; una tapa dentada en su circunferencia colocada en forma adyacente a una de las caras de dicho imán; y una tapa con al menos un par de muescas en su circunferencia colocada en la cara opuesta del imán; tal que cada par de ruedas magnéticas están colocadas en configuración inversa, quedando la tapa dentada de cada rueda magnética de manera opuesta, y además el arreglo de tracción incluye al menos un imán localizado delante de las ruedas magnéticas.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS Los detalles característicos de la invención, se describen en los siguientes párrafos en conjunto con las figuras que lo acompañan, los cuales son con el propósito de definir al invento pero sin limitar el alcance de éste.

Figura 1 ilustra una vista isométrica inferior de un aparato para inspección externa de tuberías de acuerdo al invento.

Figura 2 ilustra una vista isométrica superior de un aparato para inspección externa de tuberías de acuerdo al invento.

Figura 3 ilustra una vista isométrica explosionada de un aparato para inspección externa de tuberías de acuerdo al invento.

Figura 4 ilustra una vista isométrica explosionada de una rueda magnética de un aparato para inspección externa de tuberías de acuerdo al invento.

Figura 5 ilustra una vista isométrica de una rueda magnética de un aparato para inspección externa de tuberías de acuerdo al invento.

Figura 6 ilustra una vista isométrica de un aparato para inspección externa de tuberías, en un desplazamiento longitudinal a través de la tubería de acuerdo al invento.

Figura 7 ilustra una vista isométrica de un aparato para inspección externa de tuberías, en un desplazamiento sobre el perímetro de secciones transversales paralelas de acuerdo al invento.

Figura 8 ilustra una vista isométrica de un aparato para inspección extema de tuberías, en un desplazamiento vertical a través de la tubería de acuerdo al invento.

Figura 9 ilustra una vista isométrica de un dispositivo instrumentado de medición de espesores por ultrasonido de acuerdo al invento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los detalles característicos de la invención se describen en los párrafos siguientes, los cuales son con el propósito de definir al invento pero sin limitar el alcance de éste.

La presente invención tiene como objetivo proponer una solución para automatizar o facilitar el proceso o actividad de inspección de tuberías u otros componentes, a través de un aparato para inspección externa por ultrasonido y visual, de forma compacta, ligero y de fácil manipulación, diseñado para posicionarse en las tuberías, que se encuentren expuestas a un ambiente agresivo, donde las capas de protección de la pintura se degradan en forma general o en áreas que se encuentren afectadas por la corrosión produciendo capas de cascarilla de oxido, y que por tal motivo se pierda la fuerza de adhesión, así como que se encuentren fuera del alcance del inspector, ya sea por la altura o la posición de la estructura de la plataforma, a distancia variables de hasta 8 metros, en diferentes diámetros de tubería desde 4 a 42 pulgadas y que puede colocarse en posición vertical, horizontal y en cualquier punto en el perímetro de la tubería sobre la superficie del tubo para obtener registros de espesores de pared en tubería de acero al carbono, a través de un solo equipo de ultrasonido, sin requerir de instalación de andamio.

Por lo anterior la presente invención se refiere a un aparato para inspección externa de tubería conformado por un cuerpo con un arreglo de tracción magnética en su parte inferior y al menos un dispositivo de inspección montado en el cuerpo; en el cual el arreglo de tracción magnética incluye al menos dos ruedas magnéticas formadas por: un imán en forma circular; una tapa dentada en su circunferencia colocada en forma adyacente a una de las caras de dicho imán; y una tapa con al menos un par de muescas en su circunferencia colocada en la cara opuesta del imán; tal que cada par de ruedas magnéticas están colocadas en configuración inversa, quedando la tapa dentada de cada rueda magnética de manera opuesta y además el arreglo de tracción incluye al menos un imán localizado delante de las ruedas magnéticas El arreglo de tracción magnética formado en una realización ilustrado en la Figura 1 por un imán 900 de forma rectangular y dos ruedas magnéticas 500 y 600 permiten una adecuada estabilidad en movimiento o estado estático durante la inspección, así como mayor adherencia del aparato de inspección 100 a la tubería a inspeccionar, proporcionando una mayor resistencia al desprendimiento en tuberías pequeñas desde 4 pulgadas de diámetro, así mismo permite escalar obstáculos encontrados en la superficie a inspeccionar ocasionados por la corrosión o por cordones de soldadura, ya que el diseño de las ruedas magnéticas permiten aumentar la fuerza de fricción entre ambas superficies.

La Figura 1 y 2 ilustran una vista isométrica de un aparato 100 para inspección externa de tuberías, conformado por un cuerpo 200, dos ruedas magnéticas 500 y 600 localizadas en la parte inferior del cuerpo 200, el cual cuenta en una realización con dos dispositivos de inspección externa, un dispositivo de medición de espesor por ultrasonido 300, ubicado en el lateral izquierdo del cuerpo 200 y una cámara de video 400 ubicada en el interior del cuerpo 200, permitiendo realizar una inspección externa de la tubería con desplazamiento longitudinales, verticales y en espiral. Tal que las ruedas magnéticas 500 y 600 se encuentran colocadas sobre ejes independientes, unidas a un servomotor 700 y 800 respectivamente. Así mismo en la parte inferior del cuerpo 200 se localiza un imán 900 para proporcionar mayor estabilidad y fuerza de adhesión a la tubería a inspeccionar.

En la Figura 3 se ¡lustra una vista isométrica explosionada de los componentes que conforman el aparato de inspección 100 externa de tuberías, tal que el cuerpo 200 se encuentra integrado por una base 205, una barra lateral derecha 210, una barra lateral izquierda 215, y una tapa superior 220 de fácil montaje para proporcionar protección al mecanismo interior del aparato 100, además cuenta con dos tapas laterales, una tapa lateral derecha 225 que protege al servomotor 700 sujeta a la barra lateral derecha 210; una tapa lateral izquierda 230 que protege al servomotor 800 sujeta a la barra lateral izquierda 215, las cuales son de fácil montaje y desmontaje del cuerpo 200 del aparato de inspección externa 100, cuya función es proteger a los servomotores 700 y 800 de las condiciones del ambiente extemo.

Las dimensiones máximas del aparato de inspección 100 externo son 10.1 pulgadas de base incluyendo al transductor 300, 6.48 pulgadas de largo y 3.15 pulgadas de altura, con un peso aproximado de 2.2 Ib. Además el material con el que se encuentra fabricado es de Aluminio, el cual permite que se adapte a condiciones ambientales de alta salinidad, humedad de hasta 90% permitiendo de una manera sencilla la realización de actividades de ensayos no destructivos en tubería en servicio; específicamente tubería instalada en espacios inaccesibles, en alturas y espacios reducidos.

La Figura 4 ilustra una vista isométrica explosionada de una rueda magnética 500, la cual se encuentra compuesta por un imán 505 de forma circular, cubierto en su circunferencia por un aro 510 de aluminio, para proteger al imán 505 de daños en la superficie de la tubería a inspeccionar; una tapa dentada 515 en su circunferencia, colocada en forma adyacente a una de las caras del imán 505, la cual se encuentra unida mediante mecanismos de sujeción; y una tapa 520 con al menos un par muescas, colocada en la cara opuesta del imán, permitiendo asegurar la adhesión en la superficie de la tuberías.

En una primera realización la rueda magnética 500 en su tapa dentada 515, cuenta con ranuras transversales de un milímetro, formando un total de 161 ranuras distribuidas en todo el perímetro de la tapa alrededor de su circunferencia, la tapa con muescas 520 cuenta con cuatro pares de muescas 525 colocadas de forma equidistante a 90 grados, cada muesca es de forma semicircular con un diámetro aproximado de 2.17 pulgadas, una profundidad 0.02 pulgadas y un espesor de 0.25 pulgadas, con una separación aproximada entre muesca y muesca de 16.4 grados de distancia radial, colocada en la cara opuesta del imán 505, unida mediante los mismos mecanismos de sujeción de la tapa dentada 515.

Como se ilustra en las Figuras 1, 3, 4 y 5 las ruedas magnéticas 500 y 600 se encuentran localizadas en la parte inferior del cuerpo 200, atrás del imán rectangular 900 localizado en la base 205, separadas físicamente por un soporte de cable 235, donde la rueda magnética 500 se encuentra unida al engrane 710 (no ilustrado) del servomotor 700, sujeto a la barra lateral 210, más específicamente la tapa con muescas 520, en su cara externa cuenta con un borde circunscrito 530, el cual permite embonar el engrane 710 a la rueda magnética 500, así mismo cuenta con una perforación circular 540 donde se introduce el eje a través del servomotor 700 y posteriormente en la tapa con muescas 520 de la rueda magnética 500. La rueda magnética 600 se encuentra unida al engrane 810 del servomotor 800, donde la tapa con muescas 620 en su cara externa cuenta con un borde circunscrito 630, el cual permite embonar el engrane 810 a la rueda magnética 600, así mismo cuenta con una perforación 640 donde se introduce el eje a través del servomotor y posteriormente en la tapa con muescas 620 de la rueda 600.

Cada una de las ruedas magnéticas 500 y 600 cuenta con ejes independientes unidos a su propio servomotor 700 y 800 respectivamente, controlados electrónicamente mediante una serie de señales codificadas para los movimientos correspondientes, operados por un software manejado por el inspector. Al tener esta independencia de movimientos las ruedas 500 y 600 pueden acoplarse a la curvatura de tuberías en un desplazamiento longitudinal o sobre el perímetro de secciones transversales paralelas que se acople a la curvatura perimetral, o simplemente colocar el aparato 100 de inspección de tuberías en una posición deseada. La forma, dimensiones y peso del aparato 100 de inspección permiten un desplazamiento transversal y longitudinal sobre estructuras de tuberías con arreglos complejos u otros componentes.

Como lo muestra la Figura 6, para conseguir mayor fuerza de adhesión en tuberías menores como las de 4 pulgadas de diámetro, el diseño de las ruedas magnéticas 500 y 600 considera que las tapas dentadas 515 y 615 respectivamente se encuentran colocadas en configuración opuesta hacia el interior, del cuerpo 200 del aparato 100, donde ambas tapas dentadas 515 y 615 están opuestas una de la otra. La tapa con muescas 520 y 620 de la rueda magnética 500 y 600 se encuentran hacia el exterior del cuerpo 200 del aparato 100, con la finalidad impulsar el desplazamiento del aparato 100 de inspección externa de tubería sobre protuberancias o irregularidades 1010 en la superficie de la tubería 1000, el número de muescas y su ubicación permiten el desplazamiento sobre cordones de soldadura sin adicionarle a la superficie de las ruedas magnéticas 500 y 600 una resistencia significativa al desplazamiento sobre la superficie de la tubería 1000 manteniendo la fuerza de adhesión y estabilidad tanto en movimiento longitudinal, perimetral y espiral, así como en sus tiempos estáticos durante la inspección de la tubería 1000, ya sea en posición horizontal y vertical.

Las tapas con muescas 520 y 620 permiten el desplazamiento del aparato de inspección 100 a través de superficies dañadas con pintura o productos de corrosión en la tubería, provocando que las ruedas magnéticas 500 y 600 puedan adherirse al metal de acero al carbono de la tubería. La distancia recorrida por cada par de muescas es de 1.598 pulgadas en la longitud de la tubería a inspeccionar, suficiente para que en caso de que existan zona dañadas. Las tapas dentadas 515 y 615 en conjunto con las tapas con muescas 520 y 620 permiten a las ruedas magnéticas 500 y 600 librar obstáculos como bordes de soldadura.

La rueda magnética 600 incluye los mismos componentes que la rueda magnética 500, colocada en configuración opuesta sobre la base inferior del cuerpo 200, la cual se encuentra adjunta a un codificador rotatorio 10, que permite contabilizar la distancia recorrida por el aparato 100 para inspección extema de tuberías, este es un disco giratorio que posee ranuras las cuales son detectadas por un sensor que detecta los cambios de la intensidad en el campo magnético, el cual se debilita en el sensor debido a la curvatura de las líneas del campo a través del material durante su movimiento, así mismo el campo magnético se intensifica en el sensor debido a las zonas en donde del codificador rotatorio 10 exista vacio, dichos cambios de intensidad del campo magnético detectados en el sensor son transformados a pulsos eléctricos mediante los cuales es posible determinar la distancia recorrida por el aparato 100 de inspección de tubería externa esta distancia es registrada en el software controlador; esto para definir los puntos de medición de espesores ubicados a distancias predeterminadas en la longitud de cada tramo de tubería, colocando el punto de inicio como convenga para la inspección y por selección del operador.

Las ruedas magnéticas 500 y 600 utilizadas en el aparato cuentan con un diámetro de 2.05 pulgadas y un espesor de 0.59 pulgadas, con movimiento rotacional sobre su eje horizontal de 0 a 360° grados, hacia adelante y hacia atrás controlados por un sistema de motores independientes para el cuerpo 200, siendo de las características mínimas necesarias para el aparato 100 para inspección de tuberías desarrolle movimientos finos a lo largo y alrededor del perímetro de la tubería 1000, para obtener la fuerza de adhesión y estabilidad tanto en movimiento longitudinal, perimetral, espiral o en escalamiento hacia delante y hacia atrás como en sus tiempos estáticos durante la inspección de la tubería 1000, ya sea en posición horizontal ó vertical, ante obstáculos como cordones de soldadura, pintura desprendida y ante elementos que conforman la propia tubería 1000 inspeccionada como los codos.

Adicional a las ruedas magnéticas 500 y 600 en la parte inferior de la base 205 del cuerpo 200 de manera centrada se localiza un imán rectangular 900, ilustrado en la Figura 3 cubierto por dos laminas 910 y 920 para su protección, colocado en un soporte rectangular 930 para su sujeción a la base 205, que permite en conjunto con la ruedas magnéticas 500 y 600 la adecuada sujeción por la superficie externa de la tubería, en posición vertical, longitudinal y transversal de la misma, permitiendo que el cuerpo 200 del aparato 100 se adhiera al radio de curvatura en un codo o alrededor del perímetro en tuberías de diámetro desde 4 pulgadas, además de permitir otro tipo de movimientos controlados durante la inspección ya sea en línea recta, circular, hacia adelante, hacia a atrás con completa estabilidad y equilibrio durante su movimiento y en estado estático durante la inspección de la tubería.

La adherencia o auto-sujeción del aparato 100 de inspección externa de tuberías en servicio de acero al carbono se logra a través del trabajo en conjunto de los dispositivo mecánico-electrónico localizados en las ruedas magnéticas 500 y 600; los motores 700 y 800; localizados en cada uno de los dispositivos de desplazamiento; y el imán central 900, provisto además de sistemas de engranaje de alta potencia. Así mismo cada una de las ruedas magnéticas 500 y 600 cuenta con mecanismos de suspensión permitiendo que las ruedas se acoplen a la curvatura transversal de la tubería 1000 u otro tipo de componente.

La Figura 6 ilustra una vista isométrica de un aparato 100 para inspección externa de tuberías, en un desplazamiento longitudinal a través de la tubería 1000 que cuenta con un cordón de soldadura 1010, donde las ruedas magnéticas 500 y 600 se acoplan a la curvatura del corte de la sección transversal de la tubería, ya que cada una de las ruedas cuentan con ejes independientes; tal que el imán central 900 toca el punto más alto tangencialmente el perímetro de la tubería 1000.

La Figura 7 ilustra una vista isométrica del aparato 100 para inspección externa de tuberías, en un desplazamiento sobre el perímetro de secciones transversales paralelas, en el que las ruedas magnéticas 500 y 600 conjuntamente con el imán central 900 se encuentran alineados en los tres puntos de contacto con la tubería 1000. Así mismo en la Figura 8 se ilustra una vista lateral del aparato para inspección externa de tuberías en un desplazamiento vertical sobre la tubería 1000, donde las ruedas magnéticas 500 y 600 se acoplan a la curvatura transversal de la tubería.

El aparato 100 para inspección es en su conjunto un sistema mecánico formado por partes estructurales, articulaciones mecánicas, accionamientos de potencia, sistemas eléctricos, sensores y sistemas electrónicos de control los cuales conjuntamente con el cuerpo 200, las ruedas magnéticas 500 y 600, el imán central 900, y los servomotores 700 y 800, permiten realizar un desplazamiento sobre el perímetro en secciones transversales paralelas a la tubería 1000, un desplazamiento en espiral a lo largo de la tubería 1000 y a través de la curvatura longitudinal de la tubería 1000.

El aparato 100 de inspección externa de tuberías, se encuentra equipado con un dispositivo de medición de espesor por ultrasonido 300, de inspección no destructiva el cual es un sistema instrumentado de medición de espesores por ultrasonido de manipulación remota, con forma compacta y ligera, diseñado para posicionarse en la tubería 1000 que se encuentre fuera del alcance del inspector a través del aparato 100 de inspección, ya sea por la altura o la posición de la estructura de la plataforma, a distancia variables de hasta 8 metros, en diferentes diámetros de tubería y que puede colocarse en cualquier parte de la tubería para obtener por lo menos 4 lecturas de espesores de pared en tubería de acero al carbono principalmente a través de un solo equipo de ultrasonido, sin requerir de instalación de andamio.

En la barra lateral izquierda 215 del cuerpo 200 del aparato 100 de inspección, se encuentra montado el dispositivo instrumentado de medición de espesores por ultrasonido 300, el cual se puede apreciar en la Figura 9, en donde el transductor de tipo piezoeléctrico se encuentra contenido dentro del porta transductor 310, el cual se encuentra ensamblado sobre una zapata de acoplamiento 315, sobre el porta transductor 310 se localiza el conector de manguera 320 que permite realizar la conexión de la manguera del líquido acoplante.

El porta transductor 310 se encuentra sujeto al soporte 325 que permite que el transductor se adapte a la superficie de la tubería 1000 a inspeccionar, el cual a su vez se encuentra ensamblado al adaptador 330, y este al resorte 335 que en conjunto con el motor es posible realizar los movimientos vertical ascendente y descendente para la colocación del transductor en la superficie de la tubería 1000, para realizar las mediciones de espesores pertinentes. El mecanismo de movimiento ascendente y descendente cuyo movimiento se efectúa mediante un sistema mecánico electrónico realizado por el servomotor 345 y controlado por el software; el cual pone en contacto al transductor de manera perpendicular a la superficie de la tubería 1000.

El dispositivo instrumentado de medición de espesores por ultrasonido 300 se integra además con un equipo detector de fallas por ultrasonido, transductor de tipo piezoeléctricos de 5/8 de diámetro de 5 Mhz, cable (con conexión BNC y microdot, con longitud de 26.25 ft), un sistema de alimentación del acoplante (agua) al punto de ubicación del transductor, el cual está conformado por una sistema de bombeo y transporte laminar del fluido impulsado por un motor de 12 V DC.

Este procedimiento de tipo mecánico, basado en la impedancia acústica, en la cual la onda de sonido ultrasónica se transmite a través de pulsos eléctricos generados por el aparato y que son conducidos por un cable coaxial hasta el transductor, el cual mediante un cristal que tiene propiedades piezoeléctricas los transforma en vibraciones mecánicas y las propaga dentro de la tubería 1000 hasta que es reflejada y regresa al transductor, el cual los transforma en impulsos eléctricos que son analizados y representados en una pantalla con un digitalizador de imagen, registrando y almacenando en el aparato de ultrasonido el recorrido de la onda, la energía reflejada y la distancia recorrida, información utilizada en la evaluación de la integridad mecánica.

Para llevar a cabo la inspección visual el aparato de inspección 100 cuenta con una video cámara 400 de alta resolución, que cuenta con un rango de visión que va desde 0o a 360° sobre su eje y de 0o a 280° vertical, la cual se encuentra diseñada para realizar inspección a tuberías y recipientes a presión, con dos grados de libertad en movimientos giratorios controlada de manera remota, mediante la cual se captarán, procesarán y almacenarán imágenes y videos de las tuberías tomadas en sitio; con iluminación regulable y un sistema de procesamiento y almacenamiento de imágenes con el cual el operador puede ver de manera simultánea las imágenes capturadas por la video cámara desde un monitor portátil. La video cámara 400 se encuentra instalada en el interior del cuerpo 200, la cual se encuentra sujeta a la estructura del aparato 100 mediante soportes.

Mediante las actividades de inspección que se realicen con el aparato para inspección de tuberías, se podrá obtener lecturas de espesor de la pared de la tubería, así como imágenes de defectos y fallas superficiales respectivamente; es como se contará con la información básica para determinar las condiciones de corrosión de estos componentes con el fin de determinar su estado estructural actual y tomar decisiones referentes al mantenimiento de cada sección inspeccionada de circuitos o tramos completos de tubería en servicio. Con este aparato de inspección se pueden revisar tuberías que van desde 4 a 42 pulgadas de diámetro de material ferro magnético.

La operación del aparato para inspección 100, el dispositivo de medición de espesores por ultrasonido 300 y cámara de video 400 son controlados a distancia de manera remota por la unidad de control y procesamiento de la inspección, la cual se encarga básicamente de manipular los movimientos y estabilidad del aparato 100 para ser ubicado en el punto de la tubería 1000 a analizar, a través de un sistema de telecomunicación inalámbrica en tiempo real a una velocidad máxima controlada de hasta 5 cm/seg y así mismo tiene como función la captación y procesamiento de datos tomados durante el análisis a través del transductor vía cable microdot y el sistema de monitoreo visual 400, los cuales son enviados a el monitor receptor para su posterior procesamiento y análisis, esto a través de cable de interconexión.

Deberá finalmente entenderse que el aparato de inspección de tuberías por ultrasonido y visual, conforme al invento, no se limitan a la modalidad o modalidades descritas anteriormente y que los expertos en el ramo quedarán capacitados, por las enseñanzas que aquí se establecen, para efectuar cambios en la composición del aparato de inspección de la presente invención, cuyo alcance quedará establecido exclusivamente por las siguientes reivindicaciones:

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Un aparato para inspección externa de tubería conformado por un cuerpo con un arreglo de tracción magnética en su parte inferior y al menos un dispositivo de inspección montado en dicho cuerpo; caracterizado porque dicho arreglo de tracción magnética incluye: al menos dos ruedas magnéticas formadas por: un imán en forma circular; una tapa dentada en su circunferencia colocada en forma adyacente a una de las caras de dicho imán; y una tapa con al menos un par de muescas en su circunferencia colocada en la cara opuesta de dicho imán ; en donde cada par de dichas ruedas magnéticas están colocadas en configuración inversa, quedando dicha tapa dentada de cada rueda magnética de manera opuesta. EL aparato de inspección de la reivindicación 1, caracterizado porque cada rueda magnética cuenta con ejes independientes unidos a dicho cuerpo. El aparato de inspección de la reivindicación 1, caracterizado porque el imán en forma circular de dicha rueda magnética se encuentra cubierto por un aro externo. El aparato de inspección de la reivindicación 1, caracterizado porque el arreglo de tracción magnética además incluye al menos un imán localizado delante de dichas ruedas magnéticas. El aparato de inspección de la reivindicación 1, caracterizado porque la tapa dentada se encuentra unida al imán mediante un mecanismo de sujeción. El aparato de inspección de la reivindicación 1, caracterizado porque la tapa con al menos un par de muescas se encuentra unida al imán mediante un mecanismo de sujeción. El aparato para inspección de la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un dispositivo de medición de espesor por ultrasonido soportado en el lateral derecho de dicho cuerpo con ruedas magnéticas. El aparato para inspección de la reivindicación 1, caracterizado porque incluye una cámara de video para inspección de tuberías montada en la parte interior de dicho cuerpo con ruedas magnéticas. El aparato para inspección de las reivindicación 1, caracterizado porque la operación del dicho aparato de inspección, dicho dispositivos de medición y dicha cámara de video son controlados a distancia de manera remota.