MXPA94004606A - Montaje transductor para la inspeccion ultrasonica de tuberias y metodo para la inspeccion ultrasonica de tuberias - Google Patents

Abstract

Se describe un montaje transductor y un método para la inspección ultrasónica de tuberías. Se usa una membrana elástica para formar un depósito de fluido ultrasónico, acoplado a los transductores ultrasónicos, con la membrana que se conforma a la superficie de la tubería que se inspecciona. Las ruedas guía mantienen la membrana fuera de contacto con la tubería durante el movimiento rotacional relativo del montaje y de la tubería durante la inspección. Se introduce agua entre la membrana y la tubería para proporcionar acoplamiento ultrasónico de la tubería a los transductores, a través del fluido del depósito.

Description

"MONTAJE TRANSDUCTOR PARA LA INSPECCIÓN ULTRASÓNICA DE TUBERÍAS Y MÉTODO PARA LA INSPECCIÓN ULTRASÓNICA DE TUBERÍAS" ? Inventores: JAMES D. GLASCOCK, norteamericano, domiciliado en 14715 Summerway Lañe, Houston, Texas 77014, E.U.A.; ROY D. FELKNER, norteamericano, domiciliado en 819 Strange Drive, Richmond, Texas 77469, E.U.A. y GENE M. HOLMES, norteamericano, domiciliado en 4266 illow Beach Dr. , Houston, Texas 77072, E.U.A.

Causahabiente: TUBOSCOPE VETCO INTERNATIONAL, INC., corporación del Estado de Teias, E.U.A. domiciliada en 2835 Holmes Road, Houston, Texas 77001, E.U.A.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se describe un montaje transductor y un método para la inspección ultrasónica de tuberías. Se usa una membrana elástica para formar un depósito de fluido ultrasónico, acoplado a los trasductores ultrasónicos, con la membrana que se conforma a la superficie de la tubería que se inspecciona. Las ruedas guía mantienen la membrana fuera de contacto con la tubería durante el movimiento rotacional relativo del montaje y de la tubería durante la inspección. Se introduce agua entre la membrana y la tubería para proporcionar acoplamiento ultrasónico de la tubería a los transductores, a través del fluido del depósito.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La invención se refiere a un método para la inspección ultrasónica de tubos y tuberías, para determinar las características de éstas, tales como el espesor de la pared por defectos, y a un montaje transductor para el uso con este método.

Descripción de la Técnica Anterior Concomitantemente con la fabricación o el uso de productos tubulares, es común practicar la inspección de la tubería para la deteccción de variaciones en el espesor de la pared de las mismas, y para detectar la presencia de defectos superficiales internos. Para este propósito es conocido el usar técnicas de inspección ultrasónica. Con estas técnicas, se acostumbra emplear un transductor para impartir energía sonora de alta frecuencia dentro de la tubería a ser provada. La energía sonora de alta frecuencia es transmitida a través de un fluido ultrasónico hacia la tubería, y es reflejada nuevamente desde la tubería hacia el transductor. La verificación periódica de esta ¡^^ retrorref lexión de energía sonora, se usa para determinar las características tales como el espesor de la pared y la presencia de defectos en la forma de discontinuidades en la tubería. Con las técnicas de inspección de este tipo, el movimiento rotacional relativo es impartido entre a tubería que se inspecciona y el montaje transductor usado para la inspección. - Para lograr resultados de prueba precisos y confiables, es necesario mantener el acoplamiento ultrasónico efectivo entre los transductores y las superficies de la tubería, durante este movimiento rotacional relativo. Esto necesita un montaje transductor que tenga una superficie acoplada a los transductores, que se conforme al contorno de la superficie de la tubería que se inspecciona. Para mantener este contacto, es deseable que la superficie de contacto del montaje transductor sea de un material que se deformará de conformidad con el contorno de la tubería. Para el acoplamiento ultrasónico efectivo, el contacto del material de conformación debe de ser mantenido al tiempo que se efectúa el movimiento rotacional relativo de la superficie de la tubería, y del material de conformación del montaje trasductor. Esto da como resultado el rápido desgaste y destrucción de esta superficie de conformación del montaje transductor, ^í^^^j?Sáító£^ á^&¿^si *^^U; y necesita de este modo retiro y reemplazo frecuentes. Si la superficie está diseñada para ser mantenida en contacto ligero, para evitar el desgaste y la abrasión del mismo, esto da como resultado acoplamiento ultrasónico inefectivo de los transductores y de este modo resultados de prueba imprecisos y no confiables.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En consecuencia un objetivo principal de la presente invención es proporcionar un método de prueba ultrasónica para tubos y tuberías, y un transductor para el uso con éstas, en donde el acoplamiento ultrasónico efectivo puede ser mantenido durante el movimiento rotacional relativo de un montaje transductor y de la tubería durante la prueba ultrasónica, al tiempo que se evita el desgaste y la abrasión de la porción superficial de conformación del montaje transductor . Un objetivo más específico de la invención es proporcionar un método y un montaje de este tipo, en donde el acoplamiento ultrasónico efectivo pueda ser proporcionado entre un transductor ultrasónico y la superficie de la tubería, durante el movimiento rotacional relativo incidente a la inspección, al tiempo que se mantenga la superficie de conformación de montaje transductor fuera de contacto con la superficie de la tubería. El montaje transductor de acuerdo con la invención tiene un alojamiento alargado con una pluralidad de transductores ultrasónicos montados sobre una superficie superior del alojamiento, y a lo largo de un e e mayor de éste. Una guía, que puede constituir un grupo de dos ruedas, está montada sobre cada uno de dos extremos opuestos del alojamiento. Una pluralidad de transductores ultrasónicos están montados entre las guías y sobre el alojamiento. Una membrana elástica de material elástico impermeable al agua, se proporciona en la conexión sellada al agua, en las porciones de borde de éste, a una superficie inferior del alojamiento. Las porciones de borde de esta membrana terminan sobre la superficie inferior del alojamiento en una posición corta de cada guía. La membrana elástica forma un depósito de fluido ultrasónico dentro de la membrana, con este fluido que es acoplado a la pluralidad de transductores. Las válvulas se proporcionan para la introducción selectiva y controlada del retiro de este fluido ultrasónico hacia y desde el depósito. El fluido ultrasónico es preferentemente agua.

El transductor alargado tiene una porción » interior abierta, alargada, sobre la superficie superior de éste, y la pluralidad de transductores ultrasónicos están montados dentro de esta porción interior abierta . El depósito provisto por la membrana está en comunicación con esta porción interior abierta del alojamiento del transductor, alargado. La membrana elástica tiene una superficie de fondo plana, alargada, que termina en porciones extremas opuestas, ahusadas, adyacentes a cada rueda. De acuerdo con el método en la invención, el montaje transductor se emplea mediante relleno de depósito con fluido ultrasónico, y luego se comprime la membrana rellena con fluido contra una superficie exterior de la tubería a ser inspeccionada. Una cantidad del fluido es retirada del depósito, en una cantidad suficiente para permitir que la membrana elástica se conforme al contorno de la superficie transversal exterior de la tubería. Posteriormente la inspección de la tubería se realiza mediante la introducción de líquido ultrasónico que fluye, preferentemente agua, entre la membrana elástica y las superficies adyacentes de la tubería, al tiempo que se produce movimiento rotacional relativo entre el montaje transductor y la -'- *- -- .^ mifc^ MaM-. tubería. Durante esta operación, la membrana elástica y la pluralidad de transductores ultrasónicos, se acoplan ult rasónicamerite a la tubería mediante el líquido ultrasónico que fluye y el fluido ultrasónico dentro del depósito, al tiempo que se mantiene la membrana elástica fuera de contacto con la tubería. Preferentemente, el agua se introduce mediante rociado del agua sobre la tubería durante el movimiento rotacional relativo entre el montaje de transductor y la tubería. Este movimiento rotacional relativo es preferentemente producido por la rotación del montaje de transductor, al tiempo que se mueve la tubería linealmente. Es posible mantener el montaje transductor estacionario, al tiempo que se rota simultáneamente y se mueve línealmente la tubería.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS # La Figura 1 es una vista seccional de una modalidad de un montaje transductor de acuerdo con la invención, tomada a lo largo de las líneas A-A de la Figura 2 ; La Figura 2 es una vista en planta del montaje transductor ; La Figura 3 es una vista detallada,, en sección. del transductor; La Figura 4 es una vista en perspectiva que muestra una elevación natural del aparato de inspección ultrasónica de la invención, que emplea un montaje de transductor de acuerdo con la modalidad de las Figuras 1 , 2 y 3 ; y La Figura 5 es una vista en perspectiva que muestra en elevación frontal el aparato de la Figura DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA s Con referencia a los dibujos y para la presente, a las Figuras 1 y 2 de los mismos, se muestra un montaje transductor designado en general como 10, de acuerdo con una modalidad de la invención. El montaje transductor 10 tiene un alojamiento 12 del transductor, alargado. Una pluralidad de transductores 14, cuatro de los cuales se muestran en la modalidad de las Figuras 1 y 2, están montados dentro de un área abierta 16 del alojamiento del transductor. Los transductores 14 están asegurados dentro del espacio 16 por pernos 18. Cada transductor 14 tiene una terminal 20 para la conexión a una fuente de energía (no mostrada). Un grupo de ruedas 22 está articulado para la rotación sobre cada extremo del alojamiento del transductor. Una membrana elástica 24 de material elástico, impermeable al agua, tal como poliuretano, se conecta en acoplamiento de sellado al agua, en los bordes 26 del mismo» al alojamiento del transductor. La membrana 24 tiene un área plana 27 y porciones extremas ahusadas 28. Se proporciona un depósito 30 por esta membrana 24 entre la membrana y los transductores montados en el espacio 16 del alojamiento del transductor. Se propor cionan válvulas 32 en cada extremo del depósito para proporcionar la introducción y el retiro de agua usada como el fluido de acoplamiento ultrasónico, con respecto al depósito 30. De acuerdo con el método de la invención, el depósito 30 se rellena con agua a través de las válvulas 32. Posteriormente el montaje transductor se coloca adyacente a la tubería a ser inspeccionada con la membrana 24, que se comprime contra la superficie de la tubería. Esto provoca distorción de la membrana para conformarse al contorno de la tubería, como se muestra por las líneas discontinuas que constituyen la superficie 27 de la membrana mostrada en la Figura 3. Posteriormente el agua se retira a través de las válvulas 32, hasta que la membrana se conforma a la superficie de la tubería.

Las Figuras 4 y 5 muestran una tubería 24 a ser inspeccionada por el montaje 10 de transductor, con la superficie 27 de la membrana 24 que se conforma al contorno de la de la tubería. Durante la inspección, como se muestra en la Figura 4 la tubería es mantenida fuera de contacto con la superficie 27 de la membrana, durante la rotación de ésta en la dirección de la flecha. Esto se logra por la boquilla 36 de rocío de agua, que rocía agua sobre la superficie de rotación de la tubería, para proporcionar agua entre la superficie 27 de la membrana 24 y la superficie de la tubería 34. La membrana 24 se mantiene fuera de contacto por este flujo de agua 38, con el agua que mantiene el acoplamiento ultrasónico necesario con los transductores del montaje. De esta manera, el acoplamiento ultrasónico, efectivo con los transductores, se proporciona para lograr inspección precisa y confiable, al tiempo que se protege contra el contacto la superficie 27 de la membrana 24, y de este modo del desgaste y abrasión provocadas por las superficies de la tubería durante la inspección. Los dos grupos de ruedas 22 sirven para guiar el montaje transductor sobre la superficie de la tubería, para mantener espaciamiento preciso con relación a la superficie de la tubería. , <&¿?A*~ -~* fe-SÜbJUtiMBi Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes : , ^rzem. ^ .«- *•*» -*» -

Claims (10)

REI VINDI CACI ONES

1. Un montaje transductor para la inspección ultrasónica de tuberías, caracterizado porque comprende un aloj amiento •** para transductor, alargado, una pluralidad de transductores ultrasónicos montados sobre una superficie superior y a lo largo de un eje mayor de dicho alojamiento, un medio guía montado sobre cada uno de dos extremos opuestos del alojamiento, con la pluralidad de transductores ultrasónicos que están montados entre éstos, una membrana elástica de material elástico impermeable al agua, en conexión sellada al agua en las porciones de borde de la misma a una superficie inferior del alojamiento, con las posiciones de borde de la membrana que se determinan sobre la superficie inferior del alojamiento, en una posición corta de cada medio guía, formando la membrana elástica un depósito de fluido ultrasónico entre la membrana con el fluido que se acopla a la pluralidad de transductores, y un medio para la introducción selectiva y controlada, y el retiro del fluido ultrasónico con respecto al depósito.

2. El montaje transductor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el fluido ultrasónico es agua.

3. El montaje transductor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el alojamiento alargado del transductor tiene una porción interior abierta, alargada, sobre la superficie superior del mismo, y la pluralidad de transductores ultrasónicos están montados dentro de la porción interior abierta.

4. El montaje transductor de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el depósito está en comunicación con la porción interior abierta del alojamiento del transductor , alargado.

5. El montaje transductor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la membrana elástica tiene una superficie de fondo plana, alargada, que termina en porciones extremas ahusadas, opuestas, adyacentes a cada rueda.

6. El montaje transductor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque cada medio guía incluye un par de ruedas montadas para acoplarse a la tubería durante la inspección.

7. Un método para la inspección ultrasónica # de tubería, caracterizado porque comprende la provisión de un montaje transductor que incluye un alojamiento de transductor, alargado, que tiene una pluralidad de transductores ultrasónicos montados sobre una superficie superior, y a lo largo de un eje mayor de dicho alojamiento, la provisión de guías montadas sobre cada uno de dos extremos opuestos del alojamiento, con la pluralidad de transductores ultrasónicos que están montados entre éstos, proporcionando una membrana elástica de material elástico impermeable al agua, en conexión sellada hermética al agua en porciones de borde de ésta a una superficie inferior del alojamiento, con las porciones de borde de la membrana que se terminan sobre la superficie superior del alojamiento, en una posición corta de cada una de las guías, con la membrana elástica que forma un depósito de fluido ultrasónico dentro de la membrana con el fluido a ser acoplado a la pluralidad de transductores, la provisión de un medio para la introducción selectiva y controlada y el retiro del fluido ultrasónico con respecto al depósito, el relleno del depósito con fluido ultrasónico, la compresión de la membrana elástica contra una superficie exterior de la tubería a ser inspeccionada, el retiro de una cantidad del fluido ultrasónico del depósito, suficiente para permitir que la membrana « elástica se conforme a un contorno de la superficie transversal exterior de la tubería, la introducción del líquido ultrasónico que fluye, entre la membrana elástica y una superficie adyacente de la tubería, al tiempo que se produce movimiento rotacional relativo entre el montaje de transductor y la tubería, y el mantenimiento de la membrana elástica y de la pluralidad de transductores ultrasónicos, ultrasónicamente aco plados a la tubería por el líquido ultrasónico que fluye, y el fluido ultrasónico dentro del depósito, al tiempo que se mantiene a la membrana elástica fuera de contacto con dicha tubería.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el líquido ultrasónico que fluye es agua. #

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el agua se introduce mediante rociado del agua sobre la tubería, durante el movimiento rotacional relativo entre el montaje de transductor y la tubería.

10. El método de conformidad con la reivin-dicació 8, caracterizado porque el movimiento rotacional relativo es producido por la rotación del montaje transductor. En testimonia de la cual firma la presente en esta Ciudad de México, D.F., el 17 de junio de 199U Por: TUBO?CGPE UETCG INTERNATIONAL, INC.