ES2257266T3 - Procedimiento y dispositivo para el calentamiento previo de un tramo de tubo en la zona de las soldaduras circunferenciales. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para el calentamiento previo de un tramo de tubo en la zona de las soldaduras circunferenciales.Info
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Abstract
Procedimiento para el calentamiento de un tramo de tubo en la zona de las soldaduras circunferenciales para una posterior aplicación de una envolvente de plástico (aislamiento final) en donde el aislamiento final se produce inmediatamente después en el tiempo al proceso de la soldadura circunferencial, caracterizado porque para conseguir una temperatura superficial igual lo más alta posible en la zona del aislamiento final se realiza el precalentamiento de tal manera que en el curso de la longitud axial de la zona del aislamiento final referido a la superficie exterior del tubo al tramo de tubo se le aplican diferentes cantidades de energía térmica, en donde la aplicación de energía térmica en la proximidad de la soldadura circunferencial se mantiene mas pequeña que a ambos lados de las zonas extremas contiguas a la zona del aislamiento final.
Description
Procedimiento y dispositivo para el calentamiento
previo de un tramo de tubo en la zona de las soldaduras
circunferenciales.
El invento se refiere a un procedimiento para el
calentamiento de un tramo de tubo en la zona de las soldaduras
circunferenciales para una posterior aplicación de una envolvente de
plástico con la intención de un aislamiento final en donde el
aislamiento final se produce inmediatamente después en el tiempo al
proceso de la soldadura circunferencial. Además el invento se
refiere a un dispositivo para llevar a cabo este procedimiento.
Los tubos de acero que desde fabrica están
provistos con una envolvente de plástico para la protección contra
la corrosión habitualmente se sueldan mediante soldaduras
circunferenciales continuas al montarlos juntos para formar una
tubería. Habitualmente, para que la envolvente de plástico no se
dañe por el calor aportado durante el proceso de soldadura de la
soldadura circunferencial en los tubos de acero que van a ser
unidos, los extremos de los tubos se dejan en estado metálico. La
envolvente de plástico de fabrica termina entonces por lo general,
por ejemplo, 100 a 150 mm delante de cada extremo de tubo. Después
de la unión mediante la soldadura circunferencial la zona no
recubierta debe ser aislada de forma efectiva para evitar los
ataques de la corrosión. Es aconsejable aquí que se elija la misma
construcción de la envolvente que la que ya se ha practicado en
fabrica a cada una de las piezas de tubo.
Una envolvente de plástico especialmente
acreditada presenta una construcción de tres capas con una capa
base de resina epoxy, una capa adhesiva de etileno copolimerizado
tendida sobre él y como acabado una capa final de polietileno.
Para aplicaciones de muy altas exigencias en lugar del polietileno
se puede emplear el polipropileno utilizándose entonces como
adhesivo un polipropileno copolimerizado. La capa de resina epoxy
que sirve como transmisor de la adherencia se aplica habitualmente
de manera electrostática en forma de un polvo fino sobre el tubo
de acero limpio metálico precalentado por ejemplo a 180 -
200ºC, de manera que por la acción de la temperatura de la superficie exterior puede fundir a una película cerrada y endurecer. La capa de adhesivo será aplicada en un momento en el que este endurecimiento todavía no esté terminado para producir una unión especialmente intensa entre ambas capas. La aplicación de la capa de adhesivo y de la capa de cubierta de polietileno o de polipropileno se puede llevar a cabo preferentemente por el procedimiento de extrusión de manguera o por el procedimiento de bobinado mediante cintas de película extruida. Este último es empleado especialmente en tubos de gran diámetro.
200ºC, de manera que por la acción de la temperatura de la superficie exterior puede fundir a una película cerrada y endurecer. La capa de adhesivo será aplicada en un momento en el que este endurecimiento todavía no esté terminado para producir una unión especialmente intensa entre ambas capas. La aplicación de la capa de adhesivo y de la capa de cubierta de polietileno o de polipropileno se puede llevar a cabo preferentemente por el procedimiento de extrusión de manguera o por el procedimiento de bobinado mediante cintas de película extruida. Este último es empleado especialmente en tubos de gran diámetro.
Mientras que en el recubrimiento en fabrica de
cada tubo de acero individual se dan unas condiciones de
procedimiento iguales y bien dominables, las situaciones en las
condiciones de la obra presentan problemas mucho más considerables
porque se trata de recubrir la zona de la soldadura circunferencial
en un tramo de tubo de la misma manera, o sea aislar
posteriormente, a como se puede hacer en fabrica. Para conseguir un
recubrimiento de alto valor en el aislamiento final prácticamente
igual al de la envolvente de plástico de fabrica especialmente debe
ajustarse en continuo una temperatura regular sobre la superficie
exterior de la zona de aislamiento final. Esto significa que la
diferencia entre la temperatura más alta y la temperatura más baja
en la zona del aislamiento final debe ser lo más pequeña posible.
Para una temperatura prescrita de por ejemplo 200ºC la amplitud de
la oscilación no debería ser mayor de aproximadamente
10-20%. Esto significa por tanto que la temperatura
no puede estar por ejemplo, por debajo de 190ºC ni por encima de
210ºC.
Una exigencia de este tipo se puede obtener
comparativamente fácil por calentamiento inductivo por medio de
inductores conocidos cuando el tramo de tubo en total presenta una
temperatura inicial equilibrada. Esto puede estar garantizado sin
dificultad en el tendido en tierra. Sin embargo esto es más
difícil en el tendido de tuberías offshore mediante un barco de
tendido.
En un procedimiento conocido de tendido de tubos,
para aumentar la capacidad de tendido se prefabrican largos tramos
parciales de tubo que son unidos unos con otros mediante soldaduras
circunferenciales continuas a partir de los largos tramos parciales
de tubo proporcionados por la fabrica. Las zonas alrededor de las
soldaduras circunferenciales continuas pueden ser aisladas por
ejemplo todavía en tierra. Debido al tamaño de los tramos
parciales de tubo, a bordo debe ser tendida una parte de todas las
soldaduras circunferenciales continuas necesarias para el tendido
de la tubería. La unión de unos con otros de los tramos parciales
de tubo se desarrolla según un ritmo prescrito. En particular esto
significa que para la aplicación del aislamiento final en la zona
de la soldadura circunferencial fabricada a bordo se dispone de muy
poco tiempo. El aislamiento final debe ser llevado a cabo
inmediatamente después en el tiempo al proceso de la soldadura
circunferencial.
Para controlar la calidad las soldaduras
circunferenciales continuas son controladas por medios no
destructivos mediante ultrasonido inmediatamente después del
proceso de soldadura. El acoplamiento de los cabezales de prueba
por ultrasonido se realiza ahora habitualmente por agua. Para no
perjudicar el acoplamiento por las burbujas de vapor es necesario
un enfriamiento previo correspondiente de la soldadura
circunferencial. Sin embargo una parte considerable del calor
aportado a tramos de tubo durante el proceso de soldadura permanece
en la zona del aislamiento final. Este es el caso especialmente en
tubos de pared gruesa que son los que se necesitan para el tendido
en zonas marinas de gran profundidad. En particular, esto significa
que después de realizar la prueba por ultrasonido, debido al calor
que proviene desde el interior de la gruesa pared del tubo se
produce de nuevo posteriormente un considerable aumento de la
temperatura de la superficie exterior. Como han demostrado los
ensayos, especialmente en tubos de pared gruesa, después de la
prueba de ultrasonido la temperatura es más alta está en la
inmediata proximidad de las soldaduras circunferenciales continuas
y desciende hasta la temperatura ambiente al aumentar la separación
a ambos lados de la soldadura circunferencial.
Puesto que debido al corto tiempo de ritmo no se
dispone del tiempo necesario para el equilibrio de temperatura,
con el calor inductivo producido en la zona del aislamiento final
para la generación de la temperatura de precalentamiento para la
capa de resina epoxy se llega habitualmente a muy diferentes
temperaturas en la zona de la superficie exterior. Esto puede
comprenderse si se piensa que la temperatura de la superficie
exterior en el punto en el que comienza la envolvente de plástico
realizada en fabrica es de por ejemplo 20ºC antes del
calentamiento inductivo mientras que simultáneamente en la zona de
la soldadura circunferencial existe una temperatura de mas de
150ºC. Estas grandes diferencias de temperaturas en la zona de la
superficie exterior se pueden apreciar también en una gran parte
después del calentamiento inductivo. En la aplicación de la resina
epoxy esto puede llevar a que por ejemplo en los puntos más externos
de la zona el aislamiento final el polvo de resina epoxy no se
funda suficientemente para formar una película cerrada, mientras
que en la zona directamente junto a la soldadura circunferencial y
debido a la alta temperatura el endurecimiento ya haya terminado
antes de que se haya aplicado la capa de adhesivo.
Por el documento DE 542 791 A se conoce un
procedimiento para secar o vulcanizar el aislamiento de conductores
electricos en el que el núcleo conductor del conductor eléctrico es
calentado por medio de una bobina de inducción tendida alrededor
del conductor. Además por documento DE 22 57 135 A se conoce un
procedimiento para recubrir un tubo de acero con una envolvente de
plástico termoplástico, en el que sobre la superficie exterior del
tubo de acero se aplica una capa que sirve como medio adhesivo de
una resina duroplástica que endurece por el calor y sobre ella una
o varias capas de plástico termoplástico, por ejemplo, de un
copolímero de etileno y polietileno. En este proceso la capa de
resina termoplástica que endurece por el calor se hace endurecer
después de terminar la aplicación de la capa de plástico
termoplástico mediante el calentamiento inductivo del tubo de
acero mientras que el tubo de acero es hecho pasar de forma continua
por la bobina de inducción. Finalmente por el documento EP 0072
962 A se conoce un procedimiento para recubrir con plástico un
tubo de acero, en el que un material de recubrimiento en forma de
cinta con una resina es bobinado alrededor del tubo, siendo
calentado inductivamente a continuación el tubo en continuo para el
endurecimiento de la resina. De estos escritos no se desprende
ninguna indicación a la problemática especial de un aislamiento
final de las soldaduras circunferenciales continuas de un tramo de
tubo ya recubierto con plástico, en el que las soldaduras
circunferenciales continuas están todavía calientes por el proceso
de soldadura.
En el documento W006128683 se publica un
procedimiento para el aislamiento final de un tramo de tubo en la
zona de las soldaduras circunferenciales continuas en el que las
zonas extremas todavía sin recubrir de los dos tubos que se van a
unir están provistas con una malla metálica y sobre la zona que
todavía hay que aislar, incluida la malla metálica, se desliza un
manguito que por la cara interior presenta una capa adhesiva.
Por medio de calefacción de gas se calienta el
manguito de manera que la zona que va a ser aislada se ensanche.
Un inductor deslizado sobre toda la zona calienta especialmente la
zona de la malla metálica lo que lleva a un abrace mecánico entre
el manguito y el aislamiento del tubo.
El documento US 4.961.798 muestra un dispositivo
para el aislamiento final de un tramo de tubo en la zona de la
soldadura circunferencial que puede ser tendido como un dispositivo
giratorio alrededor de la zona que va a ser aislada. En el
dispositivo están previstas varias bobinas planas de inducción
situadas repartidas alrededor de la periferia que calientan la zona
del tramo de tubo que va a ser aislada. Después, una cinta
zunchable que esta provista por el exterior con polietileno y por el
interior con un material estructural fungible se enrolla sobre el
tubo con un rodillo de compresión.
En el articulo "Adjustable Inductionheating
Call (NTIS Tech Notes 1991 (Abril) Springfield, VA, US, pagina
341", se publica un dispositivo para el calentamiento de
probetas de tracción cilindricas para llevar a cabo un ensayo de
tracción en caliente. Este consiste en un inductor que esta
dividido en tres sectores de bobinas que están conectados en serie
y son alimentados desde una fuente de corriente. Los tres sectores
de bobinas pueden presentar un numero diferente de devanados y
están colocados para poder desplazarse axialmente unos con
respecto a los otros para poder realizar ajustes relativos a un
perfil de temperatura regular.
El documento 054.442.331 muestra un dispositivo
para el calentamiento de un tramo de tubo que presenta espesores
de pared diferentes. El calentamiento se realiza por inducción
mediante una bobina tendida alrededor del tramo de tubo cuyos
devanados individuales pueden ser conectados y desconectados. El
tramo de tubo se mueve a una temperatura constante de transporte a
través de la bobina y dependiendo del espesor de la pared entrante
se conectan o desconectan devanados.
Por tanto es misión del presente invento el
mejorar profundamente un procedimiento acorde con el género para
el precalentamiento de un tramo de tubo que a pesar del calor
aportado localmente por un proceso de soldadura ocurrido
inmediatamente antes asegura una temperatura totalmente regular en
toda la zona del aislamiento final. Además debe presentarse un
dispositivo para llevar a cabo este procedimiento.
Esta misión del invento quedará resuelta por lo
que se refiere al procedimiento porque para obtener una
temperatura alta lo más regular posible de la superficie exterior
el precalentamiento se realiza de manera que en el desarrollo de
la longitud axial de la zona del aislamiento final por lo que se
refiere a la superficie exterior del tubo, en el tramo de tubo se
aplican diferentes cantidades de energía. Para ello en las
proximidades de la soldadura circunferencial la aplicación de
energía térmica se mantendrá menor que a ambos lados de las zonas
extremas contiguas de la zona del aislamiento final. El invento
prevé por tanto, en las zonas parciales de la zona del aislamiento
final que presentan una temperatura comparativamente alta ya desde
el comienzo, aplicar durante el precalentamiento una energía
térmica menor que en las zonas restantes que desde el comienzo
presentan una temperatura menor.
Preferentemente el precalentamiento se lleva a
cabo como un calentamiento por inducción aun cuando
fundamentalmente también es posible aplicar el calor necesario por
ejemplo por rayos infrarrojos. El calentamiento inductivo
posibilita el empleo de potencias especialmente altas y así la
realización del calentamiento en un tiempo muy corto.
En una forma constructiva del invento está
previsto aprovechar el calentamiento simultáneo por toda la
longitud axial de la zona de aislamiento final. Según otra forma
constructiva está previsto llevar a cabo este calentamiento por
zonas unas después de otras en el tiempo por la longitud axial de la
zona de aislamiento final.
La corriente eléctrica para el calentamiento
inductivo es generada convenientemente por la descarga de
condensadores. El nivel de la descarga de condensador liberada se
corresponde entonces con la cantidad de calor aportada al tramo
de tubo.
El procedimiento acorde con el invento puede ser
realizado convenientemente de tal manera que en la zona del
aislamiento final se colocan en dirección axial una junto a la otra
varias bobinas de inducción alrededor del tramo de tubo y las
bobinas de inducción individuales son alimentadas con fuentes de
corriente de diferente potencia. Con esto se puede generar en
dirección axial una cantidad de calor diferente adaptada a las
necesidades por lo que respecta a la longitud axial o a la
superficie exterior del tubo de manera que después de la
aplicación de este calor en la zona del aislamiento final reina
una temperatura superficial continuamente igual.
Para determinar con más exactitud la energía
eléctrica necesaria para cada una de las bobinas individuales
puede estar previsto un sistema sensorial para captar el perfil de
temperatura existente a lo largo del eje del tubo. Sobre la base
de las temperaturas comprobadas se puede calcular la cantidad de
energía necesaria para cada una de las bobinas individuales. Pero
también puede estar previsto que esta cantidad de energía este
determinada fija porque si se mantiene un ritmo regular de trabajo
la temperatura superficial oscila comparativamente poco entre las
correspondientes zonas parciales de cada una de las zonas de
aislamiento final consecutivas.
Un dispositivo para llevar a cabo el
procedimiento acorde con el invento puede ser construido de manera
diferente según si el calentamiento se produce simultáneamente por
toda la longitud axial de la zona de aislamiento final o por zonas
en pasos independientes escalonados consecutivamente en el tiempo.
Según un primer aspecto del invento está previsto un inductor para
un precalentamiento inductivo que puede ser tendido periféricamente
alrededor del tramo de tubo y puede ser alimentado con corriente
eléctrica desde un dispositivo fuente de corriente. De acuerdo con
el invento este inductor está dividido en por lo menos tres
sectores de bobina que pueden ser colocados axialmente uno junto al
otro, de los cuales un primero puede ser colocado en la inmediata
proximidad a la soldadura circunferencial mientras que los restantes
están a continuación a ambos lados del primer sector de bobina en
la dirección axial del tramo de tubo. Estos sectores de bobina
pueden ser cargados con potencia eléctrica adecuada de tal manera
que la densidad de la corriente de inducción referida a la
superficie exterior del tubo es menor en la proximidad de la
soldadura circunferencial del tramo de tubo que en las zonas
axialmente a continuación. En esta forma constructiva prácticamente
toda la longitud de la zona del aislamiento final está en la zona
de influencia de por lo menos tres sectores de bobina.
Como mínimo el primer sector de bobina está
construido como una bobina separada de los restantes sectores de
bobina. Esto permite una influencia extraordinariamente sencilla en
la cantidad de calor a aplicar en el tramo de tubo porque las
intensidades en los tramos de bobina individuales pueden ser
reguladas totalmente por separado. Lógicamente también es posible
influir en las diferentes aportaciones de calor mediante el diseño
constructivo de cada bobina individual, es decir, mediante diferente
densidad de devanado y diferentes resistencias especificas.
Cada sector de bobina individual está conectado a
diferentes fuentes de corriente. Puesto que la distribución de la
temperatura a ambos lados de la soldadura circunferencial discurre
de forma especular de uno respecto del otro puede ser adecuado si
los sectores de bobina gemelos (iguales) colocados opuestos uno con
otro respecto del primer sector de bobina son conectados a la
misma fuente de corriente en una conexión en serie. Con esto los
correspondientes sectores de bobina son sometidos a la misma energía
eléctrica de manera que en las zonas parciales de la zona de
aislamiento final cubiertas por ellos se aplican cantidades de
energía iguales.
Un control especialmente sencillo de las
intensidades de inducción necesarias se obtiene cuando las fuentes
de corriente están construidas como condensadores puesto que la
energía eléctrica que se va a emplear puede ser medida por la
carga de los condensadores. De manera apropiada la carga de los
condensadores se realiza precisamente por medio de un dispositivo
común de suministro de energía eléctrica. Con esto la inversión
necesaria en la planta permanece reducida.
Se recomienda diseñar constructivamente el
inductor de manera que en la periferia esté dividido, o sea que
por ejemplo se componga de dos medias conchas, que de una manera
sencilla pueden ser colocadas sobre el tramo de tubo y unidas para
formar una unidad de acción. Con ello el indoctor no debe ser
desplazado desde el extremo libre del tubo por toda la longitud
parcial que hay que soldar del tramo de tubo hasta el punto de
soldadura, o sea la zona de aislamiento final, sino que puede ser
montado directamente sobre la zona del aislamiento final.
Según un segundo aspecto del invento el inductor
recubre solamente un extracto de la longitud axial de la zona de
aislamiento final y se puede mover con una velocidad adecuada y/o
potencia eléctrica adecuada con relación al tramo de tubo de manera
que durante el movimiento la energía térmica aplicada sobre la
superficie del tubo es menor en la proximidad de la soldadura
circunferencial que en las zonas finales de la zona de aislamiento
final adyacentes con ella. En esta solución del dispositivo acorde
con el invento las diferentes zonas parciales de la zona de
aislamiento final se calientan unas después de otras. Se llega con
ello al movimiento relativo entre el tramo de tubo y el inductor.
Esto significa que también con el inductor sujeto fijo en su
posición el tramo de tubo puede ser movido de manera
correspondiente. Por lo general se puede desarrollar mas
fácilmente el movimiento en obra si es el indoctor el que él mismo
se mueve porque entonces las masas que hay que mover son
considerablemente menores.
En un desarrollo favorable del invento esta
previsto un dispositivo de control o regulación que mantiene la
velocidad de movimiento del inductor en la proximidad de la
soldadura circunferencial claramente mas elevada que en las zonas
extremas contiguas a ella. Pero también es posible mantener
constante la velocidad del inductor por toda la longitud de la zona
de aislamiento final y en su lugar prever un dispositivo de control
y regulación que ajuste la potencia eléctrica del inductor de
manera que varia con el tiempo con lo que la potencia eléctrica al
pasar por las proximidades de la soldadura circunferencial sea
claramente inferior que la correspondiente durante el paso por las
zonas finales contiguas. Lógicamente el dispositivo puede estar
construido de manera que ambas formas de proceder se combinen una
con otra, es decir, que tanto la potencia eléctrica del inductor
como su velocidad de movimiento puedan variar en el tiempo.
También puede estar previsto un dispositivo de
control que mueva el inductor varias veces de un lado al otro
sobre toda la longitud axial de la zona del aislamiento final de
manera que cada una de las zonas del aislamiento final sean
llevadas en varias pasadas parciales a la temperatura de
precalentamiento prevista. Con ello se puede alcanzar una igualdad
especialmente efectiva de la temperatura superficial.
Para permitir la utilización del dispositivo
acorde con el invento con el servicio más sencillo
independientemente de los ritmos de tiempo elegidos, se puede
prever un sistema de sensores para detectar el perfil de la
temperatura superficial en la dirección axial del tramo de tubo. De
acuerdo con los datos de temperatura captados se puede determinar
entonces, mediante un dispositivo de cálculo, el aporte de energía
térmica necesario en las diferentes secciones de la zona de
aislamiento final y se puede predefinir el dispositivo eléctrico de
control. Este sistema de sensores así como la división constructiva
del inductor en dirección periférica puede ser igualmente adecuado
para las dos variantes básicas del dispositivo acorde con el
invento.
El invento será explicado a continuación con más
detalle sobre la base del ejemplo constructivo representado
esquemáticamente la única figura.
La figura muestra, en una vista en planta de
forma esquemática, una parte de un tramo de tubo 4 unido por una
soldadura circunferencial 5. El tramo de tubo 4 esta provisto con
una envolvente exterior 6 realizada en fábrica que termina en los
extremos de tubo originales con finales achaflanados alejados del
extremo de tubo, de manera que el auténtico extremo de tubo es
metálico y sin envolvente. La longitud axial de esta zona de tubo
no recubierta es de aproximadamente 100-150 mm de
manera que toda la longitud axial de cada zona de aislamiento final
en las proximidades de la soldadura circunferencial 5, que
posteriormente hay que recubrir, está por lo general entre 200 y
300 mm. En esta zona de aislamiento final, alrededor del tramo de
tubo 4, se ha colocado un inductor que se compone de tres sectores
de bobina 1,2,3. El sector de bobina 1 está situado de tal manera
que su zona de acción está en la proximidad directa de la soldadura
circunferencial 4. Los otros dos sectores de bobina 2,3 continúan
cada uno directamente a izquierda y a derecha junto a él y
recubren la longitud axial restante de la zona del aislamiento
final. En el presente caso los sectores de bobina 1,2,3 están
conectados de tal manera que el primer sector de bobina 1 puede ser
conectado a una primera fuente de corriente E_{1} mientras que
ambos sectores de bobina 2,3 pueden ser conectados a otra fuente
de corriente E_{2}, estando conectados en serie los sectores de
bobina 2,3 de manera que por ambos sectores de bobina 2,3 circula
exactamente la misma corriente. Con una configuración constructiva
igual de cada sector de bobina 2,3 se aplica así desde éstas la
misma cantidad de energía térmica al tramo de tubo 4. Debido a la
configuración constructiva del primer sector de bobina 1 y/o debido
a la diferente capacidad de potencia de la fuente de corriente
E_{1} en comparación con la fuente de corriente E_{2} se
consigue que la aplicación de energía térmica en la proximidad
directa de la soldadura circunferencial 5 sea claramente menor que
en las zonas parciales contiguas a la zona del aislamiento final.
De esta forma la diferencia de temperatura existente en la zona
del aislamiento final será totalmente equilibrada por su longitud
axial antes del comienzo del calentamiento inductivo. Este
equilibrio se puede ajustar tanto más exactamente cuanto más
sectores de bobina diferentemente regulables estén previstos en la
zona del aislamiento final. Pero en muchos casos es suficiente una
disposición como la que esta representada esquemáticamente en la
figura.
Ejemplo
constructivo
En un tramo de tubo recubierto en fabrica con una
capa de un medio adhesivo de resina epoxy y polipropileno se
utilizó un dispositivo con una construcción acorde con la figura.
El diámetro del tramo de tubo que estaba previsto para una tubería
offshore era de 610 mm, su espesor de pared 31,8 mm. Los trozos de
tubería unidos unos a otros con una soldadura circunferencial
tenían sus extremos sin recubrir en una longitud de 200 mm. La
zona del aislamiento final tenia por tanto una longitud total de 400
mm. Después de la realización de la soldadura y la prueba del
cordón de soldadura por medio de ultrasonido con un acoplamiento
por agua del cabezal de prueba por ultrasonido, la superficie
exterior del tubo de acero en la zona de la soldadura
circunferencial tenia en la zona de la soldadura circunferencial
una temperatura de aproximadamente 155ºC. Inmediatamente delante
del final del recubrimiento realizado en fabrica la temperatura
superficial del tubo era inicialmente de solo 25ºC. Después de la
realización del calentamiento inductivo según el presente invento y
del acoplamiento del inductor se había instalado una temperatura
por toda la longitud de la zona del aislamiento final que estaba
entre 187 y 285ºC. La diferencia de temperatura existente
inicialmente de aproximadamente 130ºC se había acercado así
después de la realización del calentamiento por debajo de 20ºC y no
representaba ningún obstáculo más para la colocación correcta de la
capa de resina epoxy en la zona del aislamiento final.
- 1
- primer sector de bobina
- 2
- sector de bobina
- 3
- sector de bobina
- 4
- tramo de tubo
- 5
- soldadura circunferencial
- 6
- revestimiento de plástico
- E_{1}
- fuente de corriente
- E_{2}
- fuente de corriente
Claims (14)
1. Procedimiento para el
calentamiento de un tramo de tubo en la zona de las soldaduras
circunferenciales para una posterior aplicación de una envolvente de
plástico (aislamiento final) en donde el aislamiento final se
produce inmediatamente después en el tiempo al proceso de la
soldadura circunferencial, caracterizado porque para
conseguir una temperatura superficial igual lo más alta posible en
la zona del aislamiento final se realiza el precalentamiento de tal
manera que en el curso de la longitud axial de la zona del
aislamiento final referido a la superficie exterior del tubo al
tramo de tubo se le aplican diferentes cantidades de energía
térmica, en donde la aplicación de energía térmica en la proximidad
de la soldadura circunferencial se mantiene mas pequeña que a
ambos lados de las zonas extremas contiguas a la zona del
aislamiento final.
2. Procedimiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque el precalentamiento
se realiza como un calentamiento inductivo.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el
calentamiento se realiza simultáneamente por toda la longitud axial
de la zona del aislamiento final.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el
calentamiento se realiza en el tiempo por zonas unas después de
otras por toda la longitud axial de la zona del aislamiento
final.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la corriente
eléctrica para el calentamiento inductivo se genera por la descarga
de condensadores.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque en la zona del
aislamiento final se colocan varias bobinas de inducción alrededor
del tramo de tubo unas junto a otras en dirección axial y las
bobinas de inducción individualmente son alimentadas mediante
fuentes de corriente de diferente potencia.
7. Dispositivo para aplicar diferentes
cantidades de energía térmica en un tramo de tubo en la zona de
soldaduras circunferenciales para llevar a cabo el procedimiento
según las reivindicaciones 1-3,5 y 6, con un
inductor que puede ser tendido periféricamente alrededor del tramo
de tubo (4) y puede ser alimentado con corriente eléctrica desde
un dispositivo de fuentes de corriente (fuentes de corriente
1,2,3), caracterizado porque el inductor construido dividido
en la dirección periférica presenta por lo menos tres sectores de
bobina (1,2,3) de los cuales un primero (1) puede ser colocado en
la inmediata proximidad de la soldadura circunferencial (5) y los
restantes (2,3) se unen a ambos lados del primer sector de bobina
(1) en la dirección axial del tramo de tubo (4), y porque los
sectores de bobina (1,2,3) pueden ser alimentados con potencia
eléctrica adaptada de tal manera que la densidad de corriente de la
corriente de inducción referida a la superficie exterior del tubo
en la proximidad de la soldadura circunferencial (5) del tramo de
tubo (4) es menor que en las zonas axiales contiguas a ella, en
donde por lo menos el primer sector de bobina (1) esta construido
como una bobina separada de los restantes sectores de bobina (2,3),
y porque cada uno de los sectores de bobina (1,2,3) están
conectados a diferentes fuentes de corriente (E_{1} o
E_{2}).
8. Dispositivo según la
reivindicación 7, caracterizado porque los sectores de
bobina (2,3)
situados opuestos en imagen especular en
dirección axial respecto del primer sector de bobina (1)
están conectados juntos a la misma fuente de
corriente (E_{2}) en una conexión en serie.
9. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 7 a 8, caracterizado porque las fuentes de
corriente (E_{1}, E_{2}) están construidas como condensadores
que pueden ser cargados por un dispositivo de suministro de
energía eléctrica común.
10. Dispositivo para aplicar diferentes
cantidades de energía térmica en un tramo de tubo en la zona de
las soldaduras circunferenciales para llevar a cabo el procedimiento
según las reivindicaciones 1,2,4 y 5, con un inductor que puede
ser colocado periféricamente alrededor del tramo de tubo (4) y
puede ser alimentado desde un dispositivo fuente de corriente
(fuentes de corriente E_{1}, E_{2}) con corriente eléctrica,
caracterizado porque el inductor sólo cubre un extracto de la
longitud axial de la zona del aislamiento final y puede moverse
axialmente con velocidad ajustada y/o potencia eléctrica ajustada
con respecto del tramo de tubo (4) de tal manera que durante el
movimiento la aplicación de energía térmica referida con la
superficie del tubo (4) en la proximidad de la soldadura
circunferencial (5) es menor que en las zonas finales contiguas a
la zona del aislamiento final.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque esta previsto un dispositivo de control
o regulación que mantiene la velocidad de movimiento del inductor
en la proximidad de la soldadura circunferencial (5) más alta que
en las zonas finales contiguas.
12. Dispositivo según la reivindicación
10, caracterizado porque se puede mantener constante
la velocidad del inductor y porque está
previsto un dispositivo de control o regulación que ajusta
la potencia eléctrica del inductor de tal manera
que ésta es claramente menor durante el paso por
la proximidad de la soldadura
circunferencial (5) que durante el paso por las
zonas finales contiguas.
13. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque está
previsto
un dispositivo de control que mueve varias veces
el inductor sobre la zona del aislamiento final.
14. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque está
previsto un sistema de sensores para detectar el
perfil de la temperatura superficial en la dirección axial del
tramo de tubo.
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| US4961798A (en) * | 1989-10-02 | 1990-10-09 | Commercial Resins Company | Sleeve applicator assembly for pipe joints |
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