ES2990073T3 - Sistema para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería y método para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un sistema (10) para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería (30) colocado en una tubería (20), en el que el revestimiento de tubería (30) presenta una capa exterior de plástico y una capa interior de un compuesto de fibras, comprendiendo la capa de un compuesto de fibras un plástico que puede endurecerse y/o que ha sido endurecido al menos parcialmente. Según la invención, el sistema (10) presenta al menos una unidad de alta frecuencia (40), que presenta al menos una unidad generadora de microondas (41) y al menos una antena transmisora de microondas (42) para curar el plástico que se va a endurecer, en el que al menos la al menos una antena transmisora de microondas (42) puede desplazarse en la tubería (20) por medio de un dispositivo de transporte (60). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería y método para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería
La invención se refiere a un sistema para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería colocado en una tubería, teniendo el revestimiento de tubería una capa exterior de plástico y una capa interior de compuesto de fibras, siendo la capa de compuesto de fibras una capa con plástico a endurecer y/o al menos parcialmente endurecido, según la reivindicación 1. La invención también se refiere a un método para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería colocado en una tubería, teniendo el revestimiento de tubería una capa exterior de plástico y una capa interior de compuesto de fibras, la capa de capa de compuesto de fibras tiene un plástico a endurecer y/o al menos parcialmente endurecido y el método se lleva a cabo con un sistema según la invención, según la reivindicación 15.
Por el estado de la técnica se conoce cómo aplicar un revestimiento en el interior de tubos que presenta una capa exterior de plástico y una capa interior de material compuesto de fibras.
Es conocido el endurecimiento de tales revestimientos de tuberías, en particular de la correspondiente capa de material compuesto de fibras, mediante un sistema de vapor.
Cuando se curan los revestimientos de tuberías, especialmente cuando se cura la capa de compuesto de fibras, usando un proceso de vapor, generalmente no se logran tiempos de curado satisfactorios. Además, para llevar a cabo un proceso de curado con vapor, se debe disponer de equipos complejos para generar el vapor.
Del estado de la técnica también se conocen sistemas de este tipo que se basan en el uso de la tecnología de microondas. Cada uno de estos sistemas se basa en el uso de un magnetrón. Sin embargo, el uso de un magnetrón de este tipo presenta varias desventajas. Para generar y emitir microondas mediante un magnetrón, es necesario disponer de una pieza de guía de ondas. Sin embargo, tales piezas de guía de ondas tienen tales dimensiones que, por ejemplo, no es posible utilizar sistemas de este tipo en tubos con un diámetro inferior a 100 mm. El uso en tramos de tubo curvados sólo es posible con radios de curvatura de 200 mm.
El documento DE69503917T2 muestra una tubería con un tubo interior en el que está atravesado un dispositivo que dirige la energía de microondas radialmente hacia el interior del tubo interior. El tubo de revestimiento responde a la energía de dos maneras: (i) contiene una resina curable que se endurece con la energía, o (ii) es termoplástico y contiene un material polar particulado que se calienta bajo la influencia de la energía de microondas para ablandar. el tubo para que pueda expandirse.
Además, los sistemas que tienen un magnetrón a menudo deben refrigerarse mediante una compleja refrigeración por agua o aire. En particular, dependiendo de la estructura y forma de las antenas de los sistemas conocidos, a menudo es necesario utilizar dispositivos de refrigeración por agua complejos y cerrados. Otra desventaja importante con respecto a los sistemas conocidos hasta ahora para aplicar energía de microondas para endurecer los revestimientos de tuberías es que las antenas de los sistemas deben guiarse exactamente centradas para evitar entradas de energía diferentes. Sin embargo, si se producen desviaciones correspondientes en las curvaturas y/o si se producen cambios en el diámetro de los tubos a revestir, una antena ya no se puede guiar exactamente centrada, de modo que en estos puntos puede producirse un endurecimiento incontrolado. Es posible que se entregue muy poca o demasiada energía de microondas a una sección particular del revestimiento de la tubería.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema desarrollado adicionalmente para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería colocado en una tubería, siendo el sistema fácil de manejar.
Además, con la ayuda de un sistema más desarrollado se podría reducir efectivamente el tiempo necesario para el endurecimiento de la tubería.
Además, con la ayuda de un sistema más desarrollado debería ser posible un control preciso de la entrada de energía a un revestimiento de tubería colocado en una tubería. Con ayuda del sistema según la invención debería ser posible en particular posibilitar un endurecimiento seguro de un revestimiento de tubería también en tramos curvos de un tubo, así como en tramos con diferentes diámetros o en zonas de conexión de tubos.
Otro deseo de un sistema más desarrollado es que debería usarse no sólo para curar una tubería, sino también para inspeccionarla. Con ayuda de un sistema perfeccionado se debe poner a disposición un sistema mediante el cual se pueda realizar un control del plástico al menos parcialmente endurecido, por ejemplo, después del proceso de endurecimiento.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método desarrollado adicionalmente para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería, con el objetivo de acortar el tiempo de curado del revestimiento de tubería con la ayuda del método según la invención.
Además, con la ayuda de un proceso más desarrollado debería ser posible controlar sección por sección la aportación de energía al revestimiento de la tubería a endurecer.
Según la invención, el objetivo explicado con respecto al sistema para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería colocado en una tubería se logra solucionar mediante el objeto de la reivindicación 1 de patente y con respecto al método para curar y/o inspeccionar un revestimiento colocado en una tubería mediante el objeto de la reivindicación 15.
La invención se basa en la idea de especificar un sistema para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería colocado en una tubería, teniendo el revestimiento de tubería una capa exterior de plástico y una capa interior de compuesto de fibras, teniendo la capa de compuesto de fibras un material para endurecer y/o tener al menos parcialmente plástico endurecido. Según la invención, el sistema tiene al menos una unidad de alta frecuencia, que tiene al menos una unidad generadora de microondas y al menos una antena transmisora de microondas para curar un plástico a endurecer, donde al menos la al menos una antena transmisora de microondas puede ser movido en la tubería mediante un dispositivo de transporte.
Por lo tanto, el sistema es adecuado tanto para endurecer plásticos de una capa compuesta de fibras de un revestimiento de tubería como para inspeccionar un revestimiento de tubería con plástico endurecido o al menos parcialmente endurecido.
La tubería puede ser cualquier tubería.
En particular, pueden tratarse de tuberías en la zona de alcantarillado. La tubería puede ser, por ejemplo, una tubería interior y/o una tubería de drenaje de propiedades y/o una tubería colectora y/o un manguito de derivación y/o una pieza en T. La tubería puede tener todos los diámetros y/o geometrías de tubería.
Preferiblemente, las tuberías ya se han tendido o instalado cuando se utiliza el sistema. Sin embargo, el sistema también se puede utilizar en tuberías que aún no se han instalado o tendido.
Según la invención, el sistema comprende al menos una unidad de alta frecuencia, que tiene al menos una unidad generadora de microondas y al menos una antena de transmisión de microondas.
La unidad de alta frecuencia puede ser una unidad que combina estructuralmente la unidad generadora de microondas y la al menos una antena transmisora de microondas. Además es posible que la unidad generadora de microondas y la al menos una antena emisora de microondas estén separadas estructuralmente entre sí y sólo unidas entre sí mediante un conductor o un cable.
Al menos la al menos una antena transmisora de microondas se puede mover en la tubería mediante un dispositivo de transporte. Esto es particularmente necesario si la unidad generadora de microondas está diseñada para estar estructuralmente separada de al menos una antena transmisora de microondas. Por lo tanto, es posible que la unidad generadora de microondas permanezca fuera de la tubería, mientras que la al menos una antena transmisora de microondas puede moverse o se mueve dentro de la tubería mediante al menos un dispositivo de transporte.
Las partes del sistema que están en la tubería durante el uso del sistema pueden denominarse conjunto de tubería. El conjunto de tubería incluye al menos una antena transmisora de microondas y al menos un dispositivo de transporte. La unidad generadora de microondas no está necesariamente diseñada como parte del conjunto de tubería. Es posible que el conjunto de tuberías contenga todos los componentes del sistema.
La formación de una unidad de alta frecuencia con una antena transmisora de microondas tiene, por un lado, la ventaja de que, en comparación con los procesos conocidos para el curado de plástico en tuberías, se puede realizar un proceso de endurecimiento más rápidamente. Por otra parte, gracias a la configuración de una antena de transmisión de microondas, el sistema también se puede utilizar para comprobar el grado de endurecimiento de un plástico en una tubería o en el revestimiento de una tubería. Por tanto, el sistema incluye componentes de menores dimensiones y también más fáciles de manejar.
La unidad de alta frecuencia del sistema según la invención puede comprender al menos dos unidades generadoras de microondas, en particular al menos tres unidades generadoras de microondas, en particular al menos cuatro unidades generadoras de microondas. En otras palabras, es posible que la unidad de alta frecuencia presente al menos dos unidades generadoras de microondas, en particular al menos tres unidades generadoras de microondas, en particular al menos cuatro unidades generadoras de microondas. A medida que aumenta el número de unidades generadoras de microondas, es posible utilizar múltiples antenas transmisoras de microondas de alta potencia.
La unidad de alta frecuencia presenta preferentemente varias unidades generadoras de microondas y varias antenas de transmisión de microondas. De manera especialmente preferida, la unidad de alta frecuencia presenta el mismo número de unidades generadoras de microondas y antenas transmisoras de microondas.
La al menos una unidad generadora de microondas puede generar entre 100 y 1.000 vatios de potencia de microondas. Se prefiere especialmente que una unidad generadora de microondas genere al menos 500 vatios de potencia de microondas.
La unidad de alta frecuencia está diseñada como unidad de alta frecuencia de“solid state”o como unidad de microondas de“estado sólido".El“solid state"se refiere a los componentes semiconductores de las unidades utilizadas para la generación de alta frecuencia o microondas.
Según la invención, la al menos una unidad generadora de microondas es una unidad generadora de microondas de estado sólido. En otras palabras, la unidad generadora de microondas es al menos un generador de microondas de estado sólido.
La formación como generador de microondas de estado sólido tiene varias ventajas. Por un lado, se puede prescindir de piezas de guía de ondas conocidas hasta ahora, como es conocido en el caso del uso de un magnetrón. Por lo tanto, con ayuda del sistema según la invención es posible utilizarlo tanto en tuberías de pequeñas dimensiones como en tuberías con codos y/o tramos curvos. Además, es especialmente ventajoso que un generador de microondas de estado sólido o una unidad de generación de microondas de estado sólido se puedan regular fácilmente en términos de potencia. Además, se puede detectar fácilmente la potencia radiada real de una unidad generadora de microondas de estado sólido. Por lo tanto, es posible en cualquier momento un control de proceso simple o control de un método asociado con el sistema para curar e inspeccionar un revestimiento de tubería colocado en una tubería.
En una realización preferida de la invención, el sistema, en particular la unidad de alta frecuencia comprende al menos tres antenas de transmisión de microondas.
En otra realización preferida de la invención, la unidad de alta frecuencia comprende una unidad generadora de microondas para cada antena de transmisión de microondas. Esto hace posible que por antena transmisora de microondas se dispone suficiente potencia de microondas.
Es posible que la unidad de alta frecuencia comprenda al menos una unidad generadora de microondas basada en semiconductores. De manera especialmente preferida, la unidad generadora de microondas basada en semiconductores es la unidad generadora de microondas de estado sólido ya descrita. La ventaja de una unidad generadora de microondas basada en semiconductores frente a una unidad generadora de microondas basada en tubos de vacío reside, en particular, en la capacidad mejorada de controlar la potencia y la frecuencia generadas. En otras palabras, mediante el uso de una unidad generadora de microondas basada en semiconductores es posible una adaptación y, por tanto, una introducción eficiente de la energía de alta frecuencia generada.
Además, es posible endurecer el revestimiento de la tubería, en particular el plástico, mediante endurecimiento por medio fluido. Para endurecer el revestimiento de la tubería, se puede realizar una combinación de endurecimiento por fluido y exposición a energía de alta frecuencia.
La combinación puede realizarse de forma simultánea o secuencial.
Por endurecimiento fluido se entiende, por ejemplo, calentamiento con vapor y/o aire caliente y/o agua caliente o, por ejemplo, endurecimiento en frío.
Además, es posible que el sistema presente al menos un sensor de infrarrojo y/o al menos un sensor de temperatura y/o al menos un sensor de presión y/o al menos un sensor de humedad y/o al menos un sensor de posición y/o al menos un sensor de medición de distancia y/o al menos un sensor giroscópico.
En una configuración de la invención es posible que los sensores mencionados estén configurados como parte de una unidad de sensores. Además, es posible que los sensores mencionados estén configurados en diferentes secciones del sistema según la invención.
Además, es posible que la unidad de sensor incluya únicamente uno de los sensores mencionados. De manera especialmente preferida, la unidad de sensor comprende al menos un sensor de infrarrojo.
Preferiblemente, un sensor de infrarrojo mide la temperatura de la superficie del revestimiento de la tubería. Esto permite por un lado comprobar el proceso de endurecimiento a realizar. Por otro lado, la temperatura registrada se puede registrar o guardar, por ejemplo.
Preferentemente se realiza una medición de la temperatura ambiente con ayuda del sensor de temperatura. Esto se utiliza, por ejemplo, para controlar el proceso de endurecimiento. También es ventajoso registrar las temperaturas ambiente que prevalecen durante el proceso de curado.
Con ayuda del al menos un sensor de presión y/o del al menos un sensor de humedad se realizan también mediciones de presión y/o humedad con respecto al entorno. Estos valores también se pueden utilizar para controlar el proceso de endurecimiento.
Con ayuda del sensor de medición de distancia y/o del sensor de posición se puede medir la posición de las piezas del sistema o del conjunto de tuberías que se encuentran en la tubería.
La formación de al menos un sensor giroscópico permite también detectar la posición espacial de las partes del sistema que se encuentran en la tubería.
Los sensores, que sirven para detectar la posición o la distancia recorrida por partes individuales del sistema o del conjunto de tuberías en la tubería, tienen la ventaja de que un usuario del sistema según la invención sabe en cualquier momento mientras se está produciendo un endurecimiento y/o se está llevando a cabo un proceso de inspección, en el que se encuentran en la tubería, de otro modo invisibles, piezas del sistema según la invención.
En una realización del sistema según la invención es posible que el dispositivo de transporte comprenda al menos una sección delantera y al menos una sección trasera, pudiendo estar la sección delantera y la sección trasera estructuralmente separadas entre sí. La sección delantera y la sección trasera son preferentemente partes del conjunto de tubería.
Por sección frontal del dispositivo de transporte debe entenderse la sección que, durante su uso, es el primer elemento que se inserta en una tubería. En otras palabras, la sección frontal está diseñada como un primer elemento en la dirección del movimiento de las piezas ubicadas dentro de la tubería.
Por sección trasera debe entenderse una sección que forma un extremo trasero del dispositivo de transporte. En el estado de uso, la sección trasera es la sección del dispositivo de transporte o la sección de las partes del sistema ubicadas en la tubería, que mira hacia atrás y, vista en la dirección de movimiento del sistema, forma el último elemento.
En una configuración de este tipo del dispositivo de transporte también es posible configurar al menos una sección intermedia entre la sección delantera y la sección trasera. Entre la sección delantera y la sección trasera pueden estar formadas varias secciones intermedias, que a su vez están separadas estructuralmente entre sí. La al menos una sección intermedia está diseñada preferiblemente para estar estructuralmente separada tanto de la sección delantera como de la sección trasera.
Si se forman varias secciones intermedias, a las diferentes secciones intermedias se les pueden asignar diferentes funciones. Por ejemplo, es posible que una sección intermedia incluya al menos una antena de transmisión de microondas, mientras que una sección intermedia incluye sensores y/o partes de una unidad de sensor. Mediante la formación de varios tramos intermedios es posible combinar, opcionalmente, diferentes tramos intermedios entre sí. Por lo tanto, es posible ampliar y/o reducir el sistema dependiendo de las condiciones estructurales.
Preferiblemente, la sección delantera y/o la sección trasera presentan al menos dos, preferiblemente al menos tres, elementos de patas. Preferiblemente, tanto la sección delantera como la sección trasera tienen cada una al menos dos elementos de pata. Si se configuran tramos intermedios, es posible que al menos un tramo intermedio presente al menos dos elementos de ala.
Preferiblemente, los elementos de pata están pretensados mediante un resorte. Los elementos de ala están configurados preferentemente de tal manera que el radio o diámetro formado mediante los elementos de ala se pueda adaptar al diámetro de la tubería a procesar y/o inspeccionar. En particular, los elementos de patas deberían diseñarse de tal manera que, mediante una precarga, que se realiza en particular mediante resortes, se realice un ajuste de los radios/diámetros generados por los elementos de patas en función de por ejemplo, curvaturas en la tubería y/o cambios en el diámetro nominal durante la ejecución de un método.
En un extremo del elemento de pata, que durante el uso apunta en dirección al revestimiento del tubo, está fijado preferiblemente un rodillo y/o una rueda y/o un neumático y/o una oruga. Preferiblemente, en todos los elementos de patas del sistema según la invención está fijado un rodillo y/o una rueda y/o un neumático y/o una oruga. La formación de tales elementos en un extremo de un elemento de pata permite un fácil movimiento de la sección delantera y/o la sección trasera y/o una sección intermedia posiblemente desarrollada.
En otra configuración de la invención es posible diseñar al menos un fuelle para centrar un dispositivo de transporte y/o las piezas del sistema que se encuentran en una tubería y/o en un conjunto de tubería. En lugar de elementos de patas, los componentes del sistema, especialmente en el caso de diámetros de tubería más pequeños, se pueden orientar y/o centrar mediante al menos un fuelle.
Sin embargo, para diámetros nominales mayores de tuberías, típicamente a partir de anchos nominales de 200 mm, se configuran preferentemente los elementos de pata descritos. Alternativa y/o adicionalmente es posible que al menos dos cepillos radiales o al menos dos resortes estén configurados para el centrado.
El sistema según la invención puede presentar al menos una cámara. Preferiblemente, la al menos una cámara está configurada con una unidad de iluminación. La al menos una cámara puede estar formada en la zona de la sección delantera y/o en la zona de la sección trasera.
Una cámara diseñada en la zona de la parte frontal está diseñada preferentemente para mirar hacia adelante. Una cámara diseñada en la zona de la parte trasera está diseñada preferentemente para mirar hacia atrás. Los términos "hacia adelante" y "hacia atrás" deben entenderse en relación con la dirección de movimiento de los componentes del sistema ubicados en la tubería.
En otra configuración de la invención es posible que el dispositivo de transporte presente al menos una polea, estando configurado al menos un dispositivo de fijación para la fijación de la polea.
En una posible configuración de la invención es posible que el sistema según la invención presente dos dispositivos de fijación, en particular dos ojales, para poleas.
Preferiblemente en la zona delantera del componente delantero que se encuentra en el estado de uso en la tubería, en particular en la zona de la sección delantera, está formado un dispositivo de fijación, en particular un ojal para una polea. Una disposición de este tipo de polea permite que los elementos que se encuentran en la tubería se puedan retirar de la tubería después de realizar el endurecimiento y/o después de realizar el procedimiento de inspección.
En otra configuración de la invención es posible que el dispositivo de transporte comprenda un dispositivo de empuje, en particular un cable de empuje. Este dispositivo de empuje está fijado preferentemente en el extremo trasero, de forma especialmente preferente en la parte trasera del sistema. Con ayuda de un sistema de empuje se pueden empujar partes del dispositivo o partes del sistema dentro de la tubería y luego extraerlas.
La configuración de un dispositivo de empuje es especialmente ventajosa si la al menos una unidad generadora de microondas permanece fuera de la tubería y sólo al menos una antena transmisora de microondas de la unidad de alta frecuencia está insertada en la tubería. En una realización de este tipo de la invención, la parte del sistema que se introduce en la tubería comprende por tanto al menos una antena transmisora de microondas y preferiblemente sensorial o sensores adicionales. En este caso, el dispositivo a insertar en la tubería tiene, por ejemplo, forma de cabeza esférica o forma de huevo. En otras palabras, el conjunto de tubería puede tener una cubierta exterior con forma de cabeza esférica o con forma de huevo. Una configuración de este tipo del conjunto de tubería tiene la ventaja de que se puede insertar y mover muy fácilmente en la tubería.
Además, es posible que parte del dispositivo de transporte sea un rodillo de desviación en el extremo de un revestimiento y/o en el extremo de una manguera de calibración y/o en el extremo de una tapa terminal de revestimiento. El sistema según la invención también puede incluir un recipiente terminal para instalar la parte del sistema que se va a insertar en la tubería, así como el paquete de revestimiento/manguera de calibración.
Es posible que el sistema según la invención presente una especie de forro y/o burbuja, estando situada al menos una antena de microondas y eventualmente los sensores o el sensor en esta burbuja/forro.
El forro/burbuja está diseñado de tal manera que el revestimiento de la tubería se puede presionar hacia afuera sobre la tubería. Una realización de este tipo del sistema según la invención facilita el posicionamiento del revestimiento de tubería en el tubo, pudiendo endurecerse el revestimiento de tubería en el mismo paso.
En otra realización de la invención, el sistema puede incluir una unidad de determinación de posición. La unidad de posicionamiento puede ser un sistema LIDAR y/o un sistema de ultrasonidos y/o una unidad de captura de imágenes y/o un codificador en una polea del dispositivo de transporte. Con ayuda de una unidad de determinación de posición de este tipo, el usuario del sistema según la invención puede comprender en cualquier momento en qué posición de la tubería se encuentran las piezas del sistema (conjunto de tubería) que se han insertado en la tubería.
El plástico de la capa compuesta de fibras a endurecer y/o a endurecer al menos parcialmente puede ser un plástico termoestable, en particular una resina epóxica o una resina de poliéster insaturado (resina UP) o éster vinílico (VE).
En otra configuración de la invención es posible que la capa compuesta de fibras esté compuesta por fibras de vidrio.
El sistema también puede incluir una unidad de detección de diámetro, en particular una unidad de detección de diámetro óptica o una unidad de detección de diámetro ultrasónica. Los datos registrados por la unidad de detección de diámetro se pueden utilizar en particular para controlar el proceso de curado. Además, los valores registrados por la unidad de detección de diámetro se pueden utilizar para ajustar elementos de patas eventualmente diseñados y/o para garantizar la calidad. En relación con el control de calidad, con la unidad de detección de diámetro se pueden detectar, por ejemplo, defectos, abolladuras, cuellos de botella o ramas. En el caso del proceso Spincoat, el espesor de la capa aplicada también se puede medir o detectar directamente mediante el dispositivo insertado en la tubería.
El revestimiento de la tubería está configurado preferentemente como una manguera y/o una media. En la formación de un revestimiento de tubería de este tipo no existen bordes de conexión y/o zonas de superposición del material de revestimiento, de modo que no existen puntos débiles en el estado conectado a la tubería.
La al menos una antena de transmisión de microondas puede ser una antena de ranura o una antena monopolo o una antena de parche o una antena dipolo o un radiador de bocina.
Además, es posible que cuando se diseñan varias antenas transmisoras de microondas, éstas se diseñen de manera diferente y, correspondientemente, se pueden diseñar diferentes tipos de antenas transmisoras de microondas en conexión con la unidad de alta frecuencia.
La al menos una antena de transmisión de microondas puede ser controlada o controlables mediante una unidad de control de emisión de radiación. Con ayuda de una unidad de control de salida de radiación se ajusta y/o regula la potencia de microondas generada por la unidad generadora de microondas a la antena transmisora de microondas. En consecuencia, es posible realizar un ajuste con respecto a la potencia de microondas emitida por la antena transmisora de microondas. Con ayuda de un equipo de alta frecuencia de estado sólido o un generador de microondas de estado sólido se pueden ajustar la frecuencia, la potencia y las fases de la señal de alta frecuencia. En cuanto a la potencia, es posible realizar un ajuste de potencia lineal o un ajuste de ancho de pulso o un ajuste de la tensión de alimentación de la fuente de alimentación. El ajuste independiente de las fases de la señal de alta frecuencia es especialmente ventajoso o necesario cuando se utilizan varios generadores de microondas coherentes.
El sistema presenta preferentemente varias antenas de transmisión de microondas, siendo controladas o controlables estas antenas de transmisión de microondas por separado mediante al menos una unidad de control de emisión de radiación. Además, es posible que el sistema tenga múltiples unidades de control de emisiones de radiación. En tal realización de la invención, cada antena transmisora de microondas puede controlarse o ser controlable mediante una unidad de control de emisión de radiación separada.
Es posible que el sistema permita el control segmento por segmento de las antenas transmisoras de microondas, por ejemplo, utilizando amplificadores y/o divisores. En este caso, las antenas transmisoras de microondas se pueden controlar por separado unas de otras. Esto tiene las correspondientes ventajas cuando se disponen varias antenas transmisoras de microondas. Por ejemplo, una primera antena de transmisión de microondas en la zona de una conexión de tubería (lateral) puede recibir menos energía que otra antena de transmisión de microondas que se encuentra en una posición opuesta en la tubería.
Además, en una realización de este tipo del sistema, es posible controlar la potencia o energía que será entregada por la respectiva antena transmisora de microondas dependiendo de los parámetros ambientales detectados y/o dependiendo del grado detectado de daño al plástico al menos parcialmente endurecido.
El sistema puede tener además al menos una unidad de registro para almacenar parámetros ambientales y/o para almacenar el consumo de energía y/o para almacenar datos de flujo de proceso. Con estos datos se pueden documentar, por ejemplo, procesos de curado realizados. Además, es posible, por ejemplo, en caso de daños, poder acceder a los datos originales del proceso e identificar posibles fuentes de error.
En otra realización, el sistema según la invención puede presentar al menos una unidad de refrigeración por aire. Debido al diseño del sistema según la invención, en particular debido al posible uso de unidades generadoras de microondas de estado sólido, es posible diseñar una unidad de refrigeración por aire. En los sistemas conocidos hasta ahora para curar revestimientos de tuberías son necesarios dispositivos de refrigeración por agua para conseguir una refrigeración suficiente. Esto no es necesario según la invención.
Es posible, por ejemplo, realizar una refrigeración con aire comprimido. Una unidad de refrigeración por aire es mucho más fácil de usar en comparación con un dispositivo de refrigeración por agua. Los componentes necesarios para ello también son más fáciles de construir y de manejar. Debido a la estructura de los generadores de microondas de estado sólido, en muchas aplicaciones es suficiente prever una refrigeración por aire, en particular una refrigeración por aire comprimido. Sin embargo, la refrigeración por agua también es posible en principio y se puede implementar también con unidades generadoras de microondas de estado sólido, si esto fuera necesario debido al entorno de aplicación.
Un aspecto adicional de la invención se refiere a un método para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería colocado en una tubería, teniendo el revestimiento de tubería una capa exterior de plástico y una capa interior de compuesto de fibra, siendo la capa de compuesto de fibra un plástico a endurecer y/o al menos parcialmente endurecido.
La invención se basa en que el procedimiento según la invención se lleva a cabo con un sistema según la invención y al menos partes del sistema, en particular un conjunto de tubería, se introducen en la tubería de tal manera que estas partes del sistema están rodeadas, en particular a una distancia del revestimiento de la tubería, estando endurecido el plástico de la capa de compuesto de fibras debido a las microondas emitidas por al menos una antena de transmisión de microondas y/o se determina el grado de reticulación del plástico al menos parcialmente endurecido
Con la ayuda del método según la invención, ahora es posible proporcionar tanto un método para curar como un método para inspeccionar un revestimiento de tubería colocado en una tubería para garantizar que se pueda llevar a cabo significativamente más rápido de lo que se conoce por el estado de la técnica.
En particular, gracias al método según la invención es posible poder llevar a cabo con un solo sistema tanto un método para curar como también un método para inspeccionar el revestimiento de una tubería.
Es posible ajustar el grado de dureza del plástico a endurecer controlando la al menos una antena transmisora de microondas mediante una unidad de control de emisión de radiación. Por lo tanto, la energía de microondas emitida/absorbida se puede ajustar mediante la unidad de control de emisión de radiación. En una primera aproximación, al aumentar el aporte de energía de microondas por unidad de superficie de plástico a endurecer, el endurecimiento se inicia y se favorece de forma más rápida y completa.
En otra configuración del procedimiento según la invención es posible que, en caso de estar formadas varias antenas emisoras de microondas, éstas se controlen por separado unas de otras. Este control separado se puede realizar utilizando una única unidad de control de emisiones de radiación. Además, es posible configurar varias unidades de control de emisión de radiación, estando formada, por ejemplo, una unidad de control de emisión de radiación para cada antena de transmisión de microondas.
Esto significa, por ejemplo, que las antenas emisoras de microondas no tienen que estar dispuestas exactamente en la mitad o en el centro de un tubo. Con la ayuda de los sensores adecuados y los valores detectados con ellos se pueden reaccionar adaptando la potencia de radiación a las diferentes distancias entre una antena emisora de microondas y la resina a endurecer.
La frecuencia y/o la energía de microondas de las microondas transmitidas por al menos una antena de transmisión de microondas se pueden ajustar y/o controlar dependiendo de los parámetros ambientales detectados.
El parámetro ambiental detectado puede ser, por ejemplo, la temperatura ambiente y/o las entradas laterales existentes y/o los acoplamientos térmicos buenos o malos detectados con la tubería. Además, se puede realizar un control dependiente cuando se detecta agua.
En particular, en el marco del sistema según la invención y/o del procedimiento según la invención se utiliza radiación de microondas en el rango de frecuencia de 100 MHz a 6 GHz.
Preferiblemente se utiliza una de las bandas ISM a 434 MHz o 915 MHz o 2,45 GHz o 5,8 GHz.
En una forma de realización especialmente preferida de la invención está previsto que la frecuencia y/o la energía de microondas se ajusten de tal manera que el plástico a endurecer esté expuesto a tal energía de radiación de microondas que el plástico a endurecer tenga una temperatura de 90 °C -110 °C, especialmente 100 °C.
El grado de reticulación del plástico al menos parcialmente endurecido se puede determinar mediante un sensor de infrarrojo y la detección del cambio de temperatura del plástico endurecido. Preferiblemente, se crea una medición de referencia para que las condiciones de temperatura locales se midan antes de llevar a cabo el proceso de curado. Por lo tanto, con ayuda del procedimiento según la invención es posible comprobar el grado de reticulación del plástico al menos parcialmente endurecido poco después del propio proceso de endurecimiento. De este modo, los posibles puntos de conexión defectuosos y/o las zonas endurecidas se pueden solucionar lo más rápido posible.
Es posible realizar al menos una antena emisora de microondas de forma discreta de forma mecánica o en una placa de circuito impreso.
En una configuración de la invención es posible realizar un proceso de calentamiento en dos etapas, en particular en tres etapas.
El proceso de calentamiento en dos etapas, en particular en tres etapas, se lleva a cabo mediante al menos una antena transmisora de microondas. El proceso de calentamiento en varias etapas se realiza preferentemente con varias antenas de transmisión de microondas. El proceso de calentamiento o el proceso de calentamiento de varias etapas también se puede denominar proceso de endurecimiento o proceso de endurecimiento de varias etapas.
Una primera etapa del proceso de calentamiento provoca una reacción en el plástico a endurecer.
Una segunda etapa del proceso de calentamiento es una aplicación controlada de energía al plástico.
Una tercera etapa opcional del proceso de calentamiento puede implicar una aplicación adicional de energía a una sección del revestimiento de la tubería.
Con ayuda de una tercera etapa del proceso de calentamiento es posible, por ejemplo, después de la correspondiente detección de un grado de reticulación del plástico al menos parcialmente endurecido, volver a aplicar energía si el grado de reticulación detectado todavía no es suficiente.
El proceso de calentamiento de dos etapas, en particular de tres etapas, se puede controlar en función de parámetros ambientales detectados y/o en función de la energía exotérmica detectada y/o en función del grado de reticulación detectado del plástico al menos parcialmente endurecido. En particular, el control influye en el nivel respectivo de entrada de energía en las distintas etapas del proceso de calentamiento. Además, el control se refiere preferentemente a la decisión de si se lleva a cabo una tercera etapa de un proceso de calentamiento.
Con ayuda del procedimiento según la invención es posible ajustar por secciones la frecuencia y/o la energía de microondas y/o la duración de la exposición de un revestimiento de tubería a las microondas.
Con ayuda del procedimiento según la invención, en particular con el sistema según la invención, por primera vez es posible registrar detalladamente en el procedimiento información sobre los plásticos a endurecer y/o implementarla correspondientemente. Estos pueden incluir parámetros como temperaturas de transición vítrea, variaciones en el calor específico y posiblemente energías exotérmicas restantes. Estos parámetros se correlacionan con el desarrollo del endurecimiento de los plásticos. Los plásticos son preferentemente resinas, en particular polímeros termoestables.
Con la ayuda de la unidad de sensor es posible detectar cambios en las propiedades térmicas del plástico, en particular del polímero.
En particular, gracias al procedimiento según la invención es posible in situ, es decir, durante el proceso y/o en la tubería, para registrar los parámetros correspondientes y controlar el proceso en consecuencia en función de los parámetros registrados. Esto se aplica en particular al control de al menos una antena transmisora de microondas.
Los parámetros registrados pueden ser, por ejemplo, también los tiempos registrados respecto a transiciones de gel o vítreas de plásticos no endurecidos o al menos parcialmente endurecidos.
Además, con el procedimiento según la invención es posible realizar una transmisión de datos, en particular una monitorización remota. Con ayuda de una transmisión de datos de este tipo se puede realizar una comparación directa de los datos y un control, en particular un control en el sentido de un mantenimiento remoto.
Con la ayuda del proceso es posible lograr un curado más rápido de los plásticos.
Además, con ayuda del procedimiento según la invención también es posible superar o evitar de forma específica un endurecimiento más preciso y, con ello, errores de endurecimiento correspondientes, como por ejemplo formación de burbujas, quemaduras del material plástico y grados insuficientes de reticulación.
La invención se explica a continuación con más detalle mediante un ejemplo de realización haciendo referencia al dibujo esquemático adjunto.
La figura 1 muestra una posible realización del sistema 10 según la invención para curar y/o comprobar el revestimiento de una tubería. Según la figura, en la tubería 20 ya se encuentra el sistema 10 según la invención. Además, en la tubería 20 ya se encuentra un revestimiento de tubería 30.
El revestimiento de tubería 30 descansa sobre la superficie interior de la tubería 20. El revestimiento de tubería 30 consta a su vez de una capa exterior de plástico y una capa interior de material compuesto de fibras. La capa de compuesto de fibras presenta un plástico que debe endurecerse y/o endurecerse al menos parcialmente.
En el ejemplo mostrado, un conjunto de tuberías corresponde a todo el sistema 10.
El sistema 10 incluye al menos una unidad 40 de alta frecuencia, que a su vez tiene al menos una unidad 41 generadora de microondas. Además, la unidad de alta frecuencia 40 en el ejemplo mostrado incluye dos antenas de transmisión de microondas. Alternativamente, es posible diseñar la unidad de alta frecuencia 40 para que esté estructuralmente separada. Por lo tanto, es posible que la unidad generadora de microondas 41 permanezca fuera de la tubería 20.
En el presente ejemplo de realización, las antenas transmisoras de microondas 42 se transportan mediante un dispositivo de transporte 60. El dispositivo de transporte 60 tiene una sección delantera 61 y una sección trasera 62. Por sección frontal 61 se entiende la parte del sistema 10 o del dispositivo de transporte 60 que está dispuesto delante o primero en la dirección de movimiento R del sistema 10.
Por otra parte, por sección trasera 62 debe entenderse la sección del dispositivo de transporte 60 que está dispuesta detrás o en último lugar en la dirección de movimiento R. El dispositivo de transporte 60 puede proporcionar más secciones intermedias. En el presente caso, la sección delantera 61, la sección trasera 62 y las poleas 66 y 66' se utilizan para transportar el sistema 10.
Los elementos de patas 63 están formados tanto en la sección delantera 61 como en la sección trasera 62. En los extremos de los elementos de pata 63, que apuntan en la dirección de la tubería 20, están formados rodillos 64. En consecuencia, se lleva a cabo un movimiento y un centrado del sistema 10 dentro de la tubería 20.
La polea 66 está unida a un dispositivo de sujeción 67. El dispositivo de fijación 67 puede ser un ojal. La polea trasera 66', sin embargo, está dispuesta en el dispositivo de fijación 67'. El sistema 10 se transporta a la tubería 20 mediante la polea 66. El sistema 10 se puede retirar de la tubería 20 usando la polea 66'.
Los elementos de pata 63 están preferentemente pretensados. Esto se puede conseguir, por ejemplo, con un resorte (no mostrado). Con ayuda de una tensión previa de los elementos de pata 63 es posible que los diámetros formados por los elementos de pata 63 se puedan adaptar al diámetro o diámetro interior de la tubería 20.
También se puede conectar una línea de comunicación 80 a la sección trasera 62. Esta línea de comunicación 80 se utiliza para el suministro de energía y el intercambio de datos. El intercambio de datos es particularmente necesario para controlar el sistema 10 durante el estado en la tubería 20.
También se puede ver en la figura que el sistema 10 tiene una unidad de control de emisión de radiación 45. Esta unidad de control de emisión de radiación 45 sirve para regular la RF de microondas emitida desde las antenas transmisoras de microondas 42.
El sistema 10 incluye además una unidad de sensor 50. Este es un componente que tiene varios sensores. El componente 50 tiene dos sensores de infrarrojos 51. Con ayuda de la radiación infrarroja IR emitida se puede detectar, por ejemplo, el grado de reticulación del plástico al menos parcialmente endurecido. Esta detección se basa en detectar el cambio de temperatura del plástico endureciendo.
Además, la unidad de sensor 50 tiene un sensor de temperatura 52 que mide la temperatura ambiente.
También está formada una unidad de detección de diámetro 65 en la sección frontal 61. Con la ayuda de esta unidad de detección de diámetro, dichos datos se determinan y envían a través de la línea 81 a la unidad de control de emisión de radiación 45.
Dependiendo de los valores de diámetro determinados se pueden ajustar o regular las microondas RF a emitir.
Lista de símbolos de referencia
10 sistema
20 tubería
30 revestimiento de tubería
40 unidades de alta frecuencia
41 unidad generadora de microondas
42 antena transmisora de microondas
45 unidad de control de salida de radiación
50 unidad de sensores
51 sensor infrarrojo
52 sensor de temperatura
60 instalaciones de transporte
61 sección delantera
62 sección trasera
63 elemento de patas
64 rollo
65 unidad de detección de diámetro
66, 66' polea
67, 67' dispositivo de sujeción
80 líneas de comunicación
81 línea
R dirección de movimiento
RF microonda
IR rayos infrarrojos

Claims (22)

REIVINDICACIONES
1. Sistema (10) para curar y/o comprobar un revestimiento de tubería (30) colocado en una tubería (20), teniendo el revestimiento de tubería (30) una capa exterior de plástico y una capa interior de compuesto de fibras, siendo la capa de compuesto de fibras una plástico endurecido y/o al menos parcialmente endurecido, en el que el sistema (10) comprende al menos una unidad de alta frecuencia (40) que tiene al menos una unidad generadora de microondas (41) y al menos una antena transmisora de microondas (42). para curar un dispositivo de plástico a endurecer, donde al menos la al menos una antena transmisora de microondas (42) se puede mover en la tubería (20) por medio de un dispositivo de transporte (60),
caracterizado porque
la al menos una unidad generadora de microondas (41) es una unidad generadora de microondas (41) de estado sólido.
2. Sistema (10) según la reivindicación 1,
caracterizado porque
la unidad de alta frecuencia (40) comprende al menos dos unidades generadoras de microondas, en particular al menos tres unidades generadoras de microondas, en particular al menos cuatro unidades generadoras de microondas, y/o la al menos una unidad generadora de microondas (41) genera 100 - 1.000 W de potencia de microondas,
y/o
la unidad de alta frecuencia (40) tiene al menos tres antenas de transmisión de microondas (42).
3. Sistema (10) según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque
comprende al menos un sensor infrarrojo (51) y/o al menos un sensor de temperatura (52) y/o al menos un sensor de presión
y/o
al menos un sensor de humedad y/o al menos un sensor de posición y/o al menos un sensor de medición de distancia y/o
tiene al menos un sensor giroscópico.
4. Sistema (10) según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque
el dispositivo de transporte (60) tiene al menos una sección frontal (61) y
una sección trasera (62), y la sección delantera (61) y la sección trasera (62) se pueden separar estructuralmente entre sí.
5. Sistema (10) según la reivindicación 4,
caracterizado porque
la sección delantera (61) y/o la sección trasera (62) comprende al menos dos, preferentemente al menos tres, elementos de pata (63), que están precargados preferentemente mediante un resorte.
6. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en particular según la reivindicación 4 o 5,caracterizado porque
al menos una cámara, preferiblemente con unidad de iluminación, que está diseñada en la sección delantera (61) y/o al menos una cámara, preferiblemente con unidad de iluminación, que está diseñada en la sección trasera (62).
7. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
el dispositivo de transporte (60) tiene al menos una polea (66),
estando diseñado al menos un dispositivo de sujeción (67) para fijar la polea (66).
8. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en particular según la reivindicación 7,caracterizado por
una unidad de determinación de la posición, que es preferentemente un sistema LIDAR y/o un sistema de ultrasonidos y/o una unidad de captura de imágenes y/o un codificador en la polea (66) del dispositivo de transporte (60),
y/o
una unidad de detección de diámetro (65), en particular una unidad óptica de detección de diámetro o una unidad ultrasónica de detección de diámetro.
9. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
el plástico a endurecer es un plástico termoestable, en particular una resina epóxica o una resina de poliéster insaturado (resina UP) o un éster venílico (VE) y/o
el revestimiento de la tubería está diseñado en forma de manguera y/o
la capa compuesta de fibras comprende fibras de vidrio.
10. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
la al menos antena transmisora de microondas (42) es una antena de ranura o una antena monopolo o una antena de parche o una antena dipolo o un radiador de bocina.
11. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
la al menos una antena transmisora de microondas (42) está controlada o puede controlarse mediante una unidad de control de emisión de radiación (45).
12. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por
una pluralidad de antenas transmisoras de microondas (42), que están controladas o pueden controlarse por separado entre sí mediante al menos una unidad de control de emisión de radiación (45).
13. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por
una unidad de registro para almacenar parámetros ambientales y/o consumo de energía y/o datos de proceso.
14. Sistema (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por
por al menos una unidad de enfriamiento de aire.
15. Método para curar y/o comprobar un revestimiento de tubería (30) colocado en una tubería (20),
en donde el revestimiento de tubería (30) tiene una capa exterior de plástico y una capa interior de compuesto de fibra, teniendo la capa de compuesto de fibra un plástico a endurecer y/o a endurecer al menos parcialmente, en el que el método se lleva a cabo con un sistema (10) según una de las reivindicaciones 1 a 14 y donde al menos partes del sistema (10) se introducen en la tubería (20) de tal manera que estas partes del sistema (10) están en rodeados en particular separados del revestimiento de la tubería (30), estando endurecido el plástico de la capa de compuesto de fibras debido a las microondas emitidas por al menos una antena transmisora de microondas (42) y/o se comprueba el grado de reticulación del plástico al menos parcialmente endurecido.
16. Método según la reivindicación 15,
caracterizado porque
el grado de dureza del plástico a endurecer se ajusta por control de la al menos una antena transmisora de microondas (42) por medio de una unidad de control de emisión de radiación (45).
17. Método según la reivindicación 15 o 16,
caracterizado porque
la frecuencia y/o energía de microondas de las microondas transmitidas por la al menos una antena transmisora de microondas (42) se ajusta y/o controla dependiendo de los parámetros ambientales detectados.
18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 17,
caracterizado porque
el grado de reticulación del plástico al menos parcialmente endurecido se realiza mediante un sensor de infrarrojos (51) y la detección del cambio de temperatura del plástico en endurecimiento.
19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 18,
caracterizado porque
los valores de diámetro de la tubería (20) y/o del revestimiento de la tubería (30) se determinan mediante una unidad de detección de diámetro (65).
20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 19,
caracterizado porque
se realiza un proceso de calentamiento en dos etapas, especialmente en tres etapas, mediante al menos una antena transmisora de microondas (42), preferiblemente mediante varias antenas de transmisión de microondas (42).
21. Método según la reivindicación 20,
caracterizado porque
el proceso de calentamiento de dos etapas, en particular de tres etapas, se controla en función de parámetros ambientales detectados y/o en función de la energía exotérmica detectada y/o en función de al/del grado de reticulación detectado del plástico al menos parcialmente endurecido.
22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 21,
caracterizado porque
varias antenas transmisoras de microondas (42) se pueden controlar por separado entre sí.
ES20830160T 2019-12-18 2020-12-16 Sistema para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería y método para curar y/o inspeccionar un revestimiento de tubería Active ES2990073T3 (es)

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