Rastreador de tuberías de potencial constante de alta frecuencia

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Rastreador de tuberías de potencial constante de alta frecuencia – ToronXPC™ 300CP

El ToronXPC™-300CP es un robot de inspección de tuberías de alta frecuencia y potencial constante desarrollado específicamente para la inspección panorámica de soldaduras mediante radiografía digital (DR) en tuberías de transmisión de petróleo y gas de gran diámetro y paredes gruesas. Al combinar un chasis robusto de tracción en las cuatro ruedas con un generador de rayos X de alta frecuencia y potencial constante de 300 kV, el sistema ofrece la claridad de imagen, la capacidad de penetración profunda en la pared, el tiempo de operación continuo prolongado y el alto rendimiento de soldadura por carga que exigen los programas modernos de construcción y gestión de la integridad de tuberías, especialmente en aceros de alta resistencia con una resistencia a la tracción mínima especificada (SMTS) de 540 MPa o superior (API 5L Grado X80 y equivalente).

El núcleo del ToronXPC™-300CP es el generador de rayos X panorámico de potencial constante de alta frecuencia DIYE-100-CP, fabricado en colaboración con YXLON de Alemania. El tubo metal-cerámico del generador, su frecuencia de funcionamiento de 100 kHz y su arquitectura de fuente de alimentación de potencial constante producen un haz de rayos X espectralmente más duro y estable que los generadores convencionales autorrectificados o pulsados, lo que se traduce en una menor dispersión, una sensibilidad de contraste superior y una densidad de película más uniforme en toda la soldadura. El ángulo de radiación panorámico de 360° × 38° permite realizar radiografías circunferenciales de soldaduras en una sola exposición, y el ciclo de trabajo del 100 % a máxima potencia significa que el generador puede funcionar de forma continua sin los intervalos de enfriamiento forzados que limitan el rendimiento de los sistemas de rayos X convencionales para tuberías.

La unidad de accionamiento del vehículo oruga se alimenta con una batería de litio de alta capacidad y resistente a bajas temperaturas de al menos 4,200 Wh, que proporciona un alcance de 20 km por carga y es capaz de inspeccionar 100 o más soldaduras circunferenciales por carga en una tubería de Ø 1,422 × 21.4 mm. El ajuste remoto de kV desde fuera de la tubería, un controlador programable de comandos de medios magnéticos con un radio de operación de 100 metros y el posicionamiento inalámbrico de precisión compatible con los sistemas de inspección de tuberías DR se combinan para hacer del ToronXPC™-300CP una solución de inspección de tuberías totalmente integrada y de alta productividad para los proyectos de tuberías de transmisión de larga distancia más exigentes.

Rastreador de tuberías de potencial constante de alta frecuencia – Aplicaciones ToronXPC™ 300CP

  • Construcción de oleoductos y gasoductos de gran diámetro y larga distancia: inspección panorámica de soldaduras circunferenciales mediante reflectometría digital (DR) en aceros de alta resistencia para tuberías (API 5L X65, X70, X80 y superiores).
  • Tuberías principales de transmisión de gas y líquido a alta presión: inspección de juntas de tuberías de pared gruesa donde se requiere una penetración profunda de hasta 54 mm de acero.
  • Programas de gestión de la integridad de las tuberías e inspección en servicio: reinspección de las soldaduras circunferenciales existentes y evaluación de la corrosión en sistemas de tuberías en servicio.
  • Proyectos de oleoductos de larga distancia y a través de todo el país: inspección de alto rendimiento (más de 100 soldaduras por carga) que minimiza el tiempo de inactividad por cambio de batería en tramos largos de oleoductos.
  • Construcción de oleoductos en climas fríos y en lugares remotos: el paquete de baterías de baja temperatura permite el funcionamiento en entornos de oleoductos árticos, subárticos y de gran altitud.
  • Construcción de oleoductos y gasoductos en alta mar y submarinos: inspección panorámica mediante vehículos oruga de los tramos de tubería en alta mar antes de su instalación, donde la imagen digital DR reemplaza la película convencional.
  • Proyectos de tuberías de acero de alta resistencia, especialmente adecuados para tuberías con SMTS ≥ 540 MPa (API 5L X70 / X80 y equivalentes) donde las orugas convencionales de menor kV son insuficientes para la penetración de la pared.
  • Control de calidad en la construcción de oleoductos para infraestructura de arenas bituminosas, GNL y captura y almacenamiento de carbono (CCS).
Rastreador de tuberías de potencial constante de alta frecuencia

 

Rastreador de tuberías de potencial constante de alta frecuencia – Características principales ToronXPC™ 300CP

  • Fuente de rayos X de alta frecuencia y potencial constante — 300 kV / 750 W: El generador DIYE-100-CP funciona a 100 kHz con una salida de potencial constante de hasta 300 kV y 750 W, lo que proporciona un haz de rayos X espectralmente más duro y consistente que los sistemas convencionales pulsados ​​o autorrectificados. El resultado es un contraste de imagen superior, una densidad de película más uniforme y una penetración fiable de hasta 54 mm de acero, el rendimiento necesario para la inspección de soldaduras circunferenciales de tuberías de pared gruesa y alta resistencia.
  • Ciclo de trabajo del 100 % a máxima potencia: El generador está diseñado para un ciclo de trabajo del 100 % a la tensión y corriente máximas en una temperatura ambiente de 20 °C (68 °F), lo que elimina los intervalos de enfriamiento forzado entre exposiciones que reducen el rendimiento de los robots convencionales. Se admiten exposiciones consecutivas a máxima potencia, lo que permite alcanzar las máximas tasas de inspección de soldaduras en proyectos de construcción de oleoductos de gran volumen.
  • Optimizado para aceros de tuberías de alta resistencia (SMTS ≥ 540 MPa): La tensión de tubo de 300 kV y la capacidad de penetración máxima de 54 mm de Fe se ajustan específicamente al espesor de pared y a las características de atenuación del material de los aceros para tuberías de grado API 5L X70 y X80, el grado de tubería dominante en los proyectos modernos de oleoductos y gasoductos de alta presión y larga distancia.
  • Tubo metal-cerámico con ingeniería alemana YXLON: Este tubo de rayos X, de construcción metal-cerámica, se fabrica en colaboración con YXLON, Alemania, uno de los principales fabricantes mundiales de equipos de rayos X industriales. La tecnología de tubos metal-cerámicos ofrece una estabilidad térmica superior, una vida útil más prolongada y una geometría del punto focal más consistente que los tubos de vidrio convencionales.
  • Haz panorámico de 360° con ángulo vertical de 38°: El generador produce un cono de radiación panorámico de 360° × 38°, que irradia toda la circunferencia de la tubería en una sola exposición con un ángulo de haz vertical adaptado a la geometría de la soldadura circunferencial. La obtención de imágenes de circunferencia completa en una sola toma elimina las secuencias de reposicionamiento de múltiples tomas que requieren las técnicas externas o semipanorámicas.
  • Ajuste externo de kV sin necesidad de retirar el robot: El voltaje del tubo se puede ajustar en incrementos de 1 kV desde fuera de la tubería en cualquier momento durante el programa de inspección, sin necesidad de retirar el robot. Esto permite al operador optimizar los parámetros de exposición para compensar las variaciones en el espesor de la pared de la tubería o el tipo de material dentro de una misma sección de tubería, manteniendo la calidad de la imagen durante todo el trabajo sin interrupciones.
  • Controlador de comandos de medios magnéticos — Alcance remoto de 100 metros: El robot se controla mediante un controlador de comandos de medios magnéticos que funciona a través de hasta 40 mm de espesor de pared de tubería a una distancia remota de hasta 100 metros. Sus funciones incluyen el inicio y la parada de la exposición, así como el aumento y la disminución de kV, lo que proporciona un control total de la exposición desde el límite de la zona de exclusión de radiación.
  • Posicionamiento inalámbrico de precisión: compatible con sistemas DR: el sistema integrado de posicionamiento inalámbrico de precisión es totalmente compatible con las configuraciones de inspección de tuberías mediante radiografía digital (DR), lo que permite el posicionamiento automatizado de la línea central de la soldadura y la integración con el software de la estación de trabajo de imágenes digitales para optimizar los flujos de trabajo de inspección.
  • Batería de litio de alta capacidad para bajas temperaturas — 4,200 Wh+: La batería de litio integrada ofrece una capacidad mínima de 4,200 Wh y está diseñada para funcionar a bajas temperaturas, manteniendo un rendimiento óptimo en entornos de construcción de tuberías en climas fríos. Su autonomía de 20 km y la capacidad de realizar más de 100 soldaduras por carga en tuberías de Ø 1,422 mm minimizan el tiempo de recuperación y recarga de la batería, lo que permite que el programa de inspección avance sin interrupciones.
  • Tracción en las cuatro ruedas: capacidad para pendientes de hasta 40°: el chasis 4WD con un motor de tracción de ≥ 400 W y un ángulo de ascenso máximo de 40° proporciona la tracción necesaria para sortear tramos de tuberías inclinados, incluidos cruces de laderas, rampas de acceso para cruzar ríos y segmentos de tuberías por encima del nivel del suelo, sin deslizamiento de las ruedas ni errores de posicionamiento.
  • Carcasa del generador con clasificación IP65: El generador de rayos X está alojado en una carcasa con clasificación IP65 que está totalmente protegida contra la entrada de polvo y chorros de agua dirigidos, lo cual es esencial para un funcionamiento fiable en las condiciones húmedas, fangosas y polvorientas de los entornos de construcción de zanjas para tuberías y derechos de paso.
  • Retardo de exposición programable: de 0 a 99 segundos: la activación retardada de alto voltaje es totalmente programable de 0 a 99 segundos, lo que proporciona una ventana de seguridad configurable para la evacuación de la zona de radiación antes de que comience la emisión de rayos X, garantizando así el cumplimiento de los procedimientos de seguridad radiológica en cualquier emplazamiento de oleoducto.

Teoría y método

El ToronXPC™-300CP implementa la radiografía panorámica interna (RT), el método establecido para la inspección de soldaduras circunferenciales en tuberías de transmisión. En esta técnica, la fuente de rayos X se coloca dentro de la tubería en el eje de la soldadura, y el detector radiográfico (casete de película o matriz de detectores digitales) se envuelve alrededor de la superficie exterior de la tubería en la soldadura. Una sola exposición muestra simultáneamente toda la circunferencia de la soldadura (360°), produciendo una imagen radiográfica completa de todo el volumen de la soldadura en una sola toma; este es el método más eficiente y que cumple con la normativa para la radiografía de soldaduras circunferenciales en tuberías.

Lo que distingue al ToronXPC™-300CP de los equipos de inspección de tuberías convencionales es la arquitectura de potencial constante de alta frecuencia de su generador de rayos X. En un equipo de rayos X convencional, ya sea autorrectificado o rectificado de onda completa monofásico, el voltaje del tubo no es constante: aumenta y disminuye con el ciclo de la alimentación de CA, produciendo un haz de rayos X pulsante con un amplio espectro de energía que incluye muchos fotones de baja energía. Estos fotones de baja energía se absorben preferentemente en la pared de la tubería, contribuyendo a la dosis en la pared sin aportar nada útil a la imagen radiográfica, y la ondulación del voltaje provoca variaciones en el voltaje efectivo del tubo que degradan la consistencia de la tasa de dosis.

Un generador de potencial constante de alta frecuencia convierte la alimentación de CA mediante un inversor de alta frecuencia que opera a 100 kHz, transformando y rectificando la energía a 100 000 ciclos por segundo en lugar de los 60 o 120 pulsos por segundo de una máquina rectificadora convencional. La salida de CC resultante tiene una ondulación de voltaje extremadamente baja (potencial prácticamente constante), lo que produce un haz de rayos X más duro y espectralmente más uniforme. Las ventajas prácticas son significativas: mayor energía efectiva para el mismo ajuste de kV nominal (mayor profundidad de penetración), menor radiación dispersa (mayor sensibilidad al contraste), densidad de película y señal de imagen digital más uniformes en toda la circunferencia de la soldadura, y factores de exposición más predecibles para obtener resultados reproducibles de soldadura a soldadura.

El robot se introduce en la tubería al inicio de cada tramo de inspección. Mediante el controlador de comandos de medios magnéticos y el sistema de posicionamiento remoto inalámbrico, el operador dirige el robot hasta la ubicación de la soldadura objetivo con una precisión de posicionamiento de ± 5 mm, colocando el punto focal de rayos X con precisión en el eje central de la soldadura para cumplir con los requisitos de nitidez geométrica de ASME Sección V, API 1104 e ISO 17636. La activación programable de alto voltaje retardado (0–99 segundos) permite al personal despejar la zona de exclusión de radiación antes de que comience la emisión de rayos X, y el tiempo de exposición se ajusta en pasos de 1 segundo en un rango de 1–594 segundos. El ajuste de kV se puede realizar con precisión desde fuera de la tubería en pasos de 1 kV durante todo el programa de inspección sin necesidad de recuperar el robot, lo que supone una importante ventaja de productividad en proyectos con secciones de tubería de espesor de pared variable.

Especificaciones técnicas del robot de inspección de tuberías de potencial constante de alta frecuencia ToronXPC™ 300CP

Especificaciones completas de la unidad de accionamiento de orugas ToronXPC™-300CP y del generador de rayos X de potencial constante de alta frecuencia:

ParámetroEspecificación
Unidad de accionamiento de orugas
Diámetro de tubería aplicable600 – 1,600 mm (23.6 – 63 pulgadas)
El modo de unidadTracción en las cuatro ruedas (4WD)
Potencia del motor≥ 400W
Ángulo de escalada máximo40°
Radio de giro mínimo≤ 6D
La precisión de posicionamiento± 5 mm
Distancia de recorrido por carga20 kilómetros (millas 12.4)
Juntas soldadas por cargo (referencia)≥ 100 soldaduras para tubería de Ø 1,422 × 21.4 mm
Pack de baterías
Capacidad de la batería≥ 4,200 Wh
Química de la bateríaPaquete de baterías de litio resistentes a bajas temperaturas
Controlador de comandos de medios magnéticos
Controlar el espesor de la pared de la tubería40 mm
Distancia Control Remoto100 m (328 pies)
Funciones remotasIniciar exposición, detener exposición, aumento de kV, disminución de kV
Paso de ajuste de kV externo1 kV por paso (ajustable desde fuera de la tubería)
Control de la exposición
Rango de tiempo de exposición única1 – 594 segundos (intervalo de 1 segundo)
Posicionamiento y control inalámbricosPosicionamiento remoto inalámbrico de precisión compatible con sistemas de inspección de tuberías mediante radiografía digital (DR).
Generador de rayos X panorámico de potencial constante de alta frecuencia — DIYE-100-CP
Tipo de tubo de rayos Xtubo metal-cerámico
Modo de suministro de energíaPotencial constante de alta frecuencia
Frecuencia de operación100 kHz
Rango de voltaje del tubo50 – 300 kilovoltios
Paso de ajuste del voltaje del tubo1 kV por paso
Rango de corriente del tubo0.5-4.0 mA
Paso de ajuste de la corriente del tubo0.1 mA por paso
Potencia máxima del tubo de rayos X750 W
Ángulo de radiación360° × 38° (panorámica completa)
Tamaño del punto focal0.5 × 5.5 mm (según EN 12543)
Ajuste del tiempo máximo de exposición99 minutos 59 segundos
Activación retardada de alto voltaje0 – 99 segundos (programable)
Tiempo de trabajo continuo≥ 180 minutos a voltaje y corriente máximos
Ciclo de trabajo100% a máxima potencia (temperatura ambiente 68 °F / 20 °C)
Método de enfriamiento del ánodoRefrigeración por aire forzado
Filtro interno0.4 mm Fe / Ni / Cu
Filtro adicional4 mm Al
Grado de protecciónIP65 (estanco al polvo, protegido contra chorros de agua)
Tensión de entrada200 – 250 V CA; 47 – 400 Hz (también disponible en 110 V)
Temperatura de funcionamiento permitida-22 ° F a + 104 ° F (-30 ° C a + 40 ° C)
Peso (Generador de rayos X)35 kg (77 lb)
Condiciones de referencia de la capacidad de penetración
Penetración máxima de acero54 mm Fe
Distancia de la película al foco (FFD)700 mm
Clasificación de películasD7 (ISO 11699-1 Clase D7)
Densidad mínima de la película≥ 2.0
Tiempo de exposición de referencia10 minutos

Las especificaciones están sujetas a cambios sin previo aviso como parte del programa de mejora continua de productos de Torontech. Condiciones de referencia de capacidad de penetración: 54 mm de Fe a 700 mm de FFD utilizando película D7 con una densidad ≥ 2.0 y un tiempo de exposición de 10 minutos. La capacidad de soldadura por carga se indica como referencia para tuberías de Ø 1,422 × 21.4 mm y variará según el diámetro de la tubería, el espesor de la pared y los parámetros de exposición. Comuníquese con su ingeniero de aplicaciones de Torontech para obtener orientación sobre la configuración específica del proyecto.

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