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Title:
METHOD FOR DETECTING MASS TRANSFER AND/OR CHECKING SEALING IN STORAGE AND/OR FLUID TRANSPORT FACILITIES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/042408
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for detecting mass transfer through orifices, cracks or defects and/or checking sealing in storage and/or fluid transport facilities such as depots (1) and transportation facilities (7) containing fluids (2). A series of probes, sensors or absolute pressure sensors (3), temperature sensors (4) and vibration sensors are built into the interior of the deposit (1) or transport facility (7), said sensors being connected to a processor (5) to which corresponding signals are sent. Said processor generates graphics (Figures 3 to 11) and issues a diagnostic report (6 regardless of the type, amount and state of the fluid (2) and the absolute pressure and temperature in the facility.

Inventors:
VELA GASULLA ANTONIO (ES)
BRIET BLANES TIMOTEO (ES)
Application Number:
PCT/ES2000/000012
Publication Date:
July 20, 2000
Filing Date:
January 17, 2000
Export Citation:
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Assignee:
NET S A (ES)
VELA GASULLA ANTONIO (ES)
BRIET BLANES TIMOTEO (ES)
International Classes:
G01M3/32; (IPC1-7): G01M3/32
Domestic Patent References:
WO1988004031A11988-06-02
WO1995010033A21995-04-13
Foreign References:
US5201212A1993-04-13
US4308746A1982-01-05
US5375455A1994-12-27
US5295391A1994-03-22
Attorney, Agent or Firm:
Urizar Anasagasti, José Antonio (Puerto Rico 6A Bajo Madrid, ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la detección de transferencia de masa y/o verificación de estanqueidad en instalaciones de almacenamiento y/o transporte de fluidos, como en depósitos (1), instalaciones de transporte (7), caracterizado porque, partiendo de una instalación la cual se compone de un depósito (1) o instalación de transporte (7), la cual contiene fluidos (2) en su interior, con sus correspondientes entradas y salidas, aplicándose a la instalación, una serie de sondas, sensores o medidores de presión absoluta (3), de temperatura (4), y vibraciones en el interior del depósito (1) o transporte (7), estando estos sensores (3 y 4) conectados a un procesador (5), al cual envian las señales correspondientes, generando las granas correspondientes (figuras 3 a la 11), a la vez que emite un informe diagnóstico (6), independientemente del tipo de fluido (2) y cantidad del mismo en cada estado o fase, asi como de la presión absoluta y temperatura y de los fluidos en la instalación; constando el procedimiento de los siguientes pasos : Paso Ot Verificación previa del sistema de prueba. Paso 1 X Introducción de datos : <BR> <BR> <BR> <BR> Paso 2 f Cálculo de las presiones de prueba.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Cálculo de tiempos de prueba.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 3 X Adquisición de presiones absolutas.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Adquisición de temperaturas. E Adquisición de señales de vibración. Paso 4 e Generación de la función"diagnóstico" (figuras 5,8,11), a partir de los datos introducidos y de las señales procedentes de las sondas de presión (3) y temperatura (4). <BR> <BR> <BR> <P> Paso 5 X Análisis espectral<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> X Análisis de dicha función diagnóstico.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 6 X Diagnóstico final de la prueba.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 7 X Emisión e impresión del informe de la prueba, donde todo el proceso consistente en : verificación, medición, adquisición de datos, procesado, repetición y diagnóstico es realizado de forma objetiva y automática, siendo en todo momento controlado por el propio sistema (5) y supervisado por el personal responsable, archivándose e imprimiéndose finalmente el diagnóstico de manera automática, pudiéndose consultar la justificación cientifica del mismo.
2. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, los datos introducidos en el paso 1 son los referentes a características fisicas del sistema, que son : 4 Volumen de la instalación. <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Volumen de liquido existente.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Altura de la columna de liquido.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Tipo de liquido.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Caracteristicas de la instalación : espesor de la pared, tipo de material, diámetro y longitud.
3. Procedimiento, según reivindicación primera y anterior, caracterizado porque, el análisis mediante el cual se obtiene el cálculo de las presiones de prueba tanto si es presión como vacio, asi como el cálculo del tiempo minimo de la prueba, realizándose estos cálculos en función de los datos introducidos en el paso 1 y las expresiones matemáticas, fisicas, quimicas y de vibraciones, basadas en las funciones : PB=PB (p, T, K, R, t, V, P), V=V (L, e, D), t = t (PB, TE), TE = TE (PB, t).
4. Procedimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, se introducen de manera continua, simultánea y automática en el procesador (5), los valores de la presión absoluta y temperatura (paso 3) del sistema por medio de las señales enviadas por las sondas de presión (3) y temperatura (4) y vibraciones respectivamente.
5. Procedimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, los valores de la presión absoluta medida con la sonda (3) en el interior de la instalación, es corregida y compensada en función de la temperatura, mediante la aplicación de las relaciones matemáticas expresadas en la reivindicación 2, obteniendo la grana de la función diagnóstico (figura 4,7 y 10).
6. Procedimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, para la realización de las pruebas de vacio y a presión, se tiene en cuenta las condiciones iniciales de la instalación; es por esto mismo, que si la instalación se encuentra vacia de liquido (postreparación, etc....), se realiza sólo la prueba a presión, además, con la instalación en estas condiciones, sólo se realizará la prueba con el sistema volumétrico, ya que el método no volumétrico, en estas condiciones, no es suficiente.
7. Procedimiento, según reivindicaciones primera, caracterizado porque, una vez finalizada la prueba, se procede a emitir el informe de la prueba, imprimiendo posteriormente el informe, (paso 7) junto con el diagnóstico (paso 4) y las gráficas de presión absoluta, temperatura, vibraciones y función diagnóstico (Fig. 3 a 11), enviando si procede, via módem, el informe de la prueba, a las direcciones electrónicas que se desee.
8. Procedimiento, según reivindicaciones primera, caracterizado porque, este procedimiento combina métodos complementarios entre si y bien controlados por un único programa gestor, por ejemplo, combina un método volumétrico con otro no volumétrico basado en análisis espectral de las vibraciones producidas por las fugas presentes, a través de los defectos existentes en la instalación diagnosticada, mediante el sometimiento de la instalación a un incremento de presión positivo o negativo, mediante la comparación de espectros de fondo por vibraciones en la instalación sin suministrar esta presión, con las espectros captados después de someter la instalación a la presión indicada.
9. Procedimiento, según reivindicaciones primera y anterior, caracterizado porque, el resultado del análisis espectral permite detectar fugas, y por lo tanto defectos de estanqueidad, de manera rápida mientras se realiza simultáneamente los otros diagnósticos volumétricos.
10. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, se toman las señales enviadas de presión absoluta del sistema (figura 4) a lo largo del tiempo, con la combinación de ambas gráficas (3 y 4) y analizando con las funciones matemáticas mencionadas, se consigue una grana 5, de variación de presión absoluta con el tiempo, cuyo valor de la presión ha sido modificado en función de la temperatura y las expresiones mencionadas, en este caso, al no establecerse una recta constante horizontal a lo largo del tiempo, implica una variación de la función diagnóstico, y por lo tanto, indica fuga en la instalación.
11. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, el procedimiento verifica las sondas de medición del nivel de liquido, instrumentos de medición del caudal extraído de la instalación, por comparación entre el valor introducido y el valor medido.
12. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, el sistema utiliza el mismo fluido de la instalación o similar para la realización de la prueba.
13. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, los fluidos presentes en la instalación están en fase gaseosa.
14. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, los fluidos que contiene la instalación se encuentran tanto en fase liquida como fase gaseosa.
15. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, el fluido que contiene la instalación se encuentra sólo en fase liquida.
16. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, la presión absoluta a la que se somete la instalación en las pruebas de presión, está comprendida entre 10 mbar y 9 bares.
17. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, el vacio al que se somete la instalación en las pruebas de vacio, está comprendido entre 1 mbar y 800 mbar por debajo de la presión atmosférica.
18. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, en instalaciones de almacenamiento de productos petrolíferos liquidos que sólo contengan gas y/o aire pero no vapores, se ejecuta realizando una prueba a presión en las citadas instalaciones con aire, mediante cualquier técnica conocida.
19. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, en instalaciones de almacenamiento de productos petrolíferos liquidos que sólo contengan gas y/o aire pero no vapores, se ejecuta realizando una prueba a vacio en las citadas instalaciones con aire, mediante cualquier técnica conocida.
20. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, en instalaciones de almacenamiento de productos petroliferos liquidos que sólo contengan gas y/o aire y vapores de hidrocarburos, se ejecuta realizando una prueba a presión en las citadas instalaciones mediante la introducción de un gas inerte.
21. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, en instalaciones de almacenamiento de productos petrolíferos líquidos que sólo contengan gas y/o aire y vapores de hidrocarburos, se ejecuta realizando una prueba a vacio en las citadas instalaciones mediante la introducción de un gas inerte.
22. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, en instalaciones de almacenamiento de productos petroliferos liquidos que se encuentran sin producto (o en cantidad no significativa) en fase liquida, que sólo contengan gas y/o aire y vapores de hidrocarburo, es ejecutado realizando una prueba a vacio en las instalaciones.
23. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, en instalaciones de almacenamiento de productos petrolíferos liquidos que se encuentran sin producto (o en cantidad no significativa) en fase liquida, que sólo contengan gas y/o aire y vapores de hidrocarburo, es ejecutado realizando una prueba a presión en las instalaciones.
24. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, en instalaciones de almacenamiento de productos petroliferos líquidos que se encuentran con producto en fase liquido y con vapores y/o gases, se ejecuta realizando una prueba a presión en las citadas instalaciones, mediante la introducción de un gas inerte.
25. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, en instalaciones de almacenamiento de productos petrolíferos líquidos que sólo contengan gas y/o aire es ejecutado realizando una prueba a depresión o vacio de las citadas instalaciones, mediante bombas de vacio, o técnica conocida.
26. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, se aplica en depósitos de almacenamiento de productos petrolíferos líquidos pertenecientes a una estación de servicio (gasolinera).
27. Procedimiento, según reivindicación primera, caracterizado porque, se aplica en depósitos de almacenamiento de productos petrolíferos líquidos no ubicados en una estación de servicio (gasolinera).
Description:
PROCEDIMIENTO PARA LA DETECCIÓN DE TRANSFERENCIA DE MASA Y/O VERIFICACION DE ESTANOUEIDAD EN INSTALACIONES DE ALMACENAMIENTO Y/O TRANSPORTE DE FLUIDOS El presente procedimiento, para la detección de transferencia de masa a través de orificios, grietas o defectos y/o verificación de la estanqueidad de instalaciones de almacenamiento, y/o transporte de fluidos, consiste en detectar fugas incluso inferiores a 100 ml/h de fluido en estado liquido, cuando las instalaciones se hallan en condiciones normales de funcionamiento, con independencia de que, a través de los citados espacios, exista transferencia de fluido en fase liquida o en fase gaseosa entre el interior y el exterior de las citadas instalaciones, de la altura del nivel freático que exista en torno a las citadas instalaciones, o de que éstas sean aéreas, enterradas o semienterradas, todo ello, mediante un análisis matemático que utiliza expresiones en función de las variables temperatura, presión absoluta y vibraciones, proporcionando de manera automática el resultado de la prueba.

Hasta la fecha, existen diversos métodos y sistemas para la verificación de la estanqueidad o detección de fugas en instalaciones de almacenamiento y/o transporte de fluidos, mediante el análisis de la variación de su presión interior, sometiendo el depósito a presión o vacio.

A los efectos prácticos de esta memoria, las instalaciones de almacenamiento y/o transporte de fluidos, pueden encontrarse, en el momento de ejecutar este procedimiento, en una o varias de las siguientes condiciones : 1.-Sometidas a presión o vacio.

2.-Sometidas a la presión atmosférica.

3.-Con presencia de fluido en fase liquida en todo el volumen de la instalación.

4-Con presencia de fluido en fase liquida en volumen superior al 75 % de la instalación.

5.-Con presencia de fluido en fase liquida en volumen inferior al 75% de la instalación.

6.-Con presencia de fluidos en fase gaseosa.

Y en particular, las instalaciones atmosféricas de productos petrolíferos, además, de poder encontrarse en las condiciones descritas en los puntos 2, 3,4,5, cuando se

encuentran con presencia de fluidos sólo en fase gaseosa pueden estar en una de las tres situaciones que a continuación se indican : A) Que en la composición de los fluidos en fase gaseosa intervengan hidrocarburos o mezclas que constituyan una mezcla explosiva o condensable.

B) Que por haber sido previamente desgasificados en la composición de los fluidos no intervengan hidrocarburos en cantidad apreciable.

C) Que hayan sido sometidos a cambios térmicos importantes debido a actuaciones sobre las instalaciones tales como, desgasificación, limpieza o revestimiento interior, que aportan gran cantidad de calor tanto al material de las mismas como a su entorno, provocando un desequilibrio térmico que genera una variación de los valores de su presión interior, de forma que si se realiza a continuación una prueba, para la detección de fugas o verificación de la estanqueidad, ésta será insuficiente si sólo se realiza teniendo en cuenta las variaciones de presión.

Hasta el momento, la mayoria de los sistemas que existen, además de los tradicionales de presión o hidrostáticos, están encuadrados dentro del estándar de la Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos (EPA/530/90).

En dicho estándar todos los procedimientos se utilizan en instalaciones que deben contener durante la realización del ensayo o prueba de estanqueidad, fluido en fase liquida. Este estándar exige la capacidad de detección de una fuga inferior a 378 ml/h de producto en condiciones normales de funcionamiento de la instalación.

Para los volúmenes habituales de las instalaciones, los procedimientos existentes sólo están acreditados para cumplir con su función, si la instalación se encuentra en las condiciones 2,3 y 4 descritas, incluso en la gran mayoría de ellos, sólo en la condiciones 2 y 3, o bien sólo prueban la parte de la instalación que se encuentra con fluido en fase liquida, quedando pues limitados este tipo de pruebas, no pudiéndose realizar en cualquier momento, sino cuando se cumplan todos los condicionantes oportunos, no siendo siempre los más apropiados.

Existen métodos automáticos, que además de necesitar que exista fluido en fase liquida en la instalación, deben estar instalados permanentemente, lo que supone un coste fijo añadido a la instalación, incomodidades, mayor mantenimiento por parte del propietario, necesidad de personal que controle y maneje los aparatos, etc., siendo sólo

capaces de detectar fugas de 378 ml/h si se aplican largos periodos de prueba (seis horas o más).

También hay otros métodos, por ultrasonidos, que necesitan que la instalación se encuentre en las condiciones 2,3 ó 4, o bien sólo prueban la parte de la instalación ocupada por fluido en fase liquida, requiriendo de varias pruebas, tantas como tramos se puedan aislar con fluido en fase liquida, encareciendo la prueba, incrementando el tiempo total de ejecución, además de que no se puede utilizar en todos los casos.

Algunos autores han ideado métodos no volumétricos basados en presión o vacio, teniendo las siguientes limitaciones : Unos (LTC-2000 y VU 5000), sólo prueban la parte de la instalación ocupada por fluido en fase liquida, incurriendo en los inconvenientes descritos anteriormente. En otros (RTD V. 12, PETRO COMP Y PETRO TITE) la instalación debe estar totalmente ocupada por fluido en fase liquida, lo que obliga a la carga de la instalación, independientemente de otros condicionantes, como seguridad, peligros de carga y descarga, operaciones en momentos inapropiados desde el punto de vista comercial, etc.

El documento PCT/GB94/02196, contempla y reivindica un método de comprobación del indice de pérdida, en depósitos que contengan líquidos volátiles, el cual sólo es aplicable cuando la instalación está en las condiciones 2,3, y 4, ya que si se intenta aplicar en la condición 5, los tiempos de prueba se alargan de forma muy considerable e indeterminada.

En el método descrito en el documento citado, se utiliza el valor de la presión y necesita esperar que se estabilice la temperatura suficientemente, tanto del fluido en fase liquida como del fluido presente en la instalación durante la prueba en fase gaseosa, para poder obtener el diagnóstico de la prueba, siendo esta condición de temperatura constante común a todos los sistemas de detección de fuga o de estanqueidad, que emplean la presión o el vacio para su ejecución. Por lo que está diseñada preferentemente para depósitos enterrados, en los que las variaciones de temperatura debidas al medio ambiente no le afectan en gran medida, por lo que necesita unos tiempos de prueba muy elevados al ser aplicado en instalaciones no enterradas.

Por otro lado, el método del PCT/GB94/02196, no se puede aplicar si existen variaciones significativas de la presión atmosférica (tormentas barométricas), ya que la instrumentación empleada mide variaciones de presión relativa y se ve afectada por la

variación de la presión atmosférica. Al mismo tiempo, el campo de aplicación de este método, es el de instalaciones en la que se halle presente durante la prueba, fluido en fase liquida o bien el volumen de fluido en fase gaseosa sea inferior a 4.000 litros, es decir, no es aplicable a instalaciones exentas de fluido en fase liquida. En caso de que el volumen del fase gaseosa fuese mayor, los tiempos de prueba se alargan de forma excesiva.

En la PCT/GB94/02196, se describe y reivindica la utilización del Nitrógeno desoxigenado u otro gas inerte como gas encargado de elevar la presión en el sistema, debido a las reacciones con fluidos combustibles, con el inconveniente de tener que disponer de instalaciones apropiadas para el almacenamiento y transporte de estos gases, con su correspondiente coste y mantenimiento de los mismos.

También se desprende de la PCT/GB94/02196, unos tiempos de preparación previa elevados y condiciones exigentes para la ejecución de la prueba, tales como "rellenados", con fluidos en fase liquida en la instalación y espera del tiempo necesario hasta la estabilización de la temperatura, etc. Realizando la prueba por comparación de la variación de pression provocada por una fuga artificial con la variación de presión durante el tiempo determinado en la última fase de la prueba, para poder concluir con el resultado de una manera más o menos subjetiva.

El método descrito en la PCT/GB94/02196, da prioridad a la prueba de presión, por lo que no considera el factor de minimización de contaminación ambiental durante la ejecución de la prueba, ya que si hay fuga, ésta estará incrementando su pérdida debido a la sobre presión existente en el interior, además podría taponarse el defecto y quedar enmascarado.

En instalaciones enterradas, la altura del nivel freático o la altura de la columna de liquido presente en la instalación, condicionan el valor de la presión o vacio a aplicar en la instalación para que la prueba sea efectiva. De forma que la amplitud del rango de medición de la instrumentación que se utilice en el procedimiento es un factor decisivo, que permite hacer posible la ejecución de la prueba en cualquier circunstancia.

En instalaciones aéreas, el aumento de presión que se produce espontáneamente en el interior de la instalación debido al efecto invernadero, también exige a la <BR> <BR> <BR> instrumentación un rango lo suficientemente amplio. Ya que en la PCT/GB94/02196, se reivindica un rango de presiones comprendido entre 250 mbar por encima de la presión

atmosférica y 250 mbar por debajo de la presión atmosférica, rango insuficiente para cubrir todas las condiciones descritas anteriormente.

Por todo ello, algunos de los sistemas existentes, tienen en cuenta el valor de la presión y la temperatura con el objetivo de observar cuando la temperatura se estabiliza o se encuentra dentro de un determinado intervalo tan pequeño, que su influencia sobre la presión durante la prueba, no presente incidencias significativas, para proceder a iniciar el análisis de la variación de presión. En definitiva, todos los sistema existentes están condicionados por alguna de las siguientes variables : presión y temperatura interior, volumen interior de fluido en fase liquida y gaseosa, presión atmosférica y vibraciones exteriores a la instalación, de tal manera que, no se pueden utilizar estos procedimientos a menos que estas variables presenten unos determinados valores y además varíen muy poco. En definitiva, tienen un alcance limitado Con la utilización del procedimiento para la detección de transferencia de masa a través de orificios, grietas o defectos y/o verificación de la estanqueidad de instalaciones de almacenamiento, y/o transporte de fluidos, objeto de la presente invención se pretende evitar o paliar todos estos inconvenientes, para ello, se introducen en un procesador datos de la instalación (diámetro, longitud, tipo de material, espesor de la pared y volumen total) y de su contenido (altura de columna de fluido liquido), se realiza mediante un análisis matemático un cálculo de presiones y tiempos de la prueba, se adquieren o registran las señales de la instrumentación que posee el sistema y por último se procesa o analiza toda la información y se emite un informe que incluye el diagnóstico del resultado de la prueba.

Lo que realiza es una ponderación de los valores de la presión en función de los valores tomados de presión y temperatura, es decir, transforma las variaciones de temperatura de los fluidos en variaciones de presión, corrige las desviaciones de presión producidas por las variaciones de temperatura, de manera que, mediante su análisis automático y/o con soporte informático a través de unas expresiones matemáticas, fisicas, químicas y análisis de vibraciones, utiliza las correcciones especificadas, para integrarlas o unirlas a las variaciones de presión resultante o"función diagnóstico"de los fluidos y determinar el resultado de la prueba realizada, cuya estabilidad o variación en la presión resultante, indica la existencia de estanqueidad o fugas en las instalación.

El procedimiento asi cumple su objetivo y alcance, y consigue un alcance mucho más amplio que el de los procedimientos hasta ahora existentes, ya que además de ser

aplicable en las condiciones descritas como 1,2,3,4,5 y condición 6 en todas sus variantes, también lo es, en cualquiera que sean, dentro del ámbito de actuación descrito, las variantes o condicionantes siguientes : *en que se encuentren los fluidos presentes en su interior, es decir, tanto si todos sus fluidos están en fase gaseosa, fase liquida o están parte de ellos en fase liquida y parte en fase gaseosa (con total independencia de la proporción en volumen que exista entre ambas fases).

*caracteristicas fisicas de la instalación, diámetro, longitud, espesor y material.

*o tipo de la instalación, es decir, tanto si ésta es aérea, como enterrada o semi- enterrada.

*o variaciones que se produzcan en la presión atmosférica (tormenta "barométrica"), puesto que se mide la presión absoluta, y en consecuencia, la presión atmosférica y sus variaciones no influyen en los resultados del procedimiento.

*o variaciones que se produzcan en la temperatura.

* o variaciones que se produzcan en el espectro de vibraciones de fondo.

Por lo tanto, este procedimiento es capaz de aplicarse independientemente de las condiciones en que se encuentre la instalación, corrigiendo los efectos de los cambios de temperatura y de la presión atmosférica, asi como también corrige las variaciones de presión absoluta, en función de las variaciones de temperatura.

Tiene en cuenta no sólo el nivel de llenado de la instalación, sino el volumen de fluido en fase liquida en el interior de la misma, el material del que está construido el depósito y su espesor, el diámetro del mismo y la longitud. Se introducen los datos de la instalación, quedando almacenados para posteriores consultas y pruebas, pudiéndose llevar de esta forma un histórico de dicha instalación.

Realiza el diagnóstico de una forma automática, sin subjetividad de ningún tipo por parte de la persona encargada de la prueba.

Calcula los tiempos de espera totales, en función del estado de la instalación y condiciones en que se encuentra, y conforme a la magnitud de fuga que se pretenda detectar, emitiendo el informe (junto con el diagnóstico) de la prueba, de una forma automática, a la vez que es capaz de enviar los datos de la prueba en tiempo real, informe y diagnóstico final, via módem a cualquier punto determinado.

Es capaz, de aplicarse tanto a instalaciones totalmente vacias (o exentas de fluido liquido), como a instalaciones no vacías.

Es aconsejable realizar una calibración de todos los instrumentos de medida que usa el sistema, asi como una comprobación del perfecto funcionamiento del sistema, antes de realizar la prueba propiamente dicha, minimizando la probabilidad de falsa alarma en el supuesto caso de detectar fuga o defecto.

Es ecológico, en el sentido que siempre da prioridad a la prueba a depresión, excepto en instalaciones totalmente exentas de fluido liquido, en que se realiza la prueba a presión. De esta manera, se elimina en gran parte, el riesgo de una gran contaminación por la propia fuga, y por rotura de la instalación, respetando el medio ambiente circundante y preservándolo.

Por otro lado, no se tiene que llenar de fluido la instalación, o dejar un volumen de cámara de aire determinado, o esperar a que la temperatura se estabilice, o esperar a que la presión atmosférica (por ejemplo por tormenta) se estabilice, ya que su instrumentación mide directamente la presión absoluta con una resolución inferior o igual a 0,01 mbar.; tan pronto se acceda a la instalación se puede realizar la prueba.

También es aplicable a instalaciones post-reparación, ya que al tener en cuenta las variaciones de temperatura, corrige las variaciones de presiones absolutas en función de las variaciones de temperatura. En instalaciones post-reparación y en el caso de post- curados, la temperatura varia significativamente.

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompaña una serie de figuras en la que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente : Figura 1.-Esquema del montaje del procedimiento básico para detectar fugas, objeto de la presente invención, aplicado en un depósito.

Figura 2.-Esquema del montaje del procedimiento básico para detectar fugas, objeto de la presente invención, aplicado en una instalación del transporte de fluidos.

Figura 3.-Gráfica temperatura-tiempo realizada con los valores obtenidos en una realización práctica, en una instalación con 50 m3 de espacio no ocupado por

liquido, realizando una presión de 150 mbar, midiendo la temperatura durante un periodo de 90 minutos.

Figura 4.-Gráfica presión absoluta-tiempo realizada con los valores obtenidos en una realización práctica, en una instalación con 50 m3 de espacio no ocupado por liquido, realizando una presión de 150 mbar, midiendo la presión absoluta durante un periodo de 90 minutos.

Figura S.-Grafica presión relativa-tiempo, realizada mediante la combinación de las gráficas de las figuras 3 y 4, y el análisis con las expresiones matemáticas utilizadas en el sistema.

Figura 6.-Gráfica temperatura-tiempo realizada con los valores obtenidos en una realización práctica, en una instalación con 50 m'de espacio no ocupado por liquido, realizando un vacio de 120 mbar, midiendo la temperatura durante un periodo de 60 minutos.

Figura 7.-Gráfica presión absoluta-tiempo realizada con los valores obtenidos en una realización práctica, en una instalación con 50 m'de espacio no ocupado por liquido, realizando un vacio de 120 mbar, midiendo la presión absoluta durante un periodo de 60 minutos.

Figura 8.-Gráfica presión relativa-tiempo, realizada mediante la combinación de las gráficas de las figuras 6 y 7, y el análisis con las expresiones matemáticas utilizadas en el sistema.

Figura 9.-Gráfica temperatura-tiempo realizada con los valores obtenidos en una realización práctica, en una instalación con 50 m'de volumen total, con el depósito vacio, realizando un vacio de 120 mbar, midiendo la temperatura durante un periodo de 75 minutos.

Figura 10-Gráfica presión absoluta-tiempo realizada con los valores obtenidos en una realización práctica, en una instalación con 50 m-'de volumen total, con el depósito vacio, realizando un vacio de 120 mbar, midiendo la pression absoluta durante un periodo de 75 minutos.

Figura 11.-Graficas presión relativa-tiempo y presión absoluta-tiempo, realizadas mediante la combinación de las gráficas de las figuras 9 y 10, y el análisis con las expresiones matemáticas utilizadas en el sistema.

Como se puede apreciar en las figuras, se distinguen varias partes dentro del procedimiento objeto de la presente memoria, un tanque o depósito (1), el cual contiene fluido (2) en su interior, con sus correspondientes entradas y salidas, al cual se le aplican una serie de sondas, sensores o medidores de presión absoluta (3) en el interior del depósito (1), asi como una serie de sondas, sensores o medidores de temperatura (4) también en el interior, estando ambos sensores (3 y 4) conectados a un procesador (5), al cual envían las señales correspondientes, emitiendo la gráfica correspondiente (figuras 3 a la 11), a la vez que emite también un informe diagnóstico (6).

Se trata pues, de un sistema de detección de fugas en instalaciones de fluidos, almacenamiento (1) y transporte (7), con sus respectivos obturadores (8), que sellan el tramo de instalación que se desea comprobar cuando se trata de instalaciones de transporte de fluidos.

Debido a las diferentes o múltiples condiciones del entorno en las que se encuentran las instalaciones (1,7), como son el nivel freático en depósitos enterrados, o altas temperaturas en depósitos aéreos, etc., que provocan una variación de la presión interior de las mismas, el procedimiento objeto, utiliza instrumentación con rango suficientemente amplio, para que este procedimiento sea independiente de estos condicionantes, es decir, se pueden utilizar pruebas a presión sometiendo la instalación a presiones absolutas entre 10 mbar (milibares) y 9 bar de presión, asi como vacios comprendidos entre 1 mbar y 800 mbar.

Este procedimiento al ampliar su campo de aplicación, a diferencia de los hasta ahora existentes, a instalaciones aéreas e instalaciones enterradas sea cuales sean las alturas de liquido presentes en las mismas, etc., utiliza una instrumentación con rangos muy amplios, a diferencia de los procedimientos que hasta la fecha existian.

Por otro lado, dadas las características de este procedimiento, y el gran abanico de aplicaciones en las que se puede utilizar, es factible su aplicación en depósitos (1) de almacenamiento de productos petroliferos liquidos pertenecientes a una Estación de Servicio, es decir, en gasolineras, asi como en los depósitos no pertenecientes a estas Estaciones de Servicios.

Su funcionamiento y aplicación es bien sencillo, para ello, se basa en los siguientes paso del procedimiento : Paso 0 Verificación previa del sistema de prueba.

Paso 1 X Introducción de datos : <BR> <BR> <BR> <BR> X Volumen de la instalación.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Volumen de liquido existente.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Altura de la columna de liquido.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> e Tipo de liquido.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Características de la instalación :<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> X Espesor de la pared.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Tipo de material.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Diámetro.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> - Longitud.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 2 X Cálculo de las presiones de prueba.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Cálculo de tiempos de prueba.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 3 X Adquisición de presiones absolutas.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Adquisición de temperaturas.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Adquisición de señales de vibración.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 4 X Generación de la función diagnóstico (figuras 5,8,11), a partir de los datos recibidos. <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 5 ß Anålisis espectral.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> X Análisis de dicha función diagnóstico.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 6 X Diagnóstico final de la prueba.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P> Paso 7 X Emisión e impresión del informe de la prueba.

El paso 0 consiste en comprobar que los instrumentos funcionan, para ello, se provoca una fuga en el depósito (1) o instalación de transporte (7), por cualquier forma controlada, como la apertura de una boca de llenado, etc., de manera que, cuando se prueba el sistema, todos los aparatos utilizados y gráficas funcionan dando como resultado el diagnóstico de fuga.

Los datos que se introducen de la instalación (paso 1), se realizará normalmente mediante un teclado a un procesador (5), con los cuales el sistema calcula las presiones y los tiempos de prueba (paso 2), para lo que es necesario introducir ciertas características fisicas de la propia instalación, así como parámetros relativos a las condiciones iniciales de la misma.

Los cálculos se elaboran en función de una serie de expresiones matemáticas, fisicas, químicas y de vibración, cuyas relaciones son : PB = PB (p, T, K, R, t, V, P), V=V (L, e, D), t = t (PB, TE) TE = TE (PB, t) Donde"P"es la presión absoluta;"p"es la densidad;"T"es la temperatura ; "D"es el diámetro de la instalación;"e"es el espesor de la chapa de la instalación ;"L" es la longitud de la instalación;"V"es el volumen de la instalación;"K"es un factor que depende del material que está construida la instalación;"R"es un factor que depende del tipo de fluido;"t"es el tiempo de duración de la prueba;"PB"es la presión absoluta de la prueba;"TE"es el tiempo de estabilización.

De cuyas relaciones parten los tiempos necesarios de ejecución de la prueba, asi como la presión a aplicar al sistema (paso 2), tanto si es presión como vacio, es decir, que el resultado de la presión relativa sea positiva o negativa.

El hecho de introducir estos datos (paso 1), no sólo conlleva el calcular los parámetros anteriormente descritos, sino que el sistema empieza ya a generar el informe final de la prueba (paso 6).

Antes de pasar a realizar la prueba, se verifica el perfecto funcionamiento de todas las partes del sistema, asi como del sistema global y en su conjunto.

Después de esta verificación inicial, el sistema ya está en condiciones de iniciar la prueba propiamente dicha.

Si en la instalación existe fluido en fase liquida, en primer lugar, se realiza la prueba a depresión (por motivos ecológicos, ya que potencialmente, en caso de rotura y sin ella, estariamos contaminando el medio ambiente de una forma peligrosa), utilizando los métodos de diagnóstico volumétricos y no volumétricos; de esta forma, si el método no volumétrico (que es mucho más rápido) detecta algún defecto, se concluye la prueba.

Si es capaz, se aplica el diagnóstico del método volumétrico, finalizando también la prueba, si este, detecta también algún defecto, conviniendo repetir varias veces el método no volumétrico para aumentar la garantía.

Si ambos métodos, no son capaces de detectar defectos, se procede a la aplicación del método volumétrico a presión, finalizando la prueba si verdaderamente es capaz de detectar un defecto. Si después de realizar prueba a vacio y a presión, ningún método ha diagnosticado defecto alguno, se concluye también la prueba, con el resultado de instalación en buenas condiciones.

En la prueba volumétrica, se toman las presiones absolutas y las temperaturas del interior de la instalación (paso 3), pasando posteriormente, al análisis de una función (paso 5) que resulta de ambos parámetros (presión y temperatura); aqui radica otra de las diferencias fundamentales con la mayor parte de métodos y sistemas ya existentes en la actualidad : las variaciones de presión atmosférica no influyen en nuestro diagnóstico final (se puede aplicar, por tanto, en momentos de tormenta barométrica, bajas presiones, tormentas veraniegas, etc.), y las variaciones de temperatura en el interior de la instalación, tampoco afectan al diagnóstico final de la prueba (podemos aplicar este sistema, incluso justo después de reparar interiormente una instalación defectuosa con resina y fibra, sabiendo que en esos momentos, tiene lugar una reacción exotérmica, con variaciones significativas de temperatura, tampoco influye en el diagnóstico, las variaciones de temperatura que tengan lugar fuera de la propia instalación, también se puede aplicar a instalaciones de almacenamiento y transporte de fluidos aéreas).

Una vez finalizada la prueba, en cualquier caso, se pasa a rellenar el informe de la prueba, imprimiendo posteriormente el informe, (paso 7) junto con el diagnóstico (paso 4) y las gráficas de presión y temperatura. (Fig. 3 a 11).

También es posible, via módem, enviar el informe de la prueba, a las direcciones electrónicas que se quiera.

Con el procedimiento objeto de la presente memoria se pueden seleccionar las técnicas que son más apropiadas para cada tipo de prueba, clase de fluido, nivel de llenado, escenario, costes de operación in situ, etc., ya que el diagnóstico elaborado dicta el procedimiento más adecuado, de acuerdo a las especificaciones técnicas y concretas del sistema. Aprovechando de esta manera, al máximo las posibilidades y prestaciones de cada uno de los diferentes métodos y técnicas que se integran en el mismo : métodos volumétricos, medición de niveles, análisis PVT (presión, volumen y temperatura), otros métodos no volumétricos : análisis espectral de vibraciones, etc., a

la vez que elimina o reduce las interferencias externas e internas. Se trata pues de una combinación óptima y no de una mera unión o yuxtaposición de métodos.

Todo el proceso consiste en : calibración, verificación, medición, adquisición de datos, procesado, repetición y diagnóstico es realizado de forma objetiva y automática, siendo en todo momento controlado por el propio sistema (5) y supervisado por el personal responsable, archivándose e imprimiéndose finalmente el diagnóstico de manera automática, pudiéndose consultar la justificación cientifica del mismo, llevándose un histórico de cada instalación.

Este procedimiento puede también ser usado para verificar sondas de medición del nivel del liquido, instrumentos de medición del caudal extraído de la instalación y en general otros métodos volumétricos de detección de fugas.

Por lo tanto, este procedimiento combina métodos complementarios entre si y bien controlados por un único programa gestor, eliminando los inconvenientes fruto de las limitaciones de cada uno de ellos por separado, por ejemplo, combina el método volumétrico descrito con otro no volumétrico basado en análisis espectral de las vibraciones producidas por las fugas presentes a través de los defectos existentes en la instalación diagnosticada, mediante el sometimiento de la instalación a una variación de presión absoluta, mediante la comparación de espectros de fondo por vibraciones en la instalación sin suministrar esta presión, con los espectros captados después de someter la instalación a la presión indicada.

La medición, registro y tratamiento de las señales de las vibraciones son realizadas automáticamente mediante los dispositivos y programas informáticos apropiados al diagnóstico basado en el análisis espectral, usando las señales de cada sensor a la combinada de todos los sensores ultrasónicos existentes en la instalación.

Todo este proceso se realiza de manera constante, automática y simultánea, es decir, se toman todas las mediciones a la vez de una manera continuada (paso 3).

En las figuras 3 a 11, se representan dos ejemplos prácticos de este procedimiento aplicado a depósitos (1), por ejemplo, las figuras 3 a 8 se refieren a una instalación con 50 m3 de espacio no ocupado por liquido, realizando una presión de 150 mbar, midiendo la temperatura y presión durante un periodo de 90 minutos, en la que la figura 3 representa los datos obtenidos directamente por las señales enviadas por el

sensor o medidor de temperatura (3) a lo largo del tiempo, al procesador (5) en el cual previamente se han introducido las característica fisicas del sistema.

Al mismo tiempo se toman las señales enviadas de presión absoluta del sistema (figura 4) a lo largo del tiempo. Mediante la combinación de ambas gráficas (3 y 4) y analizando con las funciones matemáticas mencionadas, se consigue una gráfica 5, de variación de presión con el tiempo, cuyo valor de la presión ha sido modificado en función de la temperatura y las expresiones mencionadas. En este caso, al no establecerse una recta constante horizontal a lo largo del tiempo, implica una variación de presión real, y por lo tanto, indica una fuga en el depósito comprobado. Haciéndose primeramente esta prueba a vacio.

Todas las curvas mostradas en las gráficas pueden ser alisadas o en general tratadas con cualquier método conocido.

En la segunda proposición, es una instalación con 50 m'de espacio no ocupado por liquido, realizando un vacio de 120 mbar, midiendo la temperatura y presión durante un periodo de 60 minutos, cuyos valores medidos con las sondas de presión (3) y temperatura (4) son los representado en las figuras 6 y 7, concluyendo con una última gráfica 8, la cual indica la aparición de fugas en el depósito (1).

Al igual ocurre con el caso tercero, el cual consiste en un depósito de 50 m3 de volumen total, vacio, sometiéndolo a una vacio de 120 mbar durante 75 minutos, obteniendo las gráficas representadas en la figura 9 de temperatura, figura 10 de presión absoluta y la figura 11 de variaciones de presión absoluta, indicando finalmente la existencia de defectos en las condiciones y durante el periodo de prueba.

También es susceptible de ser utilizado este procedimiento en instalaciones de almacenamiento de productos petroliferos liquidos, siendo capaz detectar una fuga inferior a 100 ml/h de fluido en fase liquida presente cuando la instalación se halla en condiciones normales de funcionamiento o una fuga de una magnitud superior a ésta, y ello con independencia de que, por el efecto que la origina, exista transferencia de fluido en fase liquida o en fase gaseosa, entre el interior y el exterior de la instalación. Asi como cuando se encuentran sin producto en fase liquida (sólo contienen gas y/o aire pero no vapores de hidrocarburos) se ejecuta el procedimiento realizando una presión en la instalación con aire, mediante un compresor o medio conocido.

Si el producto petrolífero liquido se encuentra sin producto en fase liquida (sólo contengan gas y/o aire y vapores de hidrocarburos, se ejecuta este procedimiento, realizando una presión mediante la introducción de un gas inerte, pero si no contiene vapores de hidrocarburos, entonces se realiza una depresión o vacio en la instalación por cualquier medio conocido, como bombas de vacio etc.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, asi como una aplicación práctica de la misma, sólo nos queda por añadir que, tanto su forma como los materiales y ejecución de la misma, son susceptibles de modificaciones, siempre y cuando no afecten de forma substancial a las caracteristicas que se reivindican a continuación :