DE102005036509A1 - Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler - Google Patents

Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler Download PDF

Info

Publication number
DE102005036509A1
DE102005036509A1 DE200510036509 DE102005036509A DE102005036509A1 DE 102005036509 A1 DE102005036509 A1 DE 102005036509A1 DE 200510036509 DE200510036509 DE 200510036509 DE 102005036509 A DE102005036509 A DE 102005036509A DE 102005036509 A1 DE102005036509 A1 DE 102005036509A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
signals
memory
time
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200510036509
Other languages
English (en)
Other versions
DE102005036509A8 (de
Inventor
Thomas Dr. Rth
Stefan Dipl.-Ing. Nitsche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vallourec Deutschland GmbH
Original Assignee
V&M Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by V&M Deutschland GmbH filed Critical V&M Deutschland GmbH
Priority to DE102005063352A priority Critical patent/DE102005063352B4/de
Priority claimed from DE102005063352A external-priority patent/DE102005063352B4/de
Priority to CA2616900A priority patent/CA2616900C/en
Priority to PCT/DE2006/001362 priority patent/WO2007012332A1/de
Priority to EP06775800A priority patent/EP1910814A2/de
Priority to EP06775801A priority patent/EP1910816A1/de
Priority to CA2616897A priority patent/CA2616897C/en
Priority to US11/997,043 priority patent/US7779693B2/en
Priority to US11/997,065 priority patent/US7783432B2/en
Priority to MX2008001357A priority patent/MX2008001357A/es
Priority to MX2008000544A priority patent/MX2008000544A/es
Priority to PCT/DE2006/001361 priority patent/WO2007012331A2/de
Priority to ARP060103326A priority patent/AR054886A1/es
Priority to ARP060103327A priority patent/AR054887A1/es
Publication of DE102005036509A1 publication Critical patent/DE102005036509A1/de
Publication of DE102005036509A8 publication Critical patent/DE102005036509A8/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4427Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with stored values, e.g. threshold values
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/46Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by spectral analysis, e.g. Fourier analysis or wavelet analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/263Surfaces
    • G01N2291/2634Surfaces cylindrical from outside

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren aus magnetisierbarem Werkstoff auf Fehler mittels Streufluss, bei dem das sich in Längsrichtung fortbewegende und wahlweise zusätzlich rotierende Rohr magnetisiert und schraubenlinienförmig abgetastet wird, mit folgenden Schritten: DOLLAR A - Übertragung der Signale in einen Vorverstärker, DOLLAR A - Überführung der analogen Signale in einen kontinuierlichen Datenstrom digitaler Daten, DOLLAR A - Pufferung des Datenstroms in einen ersten Speicher (A), DOLLAR A - Füllen des ersten Speichers (A) mit k Datenpunkten, DOLLAR A - Kopieren der k Datenpunkte des ersten Speichers (A) in einen zweiten Speicher (B), DOLLAR A - Filtern der kopierten Daten mittels einer Wavelet-Transformation, DOLLAR A - Kopieren der im zweiten Speicher (B) gefilterten Daten in einen dritten Speicher (C), DOLLAR A - Ausgabe der gefilterten Signale aus dem dritten Speicher (C), DOLLAR A - Wandeln der Signale über einen D/A-Wandler mit Glättungsstufe in ein analoges kontinuierliches Messsignal und Zuführen des Messsignals zu einem bestehenden analogen Datenerfassungssystem, DOLLAR A - Vergleich der Beurteilungsgröße in Relation mit einer vorher festgelegten Signalschwelle.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2.
  • Zerstörungsfreie Verfahren zur Prüfung von metallischen Rohren auf Oberflächenfehler, wie z. B. die Wirbelstromprüfung oder Ultraschallprüfung, sind seit langem bekannt und bewährt.
  • Die Ultraschallprüfung wird angewandt um produktionsbegleitend insbesondere die Einhaltung der geforderten Wanddicke des Rohres zu überprüfen und eventuell vorhandene Ungänzen in der Rohrwand, wie z. B. Dopplungen, Risse, Kerben, Einwalzungen oder sonstige Oberflächenfehler zu detektieren.
  • Bei der Prüfung werden nach dem Puls-Echoverfahren ausgehend von der Rohraußenoberfläche Ultraschallimpulse in der Wand angeregt und die von der Rohrinnenoberfläche reflektierten Signale wieder empfangen. Aus der Laufzeit des Signals und aus der Schallgeschwindigkeit im zu prüfenden Material lässt sich die Dicke der Rohrwand berechnen. Üblicherweise wird dieses Verfahren produktionsbegleitend und automatisiert sowohl für magnetisier- und nicht magnetisierbare Rohrwerkstoffe eingesetzt.
  • Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass insbesondere bei Fehlern an der Rohrinnenseite, wie z. B. Beulen, die fallweise sehr flach ein- und auslaufen, diese mittels der bislang bei der Ultraschalltechnik bekannten Auswerteverfahren nur sehr schwer oder gar nicht detektierbar sind.
  • Bei Fehlern, die eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, werden die ULTRASCHALL-Signale durch Streuung in unterschiedliche Richtungen reflektiert. Dadurch bedingt werden sie nicht oder nicht mehr vollständig vom Prüfkopf empfangen, so dass sich ein Fehlersignal nicht oder nicht mehr deutlich vom Grundrauschpegel der Signale abhebt und sich somit einer Detektion entzieht.
  • Hier hilft auch das in der DE 100 65 093 A1 offenbarte Verfahren zur Detektion von an der Rohrinnenwand befindlichen Beulen nicht weiter. Das hier beschriebene Verfahren beruht auf der Auswertung der reflektierten Ultraschallsignale dahingehend, wie stark der Abfall der Echoimpulse (Rückwandechofolge) ist. Eine eindeutige Identifizierung einer Beule ist aber auch mit diesem Verfahren nicht sicher zu realisieren, da der Abfall der Echoimpulse auch andere Ursachen haben kann, wie z. B. unkritische innenliegende Fehler oder geometrische Einflüsse.
  • Als zusätzliches oder alternatives Verfahren zur Detektion von Oberflächenfehlern, wird auch die bekannte Streuflussprüfung verwendet. Die insbesondere für die Detektion von Innenfehlern an der Rohrwand verwendete Gleichfeld-Streuflussprüfung wird bei Rohren aus ferromagnetischem Stahl angewendet, um insbesondere längsorientierte, oberflächennahe Ungänzen, wie z. B. Risse, Schalen oder Beulen zu detektieren.
  • Aber auch mit der Streuflusstechnik können mit den üblichen Auswertemethoden der Signale, insbesondere bei ungünstigen Verhältnissen von Rohrwanddicke und Tiefe des Innenfehlers, bei gegebener Magnetisierungsfeldstärke, Ungänzen an der Rohrinnenseite, nicht immer eindeutig detektiert werden. Der Abstand der Fehleranzeige zum Rauschpegel ist dann zu gering um zu verwertbaren Aussagen zu kommen. Hierfür müssen dann wie nachfolgend beschrieben neuartige, auf Wavelet-Algorithmen basierende Filtertechniken eingesetzt werden.
  • Streufluss-Signale werden mit induktiven Spulen, Hall-Sonden oder GMR Sonden erfasst. In jedem Fall sind diese Signale in einem gewissen Maße verrauscht und mit einem langwelligen Untergrund versehen. Bei der klassischen Entrauschung werden die Signale mittels analoger Filter-Technik entrauscht und es kann eine Differenz-Technik zum Unterdrücken der langwelligen Anteile eingesetzt werden. Dabei stößt die analoge Filtertechnik schnell an ihre Grenzen, da die Streufluss-Fehlersignale oft in ähnlichen Frequenzbereichen zu finden sind wie die Störsignale des Untergrunds. Weiterhin ist die Gefahr, dass man interessante Signale ausfiltert, die eigentlich zur Anzeige gebracht werden müssten, bei der Nutzung von Differenz-Techniken sehr groß.
  • Daher bietet es sich an, nach alternativen Filter-Techniken zu suchen. Neben der digitalen Filtertechnik mit konventionellen Filter-Algorithmen sind besonders die sogenannten Wavelet-Algorithmen sehr gut für diese Aufgabe geeignet. Anstelle von harmonischen Funktionen werden Wavelets als Filterkriterium genutzt, da sie eine hohe Ähnlichkeit mit den Nutzsignalen aufweisen können. Mit Hilfe von Wavelet-Filtern lässt sich gegenüber konventionellen Filtertechniken eine deutlich effektivere Rauschunterdrückung realisieren.
  • Zur Trennung von Rausch- und Informationsanteilen von Signalen bei der industriellen Prozessüberwachung ist es allgemein, z. B. aus der DE 102 25 344 A1 , bekannt, zur Auswertung von zeitlichen Signalen die Wavelet-Transformation anzuwenden. Mit der Wavelet-Transformation, einer Erweiterung der Fourier-Transformation, wird das Originalsignal auf Wavelet-Basisfunktionen projiziert, was eine Abbildung aus dem Zeitbereich in die Zeit-Frequenzebene darstellt. Hierbei werden die Wavelet-Funktionen, die im Zeit- und Frequenzbereich lokalisiert sind, aus einem einigen Prototyp-Wavelet, der sogenannten Mutterfunktion, durch Dilatation und Translation abgeleitet.
  • Angestrebt wird mit der Wavelet-Transformation das Rauschniveau im Vergleich zum Fehlersignal signifikant abzusenken.
  • Das bekannte Verfahren offenbart allgemein die vorteilhafte Verwendung der Wavelet-Algorithmen zur Rauschunterdrückung bei der Überwachung industrieller Prozesse. Bei den in einem kontinuierlichen Fertigungsablauf erzeugten Rohren, ist es aber unabdingbar, die Analyse der Signale aus der zerstörungsfreien Prüfung quasi in Echtzeit auszuführen, um unmittelbaren Einfluss auf den Fertigungsfluss bei auftretenden Fehlern nehmen zu können (z. B. Zuordnung des Fehlers durch Kennzeichnung des Rohrabschnittes, oder Stop der Fertigung). Hierzu werden in der DE 102 25 344 A1 jedoch keinerlei Angaben gemacht.
  • Insgesamt besteht sowohl bei der Ultraschall- wie auch bei der Streuflussprüfung das Problem, dass die zu erfassenden und auszuwertenden Daten der Oberflächenprüfung an Rohren in nahezu Echtzeit zur Verfügung gestellt werden müssen, um bei auftretenden Fehlern einen Eingriff in den laufenden Fertigungsprozess zu ermöglichen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein sicheres und kostengünstiges Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren mittels Ultraschall oder Streufluss anzugeben, mit dem mit Hilfe der Wavelet-Transformation eine echtzeitnahe Erfassung und Auswertung der Daten in Bezug auf Oberflächenfehler des Rohres möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für die Streuflussprüfung, entsprechend Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die echtzeitnahe Erfassung und Auswertung mit folgenden Schritten geschieht:
    • – Übertragung der Signale in einen Vorverstärker,
    • – Überführung der analogen Signale in einen kontinuierlichen Datenstrom digitaler Daten,
    • – Pufferung des Datenstroms in einen ersten Speicher (A),
    • – Füllen des ersten Speiches (A) mit k Datenpunkten,
    • – Kopieren der k Datenpunkte des ersten Speichers (A) in einen zweiten Speicher (B) innerhalb einer kurzen Zeit zwischen zwei digitalen Datenpunkten und gleichzeitiges Neubefüllen des ersten Speichers (A) mit neuen Daten,
    • – Filtern der kopierten Daten mittels einer Wavelet-Transformation,
    • – Kopieren der im zweiten Speicher (B) gefilterten Daten in einen dritten Speicher (C),
    • – Ausgabe der gefilterten Signale aus dem dritten Speicher (C) mit der gleichen Taktrate wie das Auffüllen des ersten Speichers (A), wobei die Zeit zur Filterung unterhalb der Zeit liegt, die das System zum Füllen (bzw. Leeren) der Speicher benötigt,
    • – wahlweises Glätten der Ausgangssignale im dritten Speicher (C) und wandeln der Signale über einen D/A-Wandler mit Glättungsstufe in ein analoges kontinuierliches Messsignal und Zuführen des Messsignals zu einem bestehenden analogen Datenerfassungsystem oder direktes Zuführen der digitalen Daten zu einem digitalen Signalprozessor oder einem übergeordneten Datenverarbeitungssystem,
    • – Vergleich der Beurteilungsgröße mit einer Referenzgröße wobei ein ermitteltes Fehlersignal dem Fehler an der Rohroberfläche eindeutig zugeordnet werden kann.
  • Die Erfindung wird anhand eines in einer 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
  • Die linksseitig dargestellte Variante 1 beschreibt dabei den Signalverlauf eines Signalkanals für eine echtzeitnahe Signalverarbeitung bei einer Streuflussprüfung und einem analogen Ein- bzw. Ausgang, wie sie z. B. in bestehenden Anlagen vorhanden sind.
  • Die Streuflusssignale werden mit induktiven Spulen, Hall-Sonden oder GMR-Sensoren erfasst. Nach den Sensoren und den anschließenden Vorverstärkern liegt ein kontinuierlicher, analoger Signalstrom vor. Der Frequenzinhalt und die Signalpegel werden durch die Übertragungseigenschaften der Vorverstärker bestimmt.
  • Der A/D-Wandler überführt das analoge Signal in einen kontinuierlichen Datenstrom digitaler Daten (zeitdiskretes Signal). Aufgrund von Nyquist-Theorem ist die Maximalfrequenz durch die halbe Abtastrate gegeben. Die Abtastrate limitiert darüber hinaus die örtliche Auflösung des Streuflusssignals.
  • Der Datenstrom wird in einen hier nicht dargestellten ersten Speicher (A) gepuffert. Sobald dieser mit k Datenpunkten gefüllt ist (typisch: k = 512 oder 1024), wird der Inhalt in einen weiteren zweiten Speicher (B) kopiert, auf dem dann die Filterung durch die eigentliche Wavelet-Transformation ausgeführt wird.
  • Das Kopieren der Daten geschieht innerhalb einer kurzen Zeit zwischen zwei digitalen Datenpunkten, so dass nach dem Kopieren der Daten vom ersten Speicher (A) zum zweiten Speicher (B) wieder neue Daten in den ersten Speicher (A) einlaufen können.
  • Nach der Filterung werden die gefilterten Daten des zweiten Speichers (B) in einen dritten Speicher (C) kopiert.
  • Die Ausgabe der gefilterten Signale aus dem dritten Speicher (C) geschieht mit der gleichen Taktrate wie das Auffüllen des ersten Speichers (A), so dass immer genau so viele Eingangs- wie Ausgangsdaten vorliegen.
  • Die Zeit zur Filterung liegt bei diesem Verfahren unterhalb der Zeit, die das System zum Füllen, bzw. Leeren, des Eingangs-, bzw. Ausgangs-Speichers, benötigt.
  • Durch dieses Verfahren kommt es also zu einem zeitlichen Versatz zwischen der Signalfolge von genau k Datenpunkten.
  • Die Ausgangssignale des dritten Speichers (C) werden über einen D/A-Wandler mit Glättungsstufe wieder in ein analoges kontinuierliches Messsignal gewandelt, welches einem bestehenden analogen Datenerfassungssystem zugeführt werden kann. Beachtet werden muss dabei noch, dass die Pegel und Frequenzgänge der Signale durch das D/A-Modul bestimmt werden, eine etwaige Anpassung wird durch einen weiteren Verstärkerbaustein realisert.
  • In einer anderen Ausgestaltung des Filtersystems für Streuflusssignale werden die Daten nicht blockweise mit k Datenpunkten verarbeitet (wie oben beschrieben), sondern der Filter arbeitet so schnell, dass die Ausführungszeit kleiner ist als die Zeit zwischen dem Eintreffen der Datenpunkten. Dann kann der Filter immer auf den letzten k Datenpunkten ausgeführt werden und man erhält auch einen gefilterten Datenpunkt pro eingelaufenem Datenpunkt.
  • Bei diesem Verfahren ist der zeitliche Versatz zwischen Eingangs und Ausgangsdaten höchsten ein Datenpunkt. Denkbar sind auch Misch-Lösungen der beiden bisher beschriebenen Verfahren: In diesem Fall werden immer kleinere Blöcke an Datenpunkten gesammelt (z. B. mit i-Punkten) der Filter wird aber immer mit den letzten h Blöcken durchgeführt, so dass die Anzahl der Punkte im Wavelet-Filter wiederum k = i·h ist.
  • Die in der Mitte der 1 dargestellte Variante 2 beschreibt dabei den Signalverlauf für eine echtzeitnahe Signalverarbeitung bei einer Streuflussprüfung und einem analogen Ein- und einem digitalen Ausgang, wie sie für die erfindungsgemäße Neuauslegung von Streuflussprüfanlagen in Frage kommt.
  • In diesem Fall werden die Daten entsprechend der oben erläuterten Verfahren dem digitalen Signalprozessor (DSP) zugeführt, allerdings verzichtet man auf das nachträgliche D/A-Wandeln. Die gefilterten Daten im hier ebenfalls nicht dargestellten Speicher (C) können dann direkt einem übergeordneten Datenverarbeitungssystem digital zugeführt werden.
  • In einer anderen Ausgestaltung können jedoch die Fehlerbewertungen und Weiterverarbeitungen der Signale direkt auf dem DSP ausgeführt werden.
  • Die obigen Ausführungen zu den Varianten 1 und 2 gelten grundsätzlich auch für jede weiteren Signalkanäle, allerdings kann man auch schon auf dem DSP die gefilterten Signale weiter zusammenfassen und Vergleiche zwischen mehreren Kanälen durchführen (z. B. dadurch dass die Berechnung mehrerer Kanäle auf einem DSP durchgeführt wird, oder dadurch dass mehrere DSP kaskadiert hintereinander geschaltet werden. Dadurch werden aus den N Signalleitungen für die N Kanäle u. U. L Signalleitungen (mit L < N, z.B. L = N/2).
  • In 2 ist beispielhaft anhand einer Grafik ein Messignal einer Streuflussprüfung auf Innenfehler eines Rohres dargestellt.
  • Der obere Teil der Grafik zeigt den Verlauf des erfassten Streuflusssignals ohne Filterung. Ein mögliches Fehlersignal im Signalverlauf lässt sich hieraus nicht zweifelsfrei ermitteln.
  • Der untere Teil der Grafik zeigt das mittels der Wavelet-Transformation aus dem Streuflussignal heraus gefilterte Fehlersignal eines Innenfehlers, welches abhängig von vorher eingestellten Schwellwerten zur Anzeige gebracht wird.
  • Für die Ultraschallprüfung wird gemäß Anspruch 2 die erfindungsgemäße echtzeitnahe Erfassung und Auswertung der Signale mit folgenden Schritten durchgeführt:
    • – Erzeugen eines analogen kontinuierlichen Signals, welches die Rückwandechos beinhaltet,
    • – Generieren eines Trigger-Signals zusätzlich zu den ULTRASCHALL-Signalen,
    • – Wandeln des Analog-Signals in einen digitalen Signalverlauf in einem Zeitfenster t1 bis t2 mit k Datenpunkten mit einer einstellbaren Zeit t1 nach einem Triggerpuls, wobei die Zeit t1 dabei so eingestellt wird, dass das von der anderen Oberflächenseite reflektierte Signal mit dem erwarteten Fehlersignal innerhalb des Zeitintervalls [t1 bis t2] liegt,
    • – direktes Zuführen des Signalverlaufs zur Durchführung der Wavelet-Transformation zu einem digitalen Signalprozessor,
    • – wahlweises digitales Weiterleiten und Auswerten der gefilterten Signale an ein übergeordnetes Datenverarbeitungssystem oder Auswertung der gefilterten Signale auf dem digitalen Signalprozessor,
    • – Vergleich der Beurteilungsgröße mit einer Referenzgröße wobei ein ermitteltes Fehlersignal dem Fehler an der Rohroberfläche eindeutig zugeordnet werden kann.
  • Die echtzeitnahe Erfassung und Auswertung von Ultraschallsignalen wird in dem in der 1 rechtsseitig dargestellte Signalverlauf für einen aus beliebig vielen Sensoren eines Arrays dargestellt.
  • Die Prüfkopfelektronik des Ultraschallprüfkopfes erzeugt ein analoges kontinuierliches Signal pro Kanal, welches z. B. die Rückwandechos beinhaltet. Diese Signal hat wegen der Natur der Ultraschall-Technik sehr hochfrequente Anteile. Zusätzlich zu den ULTRASCHALL-Signalen wird ein Trigger-Signal generiert, welches die Pulswiederholrate darstellt.
  • Mit einer einstellbaren Zeit t1 nach einem Triggerpuls werden mit einem schnellen A/D-Wandler der Abtastrate fein Signalverlauf mit k Datenpunkten generiert.
  • Der Signalverlauf stellt also das ULTRASCHALL-Signal in einem Zeit-Fenster von t1 bis t2 = k/f dar. Die Zeit t1 wird dabei so eingestellt, dass das Rückwandecho mit dem erwarteten Fehlersignal innerhalb des Intervalls [t1 t2] liegt.
  • Dieser Signalverlauf wird direkt der Wavelet-Signaltrennung auf dem DSP zugeführt.
  • Die gefilterten Signale werden digital an ein übergeordnetes System weitergereicht oder die gefilterten Signale werden noch auf dem DSP weiter bewertet und falls erforderlich ein Fehlersignal ausgelöst.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des oben beschriebenen Verfahrens werden auch in diesem Fall die gefilterten Signale wieder durch einen D/A-Filter gewandelt und einer bestehenden Anlage zugeführt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung werden mehrere Zeitfenster der oben beschriebenen Art über das Eingangssignal gelegt und digitalisiert, so dass mehrere Echos bewertet werden können. Dies hat den Vorteil einer noch schnelleren Bereitstellung des Auswertesignals.
  • In 3 ist beispielhaft anhand einer Grafik ein Messsignal einer Ultraschallprüfung auf Innenfehler eines Rohres dargestellt.
  • Der obere Teil der Grafik zeigt einen Signalverlauf eines elektromagnetischen Ultraschallsensors (EMUS) mit 1024 Datenpunkten, in dem die Amplitude des Signals über die Zeit aufgetragen ist. Gekennzeichnet in dem Signalverlauf ist das Rückwandecho des Rohres und ein von einer Einwalzung herrührendes Fehlersignal rohrinnenseitig.
  • Je geringer der Abstand zwischen Fehlersignal und Rückwandecho d. h. je flacher die Einwalzung ist und je weniger sich die Fehleramplituden vom Grundrauschpegel abheben desto schwieriger wird die Trennung des Fehlersignals vom Rückwandecho.
  • Aus diesem Grund werden parallel zwei Wavelet-Transformationsschritte durchgeführt, wobei, wie in der mittleren Grafik dargestellt, zum Einen das Signal des Rückwandechos und zum Anderen, wie in der unteren Grafik dargestellt, der Grundrauschpegel herausgefiltert wird, so dass das eigentliche Fehlersignal übrig bleibt und weiter ausgewertet werden kann.

Claims (2)

  1. Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren aus magnetisierbarem Werkstoff auf Fehler mittels Streufluss, bei dem das sich in Längsrichtung fortbewegende und wahlweise zusätzlich rotierende Rohr magnetisiert und schraubenlinienförmig abgetastet, der erzeugte magnetische Fluss berührungslos in das Rohr übertragen wird und die im oberflächennahen Bereich sich befindenden Ungänzen magnetische Streuflüsse hervorrufen, die aus der Rohroberfläche austreten und durch Sensoren detektiert und echtzeitnah in auswertbare elektrische Signale umgewandelt werden mit folgenden Schritten: – Übertragung der Signale in einen Vorverstärker, – Überführung der analogen Signale in einen kontinuierlichen Datenstrom digitaler Daten, – Pufferung des Datenstroms in einen ersten Speicher (A), – Füllen des ersten Speiches (A) mit k Datenpunkten, – Kopieren der k Datenpunkte des ersten Speichers (A) in einen zweiten Speicher (B) innerhalb der Zeit zwischen Zeitpunkten der Übertragung von zwei digitalen Datenpunkten und gleichzeitiges Neubefüllen des ersten Speichers (A) mit neuen Daten, – Filtern der kopierten Daten mittels einer Wavelet-Transformation, – Kopieren der im zweiten Speicher (B) gefilterten Daten in einen dritten Speicher (C), – Ausgabe der gefilterten Signale aus dem dritten Speicher (C) mit der gleichen Taktrate wie das Auffüllen des ersten Speichers (A), wobei die Zeit zur Filterung unterhalb der Zeit liegt, die das System zum Füllen bzw. Leeren der Speicher benötigt, – wahlweises Glätten der Ausgangssignale im dritten Speicher (C) und Wandeln der Signale über einen D/A-Wandler mit Glättungsstufe in ein analoges kontinuierliches Messsignal und Zuführen des Messsignals zu einem bestehenden analogen Datenerfassungssystem oder direktes Zuführen der digitalen Daten zu einem digitalen Signalprozessor oder einem übergeordneten Datenverarbeitungssystem, – Vergleich der Beurteilungsgröße in Relation mit einer vorher festgelegten Signalschwelle, wobei ein ermitteltes Fehlersignal dem Fehler an der Rohroberfläche eindeutig zugeordnet werden kann.
  2. Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von metallischen Rohren auf Fehler mittels Ultraschall, wobei mit mindestens einem Ultraschallprüfkopf Ultraschallwellen im sich in Längsrichtung fortbewegenden und wahlweise zusätzlich rotierenden Rohr von einer Oberflächenseite aus angeregt und schraubenlinienförmig abgetastet, wobei die von der anderen Oberflächenseite oder den im oberflächennahen Bereich, insbesondere an der Rohrinnenoberfläche, sich befindenden Ungänzen reflektierten Ultraschallsignale von einem gleichen oder anderen Ultraschallprüfkopf erfasst und in auswertbare elektrische Signale echtzeitnah umgewandelt werden mit den folgenden Schritten: – Erzeugen eines analogen kontinuierlichen Signals, welches die Rückwandechos beinhaltet, – Generieren eines Trigger-Signals zusätzlich zu den ULTRASCHALL-Signalen, – Wandeln des Analog-Signals in einen digitalen Signalverlauf in einem Zeitfenster t1 bis t2 mit k Datenpunkten mit einer einstellbaren Zeit t1 nach einem Triggerpuls, wobei die Zeit t1 dabei so eingestellt wird, dass das von der anderen Oberflächenseite reflektierte Signal mit dem erwarteten Fehlersignal innerhalb des Zeitintervalls [t1 bis t2] liegt, – Durchführung der Wavelet-Transformation der Signale in einem digitalen Signalprozessor, – wahlweises digitales Weiterleiten und Auswerten der gefilterten Signale an ein übergeordnetes Datenverarbeitungssystem oder Auswertung der gefilterten Signale auf dem digitalen Signalprozessor, – Vergleich der Beurteilungsgröße in Relation mit einer vorher festgelegten Signalschwelle, wobei ein ermitteltes Fehlersignal dem Fehler an der Rohroberfläche eindeutig zugeordnet werden kann
DE200510036509 2005-07-29 2005-07-29 Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler Ceased DE102005036509A1 (de)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005063352A DE102005063352B4 (de) 2005-07-29 2005-07-29 Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler
PCT/DE2006/001361 WO2007012331A2 (de) 2005-07-29 2006-07-28 Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung von rohren auf oberflächenfehler
US11/997,043 US7779693B2 (en) 2005-07-29 2006-07-28 Method for nondestructive testing of pipes for surface flaws
MX2008001357A MX2008001357A (es) 2005-07-29 2006-07-28 Metodo para la prueba no destructiva de defectos de superficie en tubos.
EP06775800A EP1910814A2 (de) 2005-07-29 2006-07-28 Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung von rohren auf oberflächenfehler
EP06775801A EP1910816A1 (de) 2005-07-29 2006-07-28 Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung von rohren auf oberflächenfehler
CA2616897A CA2616897C (en) 2005-07-29 2006-07-28 Method for error-free checking of tubes for surface faults
CA2616900A CA2616900C (en) 2005-07-29 2006-07-28 Method for error-free checking of tubes for surface faults
US11/997,065 US7783432B2 (en) 2005-07-29 2006-07-28 Method for nondestructive testing of pipes for surface flaws
PCT/DE2006/001362 WO2007012332A1 (de) 2005-07-29 2006-07-28 Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung von rohren auf oberflächenfehler
MX2008000544A MX2008000544A (es) 2005-07-29 2006-07-28 Metodo para la prueba no destructiva de defectos de superficie en tubos.
ARP060103327A AR054887A1 (es) 2005-07-29 2006-07-31 Procedimiento para el ensayo no destructivo de tubos con respecto a fallas en la superficie
ARP060103326A AR054886A1 (es) 2005-07-29 2006-07-31 Procedimiento para el ensayo no destructivo de tubos con respecto a fallas en la superficie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005063352A DE102005063352B4 (de) 2005-07-29 2005-07-29 Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005036509A1 true DE102005036509A1 (de) 2007-02-08
DE102005036509A8 DE102005036509A8 (de) 2007-06-06

Family

ID=37669957

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510036509 Ceased DE102005036509A1 (de) 2005-07-29 2005-07-29 Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler
DE200610035599 Ceased DE102006035599A1 (de) 2005-07-29 2006-07-27 Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610035599 Ceased DE102006035599A1 (de) 2005-07-29 2006-07-27 Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102005036509A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009032100A1 (de) 2009-07-03 2011-01-05 V & M Deutschland Gmbh Verfahren zur Filterung von Messsignalen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3519797C1 (de) * 1985-06-03 1986-04-17 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Ultraschallpruefvorrichtung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung
WO2001075474A2 (en) * 2000-03-30 2001-10-11 Simmonds Precision Products, Inc. Method and apparatus for discriminating ultrasonic echoes using wavelet function processing
GB2373329A (en) * 2000-05-05 2002-09-18 Acoustical Tech Sg Pte Ltd Acoustic microscope
WO2005012941A1 (de) * 2003-07-29 2005-02-10 Ge Inspection Technologies Gmbh Verfahren und schaltungsanordnung zur zerstörungsfreien prüfung von gegenständen mittels ultraschallwellen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3519797C1 (de) * 1985-06-03 1986-04-17 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Ultraschallpruefvorrichtung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung
WO2001075474A2 (en) * 2000-03-30 2001-10-11 Simmonds Precision Products, Inc. Method and apparatus for discriminating ultrasonic echoes using wavelet function processing
GB2373329A (en) * 2000-05-05 2002-09-18 Acoustical Tech Sg Pte Ltd Acoustic microscope
WO2005012941A1 (de) * 2003-07-29 2005-02-10 Ge Inspection Technologies Gmbh Verfahren und schaltungsanordnung zur zerstörungsfreien prüfung von gegenständen mittels ultraschallwellen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009032100A1 (de) 2009-07-03 2011-01-05 V & M Deutschland Gmbh Verfahren zur Filterung von Messsignalen
WO2011000356A2 (de) 2009-07-03 2011-01-06 V & M Deutschland Gmbh Verfahren zur filterung von messsignalen
WO2011000356A3 (de) * 2009-07-03 2012-01-26 V & M Deutschland Gmbh Verfahren zur filterung von messsignalen

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005036509A8 (de) 2007-06-06
DE102006035599A1 (de) 2008-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005063352B4 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler
EP1960767B1 (de) Verfahren und System zur zerstörungsfreien, elektromagnetischen Ultraschallprüfung eines metallischen Werkstücks
EP1769239B1 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung von rohren
WO2007012331A2 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung von rohren auf oberflächenfehler
DE102007004223A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren, Stangen o. dgl. Fertigteilen zur Ausrüstung von Ölfeldern
DE20207684U1 (de) Vorrichtung zur Ultraschalldickenmessung innerhalb von Rohren
EP2251685A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ultraschalluntersuchung
DE2753472A1 (de) Verfahren zur automatischen eigenueberwachung von zerstoerungsfreien pruefanlagen
DE102010019477A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung mittels Ultraschall
EP2676131B1 (de) Verfahren zur reduktion von ultraschalldaten
WO2014202275A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur defektgrössenbewertung mittels saft (synthetic aperture focussing technique)
DE102008042278A1 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien Ultraschalluntersuchung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102012112121A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines rotationssymmetrischen Werkstücks, welches Abschnitte verschiedener Durchmesser aufweist
DE102008039818B4 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von metallischen Werkstücken auf Fehler mittels Ultraschall
DE102005036509A1 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren auf Oberflächenfehler
EP2821783B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Materialfehlern in rotationssymmetrischen Prüfkörpern mittels Ultraschall
DE102012112120A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur oberflächennahen zerstörungsfreien Prüfung eines rotationssymmetrischen Werkstücks mit abschnittsweise wechselndem Durchmesser mittels Ultraschall
EP3781938A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der ausdehnung von fehlstellen mittels v-durchschallung
DE102004063738B4 (de) Ultraschall-Prüfeinrichtung
EP0086339A2 (de) Verfahren zum Unterscheiden zwischen Störsignalen und Werkstückfehlersignalen bei der Ultraschallprüfung
Purisev et al. Analysis of energy and spectral characteristics of acoustic emission signals from the Hsu-Nielsen source
DE102022121751A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Erkennung von Schock- und Vibrationszuständen in einem magnetostriktiven Wandler
DE102012112119A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur oberflächennahen zerstörungsfreien Prüfung eines rotationssymmetrischen Werkstücks mit abschnittsweise wechselndem Durchmesser mittels Ultraschall
EP2273260A2 (de) Verbesserte zerstörungsfreie Untersuchung von Hochdruckleitungen
DE102015100098A1 (de) Ultraschallprüfverfahren mit vermindertem Speicherbedarf und gesteigerter Signalbandbreite

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: NITSCHE, STEFAN, DIPL.-ING., 45473 MUELHEIM, DE

Inventor name: ORTH, THOMAS, DR., 45481 MUELHEIM, DE

8196 Reprint of faulty title page (publication) german patentblatt: part 1a6
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: NITSCHE, STEFAN, DIPL.-ING., 45473 MUELHEIM, DE

Inventor name: ORTH, THOMAS, DR., 45481 MUELHEIM, DE

Inventor name: SCHMITTE, TILL, DR., 44807 BOCHUM, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: MOSER GOETZE & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01N0027830000

Ipc: G01N0029440000

R003 Refusal decision now final