DE69104129T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle der Dicke und der Kohäsion der Verbindung eines Duplexrohrs. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle der Dicke und der Kohäsion der Verbindung eines Duplexrohrs.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle der Dicke und der Kohäsion der Verbindung eines Duplexrohrs und insbesondere eines aus einer Zirkon-Legierung bestehenden Duplexrohrs, das als Einhülseelement für einen Brennstab aus einem Brennstabbündel eines mit Wasser gekühlten Kernreaktors verwendet wird.
  • Brennstabbündel von mit Wasser und insbesondere mit Druckwasser gekühlten Kernreaktoren bestehen aus einem Gerüst, in das Brennstäbe eingeführt sind, die aus einer Hülse bestehen, die atomares Brennstoffmaterial, wie beispielsweise Uran- oder Pluton-Oxid, in Form von gesinterten Plättchen enthält.
  • Die aus einem Rohr aus Zirkon-Legierung gefertigte Rülse muß einen guten Korrosionswiderstand bei Einwirken der umlaufenden Primärflüssigkeit beim Kontakt mit der Außenfläche der Rülse besitzen.
  • Gewöhnlich wird zur Bildung der Hülse der Brennstäbe aus Brennstabbündeln von mit Wasser gekühlten Kernreaktoren eine Legierung auf Zirkonbasis verwendet, die hauptsächlich aus Zinn und Eisen besteht.
  • Um die Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion bei Bestrahlung der Brennstabhülsen in der Atmosphäre des in Betrieb befindlichen Kernreaktors zu verbessern und so die Lebensdauer der Brennstoffkassette im Kern zu verlängern, wurden Anderungen oder Anpassungen der Zirkon-Legierung bzw. das Ersetzen dieser aus Zinn, Eisen oder Chrom bestehenden Legierungen durch aus anderen Elementen wie Vanadium, Niobium oder Kupfer bestehende Legierungen vorgeschlagen.
  • Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, beispielsweise in der Patentanmeldung EP-A-0.212.351, die Hülse in Form eines Duplexrohrs mit einem rohrförmigen inneren Kern aus Zirkon-Legierung klassischer Art, wie oben beschrieben, und einer aus einer Veredelungs- bzw. Belagschicht bestehenden Oberfläche zur Verbesserung der Korrosionswiderstandsfähigkeit der Hülse zu gestalten.
  • Die die Belag- oder Veredelungsschicht bildende Zirkon-Legierung unterscheidet sich von der den Rohrkern bildenden Legierung; sie besteht aus Eisen sowie aus mindestens einem der Elemente Vanadium, Platin oder Kupfer. Diese Oberflächenschicht, deren Dicke 5 bis 20% der Gesamtdicke der Hülsenwand darstellt, kann durch Extrudieren eines aus einem Innenrohr aus Zirkon-Legierung klassischer Zusammensetzung bestehenden Rohlings gefertigt werden, auf den ein Außenrohr aus der gleichen Zusammensetzung wie die Oberflächenschicht aufgezogen wird.
  • Die Hülse wird anschließend in einem Pilgerschrittwalzwerk zu ihrem endgültigen Durchmesser ausgewalzt.
  • Vor kurzem wurde in der gemeinsam von den Firmen FRAMATOME, COGEMA, CEZUS und ZIRCOTUBE eingereichten Patentanmeldung FR-A-89-00761 ein Duplexrohr vorgeschlagen, dessen Oberflächenschicht eine Dicke zwischen 10 und 25% der Gesamtdicke der Hülsenwand aufweist und aus einer Legierung auf Zirkonbasis besteht, die Zinn, Eisen und Niobium oder Vanadium enthält. Der rohrförmige Kern des Duplexrohrs kann für die Herstellung von Hülsen für Brennstäbe aus einer klassischen Zirkon-Legierung oder aus einer Legierung auf Zirkonbasis gefertigt werden, die hauptsächlich Niobium als Legierungselement enthält.
  • In allen Fällen ist es notwendig, sich von der tadellosen Qualität der Duplexrohre zu überzeugen, die dazu vorgesehen sind, Hülsen für Brennstäbe zu bilden, insbesondere hinsichtlich des Rohrdurchmessers, der Gesamtdicke der Hülse, der Dicke der äußeren Veredelungsschicht und der Kohäsion im Bereich der Verbindung zwischen der Veredelungsschicht und dem Rohrkern.
  • Die Kontrollen müssen im Werk durchgeführt werden, und zwar bei sehr großen Stückzahlen von Rohren, deren Durchmesser im Vergleich zur Länge sehr gering ist.
  • Die Kontrolle des Durchmessers und der Gesantdicke der Hülse kann mittels einer klassischen Methode erfolgen, die darin besteht, den Unterschied der Ausbreitungszeiten von impulsförmigen Ultraschallwellen zu messen, die von Außen- und Innenfläche des Rohrs reflektiert werden.
  • Diese unter der technischen Bezeichnung "Impuls- Echo" bekannte Ultraschall-Kontroll- und Meßtechnik kann zur Berechnung der Gesamtdicke der Hülse angepaßt werden, um der Belagschicht Rechnung zu tragen.
  • Es wurde weiterhin vorgeschlagen eine Methode anzuwenden, bei der zur Kontrolle der Dicke der Veredelungsschicht eines Duplexrohrs auf Zirkon- Legierungsbasis Ultraschallwellen eingesetzt werden.
  • Bei dieser in der im Namen der Firma CEZUS eingereichten Patentanmeldung FR-A-2.629.586 beschriebenen Technik kommt eine Kontrolle durch Ultraschall zum Einsatz, die dazu geeignet ist, eine Schicht geringerer Dicke zu messen, deren Eigenschaften in akustischer Hinsicht denen des Rohrkerns stärkerer Dicke sehr nahekommen.
  • Diese verbesserte Technik erlaubt es jedoch nicht, Dicken von Veredelungsschichten zu messen, die unter 0,4 mm liegen, so daß ein industrieller Einsatz des Verfahrens unter zufriedenstellenden Bedingungen die Verwendung von Ultraschallwellen erfordert, deren Frequenz 20 MHz nicht übersteigt.
  • Bei einer Veredelungsschicht, deren Dicke zwischen 80 und 100 um liegt, was den bei Duplexrohren, die als Einhülsewerkstoff verwendet werden, am häufigsten anzutreffenden Bedingungen entspricht, würde der Einsatz von Ultraschallwellen mit sehr hohen Frequenzen (beispielsweise von 100 MHz) erforderlich, wodurch sich die Anwendung des Verfahrens im industriellen Bereich als äußerst schwierig erweist.
  • Darüber hinaus bestehen die Veredelungsschicht und der Rohrkern bei Hülsen für Brennstäbe aus sehr schwach legierten Zirkonbasis-Legierungen, die sehr nahe akustische Eigenschaften besitzen, so daß der Reflexionskoeffizient der Schallwellen an der Verbindung Veredelung-Kern sehr niedrig ist (allgemein unter 2%). Das Verbindungsecho ist also sehr schwach und geht im akustischen und elektronischen Geräusch des Ultraschallsignals unter.
  • In der Anmeldung FR-A-2.534.015 wurden ein Meßverfahren und -gerät zur Bestimmung der Dicke eines Zirkonüberzugs auf einem Rohr aus Zirkon-Legierung vorgeschlagen, bei dem die Analyse und das Messen von in die Veredelungsschicht des Duplexrohrs induzierten Strömen durch Magnetinduktion erfolgt, und zwar unter Einsatz von Erregerstrom, dessen Frequenz nach der Nominaldicke der Veredelungs- oder Belagschicht des Rohrs gewählt wird.
  • Die gewählte Frequenz und die Verarbeitung der den induzierten Strömen entsprechenden Signale ermöglichen es, in einem gewissen Maße Meßfehler auszuschalten, die aus Schwankungen der Breite des Abstands zwischen Erregerspule und Rohrwand resultieren.
  • Bei dieser relativ komplexen Technik der Durchführung ist es allerdings nicht möglich, Leitfähigkeits-Schwankungen des Werkstoffs, aus dem der Rohrkern besteht, sowie Leitfähigkeits-Schwankungen des Werkstoffs, aus dem die Veredelungsschicht besteht, auszugleichen.
  • Darüber hinaus reicht diese Technik allein nicht aus, eine Kontrolle der Gesamtdicke des Rohrs und der Kohäsion des Verbindungsbereichs zwischen der Veredelungsoder Belagschicht des Rohrs und des Rohrkerns durchzuführen.
  • Diese Erfindung zielt also darauf ab, ein Verfahren zur Kontrolle der Dicke und der Kohäsion der Verbindung eines Duplexrohrs vorzuschlagen, welches einen aus einer Legierung, beispielsweise einer Zirkon-Legierung, bestehenden Rohrkern aufweist, der mit einer aus einer Legierung mit den gleichen Grundmetall wie das des Rohrkerns bestehenden Belag- oder Veredelungsschicht überzogen ist, in welchem man für verschiedene Meß- oder Kontrollzonen entsprechend dem Kreisumfang oder der Länge des Rohrs kontinuierlich oder nicht kontinuierlich folgende Arbeitsgänge durchführt:
  • - man sendet Ultraschallwellen aus dergestalt, daß diese Wellen sich in der Belag- oder Veredelungsschicht und dem Rohrkern in ungefähr strahlenförmige Richtung ausbreiten,
  • - man fängt die durch die Innen- und Außenfläche des Rohrs, durch seine Verbindung zwischen dem Kern und dem Belag und durch eventuelle Kohäsionsfehler an der Verbindung reflektierten bzw. durch die Belag- oder Veredelungsschicht übertragenen Ultraschallwellen auf,
  • - man mißt die Ausbreitungszeit der Ultraschallwellen in der Dicke des Rohrs,
  • - man bestimmt die Amplitude und die Form der reflektierten Wellen,
  • wobei es durch dieses Verfahren möglich ist, die geometrischen Abmessungen des Duplexrohrs und insbesondere seine Gesamtdicke, die Dicke der Belag- und Veredelungsschicht sowie Kohäsionsfehler an der Verbindung zwischen der Belag- oder Veredelungsschicht und dem Rohrkern aufzuspüren.
  • Hierzu
  • - wird das Rohr von seiner Außenfläche aus einer durch Multifrequenz-Sinusoidalstrom erzeugten magnetischen Induktion ausgesetzt,
  • - werden Phasen- und/oder Amplituden-Messungen der in das Rohr induzierten Ströme, der sogenannten Foucault-Ströme, durchgeführt,
  • - wird daraus die Dicke der Belagschicht abgeleitet,
  • - wird die Gesamtdicke eg der Duplexrohrwand nach der Formel:
  • eg = ep + (δt - ep/Vp) x Va
  • errechnet, in welcher:
  • ep die Dicke der durch die Foucault-Ströme gemessenen Belag- oder Veredelungsschicht,
  • Vp die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen in der Belag- -oder Veredelungsschicht,
  • Va die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen in dem Werkstoff, aus dem der Rohrkern besteht,
  • und δt die Ausbreitungszeit der Ultraschallwellen in der Gesamtdicke des Rohrs darstellt,
  • - und wird die Köhäsion des Rohrs an seiner Verbindung durch die Analyse der Amplitude und der Form der von der Verbindung reflektierten oder durch die Belag- oder Veredelungsschicht übertragenen Ultraschallwellen bestimmt.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend, als nicht einschränkendes Beispiel, und unter Bezugnahme auf die als Anhang beigefügten Figuren verschiedene Ausführungsarten des Verfahrens gemäß der Erfindung sowie eine entsprechende Vorrichtung beschrieben, die insbesondere dazu bestimmt ist, die Dicke der Belagoder Veredelungsschicht mit Foucault-Strömen zu messen.
  • Figur 1 ist ein Explosionsbild eines Teils des als Einhülseelement für einen Brennstab verwendeten Duplexrohrs, bei dem das Verfahren gemäß der Erfindung angewendet wird.
  • Figur 2 A ist eine Schnittansicht einer Duplexrohrwand, in der die Durchführung eines Verfahrens zum Messen einer Dicke, ausgehend von der Ausbreitungszeit von Ultraschallwellen in der Rohrwand, schematisch dargestellt ist.
  • Figur 2B ist ein Diagramm, welches die Amplitude von durch die in Figur 2A dargestellten Rohrwände reflektierten Ultraschallwellen in Abhängigkeit von der Zeit zeigt.
  • Die Figuren 3A, 3B und 3C zeigen drei Ausführungsvarianten einer Vorrichtung zum Messen einer Belag- oder Veredelungsschicht eines Duplexrohrs mit Foucault-Strömen.
  • Die Figuren 4A und 4B, 5A und 5B und 6A und 6B sind jeweils analoge Ansichten zu den Figuren 2A und 2B und zeigen die Durchführung des Verfahrens zum Aufspüren von Kohäsionsfehlern an der Verbindung zwischen der Belag- oder Veredelungsschicht und dem Kern eines Duplexrohrs mittels Ultraschalltechnik, nach drei bekannten Varianten.
  • Die Figuren 7A und 7B sowie 8A und 8B sind analoge Ansichten zu den Figuren 2A bzw. 2B und zeigen die Durchführung eines Verfahrens zum Aufspüren von Fehlstellen an der Verbindung zwischen einer Belag- oder Veredelungsschicht und dem Metallkern eines Duplexrohrs, mittels Ultraschall-Übertragungstechnik, gemäß der Erfindung.
  • Die Figuren 7A und 7B beziehen sich auf einen Bereich eines Rohrs, das keine Verbindungsfehler aufweist.
  • Die Figuren 8A und 8B beziehen sich auf einen Bereich eines Rohrs, der einen Verbindungsfehler aufweist sowie auf sein Aufspüren durch Übertragung von Ultraschallwellen.
  • Figur 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Aufspüren von Verbindungsfehlern eines Duplexrohrs durch Ultraschall.
  • Figur 1 zeigt ein Duplexrohr, allgemein mit der Referenz 1 bezeichnet, das einen aus einer Zirkon-Legierung bestehenden Rohrkern 2 umfaßt, der außen mit einer Veredelungsschicht 3 aus einer zweiten Zirkon-Legierung überzogen ist, deren Zusammensetzung sich von der Zusammensetzung der den Kern 2 bildenden Legierung unterscheidet.
  • Die den Kern 2 und die Veredelungsschicht 3 des Duplexrohrs 1 bildenden Zirkon-Legierungen sind schwach legiert und haben einen Gehalt an Legierungselementen, der weniger als 1% im Gewicht für jedes dieser Elemente ausmacht.
  • Der Rohrkern 2 und die Veredelungsschicht 3 weisen also akustische Eigenschaften auf, die einander äußerst nahekommen. Darüber hinaus weist die Belag- oder Veredelungsschicht 3 eine geringe Dicke auf, die allgemein zwischen 60 und 80 um liegt, wobei der Metallkern 2 selbst eine Dicke leicht unter 600 um besitzt.
  • Ein wie in Figur 1 dargestelltes Duplexrohr, das als Hülse für einen Brennstab aus einem Brennstabbündel eines mit Druckwasser gekühlten Kernreaktors verwendet wird, weist allgemein einen äußeren Durchmesser von 10 mm und ein Länge von 4 m auf.
  • Figur 2A zeigt eine Schnittansicht der Wand eines Duplexrohrs wie in Figur 1 darstellt, das einen mit einer Belag- oder Veredelungsschicht überzogenen Rohrkern 2, die mit dem Metallkern an einer zylinderflächigen Verbindung 4 verbunden ist.
  • Zum Messen der Gesamtdicke der Wand der Hülse, die vom Kern 2 und der Veredelungsschicht 3 gebildet wird, verwendet man einen Ultraschallwandler 5, der ein Ultraschallbündel 6 in Richtung der Außenfläche des Duplexrohrs aussendet, die von der Außenfläche der Veredelungsschicht 3 gebildet wird.
  • Das Rohr wird in ein Kopplungsmittel getaucht, das aus einer Flüssigkeit besteht, welche die Übertragung von durch den Ultraschallwandler 5 ausgesandten Ultraschallwellen ermöglicht.
  • Ein Teil des Ultraschallbündels 6 wird von der Außenfläche des Duplexrohrs in Form eines Bündels 6' reflektiert, das vom Ultraschallwandler 5 aufgenommen wird und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das an eine Verarbeitungseinheit 7 übertragen wird.
  • Das entsprechende Echo 8 kann auf einem Oszillogramm beobachtet werden, das ein Bild seiner Amplitude und seiner Position auf der Zeitskala anzeigt.
  • Das durch die Wand des Duplexrohrs übertragene Ultraschallbündel 6a wird in Form eines Bündels 6'a durch die Innenfläche des Kerns 2 des Duplexrohrs reflektiert.
  • Das Ultraschallbündel 6'a wird vom Ultraschallwandler 5 aufgenommen, der es in ein elektrisches Signal umwandelt und mittels des Verarbeitungsmoduls 7 seine Anzeige auf dem Oszillogramm von Figur 2B in Form des Echosignals 8a ermöglicht.
  • Die Zeitverschiebung zwischen Signal 8 und Signal 8a entspricht der doppelten Wegezeit δT der Ultraschallwellen durch die Wand des Rohrs 1.
  • Man kann einen annähernden Wert der Gesamtdicke eg der Hülse erhalten, welcher der Dicke der Wand des Duplexrohrs entspricht, wenn man annimmt, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Ultraschallwellen im Metallkern der Hülse und in der Veredelungsschicht identisch sind.
  • Diese Bestimmungsmethode ist nur approximativ, in dem Maße wie die Ausbreitungsgeschwindigkeit Vp der länglichen Ultraschallwellen im Veredelungswerkstoff nicht identisch ist mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit Va der Ultraschallwellen in dem Werkstoff, aus dem der Rohrkern besteht.
  • Auf der anderen Seite ist es bei der Methode zur direkten Messung der Ausbreitungszeit von Ultraschallwellen nicht möglich, die Dicke der Veredelungsschicht ep zu messen, da der Reflexionskoeffizient der Schallwellen an der Verbindung 4 zwischen der Veredelungsschicht 3 und dem Kern 2 sehr niedrig ist (allgemein unter 2%), dadurch daß die akustischen Eigenschaften der die Veredelungsschicht und den Kern bildenden Werkstoffe sich äußerst ähnlich sind.
  • Darüber hinaus weist die Veredelungschicht eine geringe Dicke im Vergleich zur Gesamtdicke der Wand auf, so daß die zu berücksichtigenden Unterschiede bei den Ausbreitungszeiten selbst sehr gering sind.
  • In den Figuren 3A, 3B und 3C sind drei verschiedene Ausführungsarten einer Foucault-Strom- Vorrichtung zum Messen der Dicke einer äußeren Veredelungsschicht eines Duplexrohrs 1 dargestellt, das aus einem mit einer Veredelungsschicht überzogenen Metallkern besteht, wobei der Metallkern und die Veredelungsschicht aus zwei Zirkon-Legierungen mit sehr geringen Mengen an Legierungselementen bestehen.
  • Geringe Schwankungen von Legierungselementen können bei schwachlegierten Legierungen sehr große Schwankungen in der elektrischen Leitfähigkeit dieser Legierungen zur Folge haben.
  • Beim Zirkaloy, einer Zirkon-Legierung mit Zinn, bewirkt beispielsweise eine Schwankung von 1% des Zinngehalts eine Leitfähigkeitsschwankung von 50%.
  • Derartige Abweichungen erlauben es, die Technik der induzierten Ströme oder Foucault-Ströme anzuwenden, um eine Kontrolle der Dicke einer Veredelungsschicht durchzuführen, deren Zusammensetzung sich von der des mit der Veredelungsschicht überzogenen Metallkerns unterscheidet.
  • Es ist möglich, wie in Figur 3A dargestellt, eine Spule 10 zu verwenden, die eine bestimmte Anzahl von um das Rohr 1 gewickelten Windungen aufweist.
  • Die Spule wird gespeist durch einen Multifrequenz-Sinusoidalstrom über eine mit ihren Klemmen verbundene Stromquelle 11. Die den induzierten Strömen entsprechenden elektrischen Signale werden in einer Verarbeitungseinheit 12 verarbeitet.
  • Bei der ersten Ausführungsart des Foucault-Strom- Meßverfahrens wird eigentlich der Mittelwert der Dicke der Veredelung gemessen, der die möglichen Schwankungen der Dicke entsprechend dem Kreisumfang des Rohrs oder den Kreisumfangsschwankungen einbezieht. Es werden ebenfalls die Schwankungen der Dicke entsprechend der Länge der Spule 10 oder Axialschwankungen einbezogen.
  • Nach diesem Prinzip ist die Messung ebenfalls gegen die Zentrierung innerhalb der Spule empfindlich, welche die Foucault-Strom-Sonde bildet, so daß die Gefahr besteht, daß diese Zentrierung, selbst wenn sie auf optimierte Weise vorgenommen wurde, die Meßpräzision verringert.
  • Eine zweite Meßtechnik wie in Figur 3B abgebildet besteht in der Verwendung einer Spule 14, deren Achse eine strahlenförmige Richtung zum Rohr 1 aufweist.
  • Die Erregung der Spule durch einen Multifrequenz- Sinusoidalstrom mittels einer Stromquelle 11' und die Verarbeitung der den induzierten Strömen entsprechenden Signale in einer Verarbeitungseinheit 12' erfolgen auf die gleiche Weise wie bei der in Figur 3A dargestellten Meßvorrichtung.
  • Die Vorrichtung, wie sie in Figur 33 abgebildet ist, ermöglicht die lokale Messung der Dicke der Veredelung des Rohrs 1.
  • Wie in Figur 3G dargestellt, ist es ebenfalls möglich, mehrere der in Figur 33 abgebildeten Spule 14 ähnliche Spulen 15 zu verwenden, die auf einer gemeinsamen Halterung 16 befestigt sind, und zwar dergestalt, daß die Spulen 15, deren Achsen sich in strahlenförmiger Richtung zum Rohr 1 befinden, in gleichmäßigen Kreisumfangspositionen um das Rohr angeordnet sind.
  • Man kann so gleichzeitige Messungen der Dicke an verschiedenen entsprechend dem Kreisumfang angeordneten Punkten vornehmen.
  • Es liegt ebenfalls auf der Hand, daß es möglich ist, ein Abtasten der Rohroberfläche vorzunehmen, beispielsweise durch Verschieben des Rohrs in Axialrichtung zur Foucault-Strom-Sonde, wie durch den Pfeil 13 in Figur 3A angezeigt.
  • Die Frequenz des Sinusoidal-Erregungssignals sowie die Abmessungen der Spulen (Durchmesser und Höhe) sind so definiert, um die Empfindlichkeit der Messungen gegen Schwankungen der Dicke der Veredelung zu optimieren und die Schwankungen der Meßsignale zu minimieren, welche durch die Schwankungen des Abstands zwischen der Spule und der Rohroberfläche entstanden sind, die einen Luftspalt bilden.
  • Dieser Luftspalt bzw. "Lift-off"-Effekt kann durch eine sinnvolle Wahl der Frequenz deutlich reduziert werden, wie in Patentanmeldung FR-A-2.534.015 dargelegt.
  • Zur Verbesserung der Meßqualität und vor allem um eventuellen Schwankungen der elektrischen Leitfähigkeit der den Kern und die Veredelung der Rohre bildenden Legierungen Rechnung zu tragen, wobei diese elektrische Leitfähigkeit sehr empfindlich auf die Zusammensetzung der Legierungen reagiert, können zusätzlich zur oben definierten Haupt- Erregungsfrequenz eine oder mehrere Hilfsfrequenzen verwendet werden, welche die Schwankungen der Zusammensetzung bei demselben Rohr oder innerhalb derselben Charge oder Schmelze ausgleichen sollen.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich also aus durch die Verwendung eines Multifrequenz- Sinusoidal-Erregungssignals mit einer Hauptfrequenz sowie Nebenfrequenzen.
  • Es kann insbesondere eine zweite Frequenz verwendet werden, die empfindlich ist gegen die mittlere Leitfähigkeits-Schwankung der den Kern und die Veredelung bildenden Legierung, wobei diese zweite Frequenz nicht oder nur sehr schwach empfindlich ist gegen die Schwankungen der Dicke des Kerns und der Veredelung.
  • Es können ebenfalls zwei Hilfsfrequenzen verwendet werden, von denen eine empfindlich gegen Leitfähigkeits-Schwankungen des Basiswerkstoffs des Kerns und dabei sehr wenig empfindlich gegen Schwankungen der Leitfähigkeit der Veredelung sowie Schwankungen der Dicke des Kerns und der Veredelung ist und die andere allein empfindlich gegen Schwankungen der Leitfähigkeit der Veredelung ist.
  • Es ist ebenfalls möglich, eine Zusatzfrequenz zu verwenden, um die Messungen und das Trimmen des "Lift-off"- Effekts vozunehmen.
  • Die Sonde wird gleichzeitig von jedem der gemäß der oben beschriebenen Weise bestimmten Sinusoidalsignale erregt, und die Signale der Phasen- und Amplituden- Messungen, die jedem der Sinusoidal-Signale von bestimmter Frequenz entsprechen, werden digitalisiert und, wie oben angegeben, mittels eines Verarbeitungsmoduls sowie EDV- Mitteln verarbeitet, um so aus diesen Signalen den Wert der Dicke der Veredelung ableiten zu können.
  • Man erhält den Meßwert der Dicke der Veredelung entweder durch Analyse der Phase des den Foucault-Strömen entsprechenden Signals, wobei es der Vorteil dieser Methode ist, weniger empfindlich gegen "Lift-off"-Schwankungen zu sein, oder durch eine kombinierte Analyse der Phase und der Amplitude der den Foucault-Strömen entsprechenden Signale.
  • Im allgemeinen umfaßt die zum Messen der Dicke der Veredelung mit Foucault-Strömen verwendete Vorrichtung:
  • - einen Meßkopf mit Foucaultstrom-Sonden, der für die Positionierung dieser Sonden auf dem Rohr sowie eine präzise Führung des Rohrs sorgt,
  • - mindestens eine auf dem Meßkopf befestigte Foucaultstrom- Sonde,
  • - eine Multifrequenz-Sinusoidal-Erregerstromquelle,
  • - mechanische Mittel zur Mitnahme und zur Führung der Rohre durch den Meßkopf,
  • - Hochpräzisionsmittel zur Kontrolle des linearen Vorschubs der Rohre und zum Messen ihrer Axialposition, sowie
  • - Mittel zur Computererfassung und -verarbeitung der durchgeführten Foucaultstrom-Messungen.
  • Bei Vorliegen eines präzisen Wertes der mit Foucault-Strömen gemessenen Dicke ep der Veredelung und Messen der Wegezeit δt einer länglichen Ultraschallwelle, die sich in der Gesamtdicke der Hülse in einer normalen Richtung zur Oberfläche ausbreitet, wie in den Figuren 2A und 23 dargestellt, ist es möglich, einen präzisen Wert der Gesamtdicke der Hülse zu erhalten.
  • Diese Gesamtdicke der Hülse eg ergibt sich aus der Formel eg = ep + (δt - ep/Vp) x Va, wobei in diesem Ausdruck ep die Dicke der mit Foucault-Strömen gemessenen Veredelung, Vp die Geschwindigkeit der länglichen Ultraschallwellen im Werkstoff der Veredelung, Va die Geschwindigkeit der länglichen Ultraschallwellen im Werkstoff des Rohrkerns und δt die Ausbreitungszeit der Ultraschallwelle in der Gesamtdicke der Hülse darstellt.
  • In diesem Ausdruck stellen ep/Vp die Wegezeit der Ultraschallwelle im Werkstoff der Veredelung, (δt - ep/Vp) die Wegezeit der Ultraschallwelle im Rohrkern und (δt - ep/Vp) x Va die Dicke des Kerns dar bei einer mittels der entsprechenden Kontroll- und Meßmittel genau definierten Axialposition des Rohrs.
  • Es liegt auf der Hand, daß diese Berechnung nur in solchen Fällen gerechtfertigt ist, in denen die Unterschiede zwischen den Geschwindigkeiten Vp und Va groß genug sind, um bei Messung und Berechnung der Dicke des Rohres zu signifikanten Fehlern zu führen.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht ebenfalls ein Aufspüren von Kohäsionsfehlern an der Verbindung zwischen Veredelung und Rohrkern.
  • Die Kohäsionsfehlstellen sind eben, von vernachlässigbarer Dicke und parallel zur Rohroberfläche angeordnet.
  • Es würde sich somit als sehr schwierig erweisen, diese Fehler mit Foucault-Strömen aufzuspüren.
  • Eine Aufspürtechnik durch Ultraschall ist daher besser geeignet, wenn auch die sehr geringe Tiefe der Fehlstelle unter der Rohroberfläche, die der Dicke der Veredelungsschicht (zwischen 80 und 100 um) entspricht, beim Aufspüren von Kohäsionsfehlern an der Verbindung eine Schwierigkeit darstellt.
  • Es ist möglich, Aufspürtechniken durch Reflektieren von Ultraschallwellen einzusetzen, die an sich bekannt sind und die in den Figuren 4A, 5A und 6A sowie den entsprechenden Oszillogrammen der Figuren 43, 53 und 63 dargestellt sind.
  • Der Hauptnachteil dieser Aufspürtechniken durch Reflektieren liegt in der Notwendigkeit, Ultraschallwellen mit sehr hoher Frequenz, beispielsweise eine über 100 MHz liegende Frequenz, anzuwenden, was zu Wellenlängen im Zirkon von unter 50 um führt.
  • Gemäß einer ersten in den Figuren 4A und 43 dargestellten Aufspürtechnik werden Ultraschallwellen in ungefähr strahlenförmige Richtungen zum Rohr ausgesendet, d.h. mit ungefähr normaler Inzidenz.
  • In Figur 4A sind dargestellt ein Ultraschallbündel 21, das sich auf der Außenfläche des Rohrs reflektiert, ein Ultraschallbündel 22, das sich auf einer Fehlstelle 20 an der Verbindung 4 zwischen der Veredelungsschicht 3 und dem Kern 2 des Rohrs reflektiert sowie ein Bündel 23, das sich auf der Innenfläche des Rohrs reflektiert, während die entsprechenden Echos 24, 25 und 26 in Figur 4B abgebildet sind.
  • Das von der Innenfläche des Rohrs reflektierte Echosignal 26 weist eine geringere Amplitude als das von der Außenfläche des Rohrs reflektierte Signal auf. Die Zeitverschiebung zwischen diesen beiden Echos entspricht der doppelten Wegezeit der Ultraschallwellen in der Dicke des Rohrs.
  • Das einer Reflexion auf einer Fehlstelle 20 an der Verbindung 4 entsprechende Echosignal 25 weist aufgrund der sehr geringen Dicke der Veredelungsschicht 3 eine geringere Amplitude und eine sehr geringe Zeitverschiebung im Vergleich zum von der Außenfläche des Rohrs reflektierten Signal auf.
  • Diese erste Aufspürmethode ist somit dadurch begrenzt, daß die Fehlstelle sich sehr nah an der Außenfläche des Rohrs befindet und daß somit das entsprechende Echo 25 sich mit dem Echo 24, welches durch die Wirkungen der elektronischen Verstärkung des Ultraschallsignals eine große zeitliche Breite besitzt, vermischen kann.
  • Eine zweite, durch die Figuren 5A und 5B veranschaulichte Methode besteht darin, ein Ultraschallbündel 27 mit schräger Inzidenz zu verwenden dergestalt, daß dieses Bündel zunächst von der Innenfläche des Rohrs, anschließend von der Fehlstelle 28 an der Verbindung und ein zweites Mal von der Innenfläche des Rohrs reflektiert wird.
  • In diesem Fall weist das Echo 29, welches der Reflexion auf der Fehlstelle nach einer ersten Reflexion auf der Innenfläche des Rohrs mit anschließender zweiter Reflexion auf der Innenfläche des Rohrs entspricht, eine große Zeitverschiebung im Vergleich zum Echo 24 auf.
  • Gleichermaßen haben das Echo 29 und das unmittelbar folgende von der Innenfläche des Rohrs reflektierte Echo 29' eine geringe Amplitude und zeitliche Breite, die äquivalent und daher leicht zu trennen sind.
  • Die Durchführung dieser Technik kann sich jedoch als schwierig erweisen, je nach Art der Fehlstelle und in dem Maße wie man mit schräger Inzidenz arbeiten muß.
  • Es kann ebenfalls erforderlich sein, einen Ultraschallwandler mit getrenntem Sender und Empfänger einzusetzen.
  • Eine dritte Meßmethode ist in den Figuren 6A und 6B dargestellt.
  • Die Kontrolle wird vom Inneren des Rohrs aus vorgenommen und das Ultraschallbündel wird mit normaler Inzidenz ausgesendet, so daß eine direkte Reflexion auf die Fehlstelle 30 erzielt wird.
  • Das der Reflexion auf die Fehlstelle 30 entsprechende Echo weist eine geringere Amplitude und eine große Zeitverschiebung im Vergleich zum von der Innenfläche des Rohrs reflektierten Signal auf.
  • Gleichermaßen haben das Echo 31 und das unmittelbar folgende aus der Reflexion auf die Außenfläche des Rohrs entstandene Echo 31' geringe Amplituden und zeitliche Breiten, die äquivalent und daher leicht zu trennen sind.
  • Die Durchführung dieser Aufspürmethode erweist sich im industriellen Bereich jedoch als schwierig, zumal die Kontrolle vom Inneren eines Rohrs mit geringem Durchmesser und großer Länge erfolgen muß.
  • Es ist daher schwierig, ausreichende Kontrollfolgen für den Einsatz des Verfahrens in industriellem Rahmen zu erzielen.
  • Darüber hinaus bringt die Anwendüng von Ultraschall mit sehr hohen Frequenzen beim Einsatz des Verfahrens in der Industrie Nachteile mit sich, in dem Maße wie dieses Verfahren empfindlich gegen elektronische Störgeräusche ist.
  • Die Figuren 7A, 7B, 8A und 8B veranschaulichen eine Technik zum Aufspüren von Dekohäsionsfehlern an der Verbindung zwischen der Veredelungsschicht 3 und dem Kern 4 eines Duplexrohrs 1, durch Übertragung einer Ultraschallwelle in der Wand des Duplexrohrs, das eine Hülse für einen Brennstab bildet, wobei die Ultraschallwelle anschließend auf die Innenfläche des Rohrs reflektiert wird, wie aus Figur 7A ersichtlich, die ein Rohr oder einen Teil eines Rohrs zeigt, das keinen Dekohäsionsfehler aufweist.
  • In diesem Fall weist das in Figur 7B dargestellte Oszillogramm ein Grundecho 36 auf, dessen Amplitude, obwohl niedriger als die Amplitude des Eingangsechos 35, groß ist.
  • Die Anwendung der Methode bei einem gesunden Werkstoff hat also eine nahezu komplette Übertragung der Ultraschallwelle auf die Verbindung zwischen der Veredelungsschicht 3 und dem Kern 4 des Rohrs zur Folge. Die Reflexion an der Verbindung 4 ist eigentlich vernachlässigbar, zumal die akustischen Impedanzen der die Veredelungsschicht 3 und den Rohrkern 2 bildenden Werkstoffe einander sehr nahe sind.
  • Falls ein Dekohäsionsfehler 37 an der Verbindung 4' zwischen der Veredelungssicht 3' und dem Kern 2' eines Duplexrohrs 1', wie in Figur 8A dargestellt, vorhanden ist, kann die mit einer im Vergleich zur Außenwand des Rohrs praktisch normalen Inzidenz ausgesendeten Ultraschallwelle im Bereich des an der Verbindung 41 befindlichen Dekohäsionsfehlers 37 nicht oder nur sehr teilweise übertragen werden.
  • Die Ultraschallenergie wird durch aufeinanderfolgende Reflexionen in der Dicke der Veredelungsschicht 3' abgestrahlt.
  • Man erhält also ein stark abgeschwächtes oder sogar nicht vorhandenes Hintergrundecho 36'.
  • Das Eingangsecho 35' wird erweitert und übersetzt die Abstrahlung der Ultraschallenergie durch aufeinanderfolgende Reflexionen in der Dicke der Veredelungsschicht.
  • Die Methode macht es somit möglich, auf sehr einfache Weise einen gesunden Werkstoff von einem Werkstoff zu unterscheiden, der Dekohäsionsfehler aufweist.
  • Diese Aufspürtechnik durch Übertragung kann angewandt werden, indem man ein Bündel von Ultraschallwellen einsetzt, deren Frequenz in einem Intervall liegt, der eine erleichterte Durchführung des Aufspürverfahrens im Vergleich zu den oben beschriebenen Verfahren des Aufspürens durch Reflexion ermöglicht.
  • Dieser Frequenzbereich kann beispielsweise zwischen 10 und 20 Mhz liegen. Weiterhin ist es möglich, den Ultraschallwandler mit normaler Inzidenz einszusetzen, was Vorteile im Hinblick auf eine leichtere Durchführung des Verfahrens bietet.
  • Diese Bedingungen entsprechen praktisch denjenigen, wie sie derzeit bei der Kontrolle der Dicke der Wand einer Brennstabhülse angewendet werden.
  • In Figur 9 ist ein Ultraschallwandler oder Fühler 40 dargestellt, mit dem Dekohäsionsfehler an der Verbindung eines Duplexrohrs 1 aufgespürt werden können.
  • Der Fühler 40 ist so konstruiert, daß er eine optimierte Fokalisierung des Ultraschallbündels 41 erzielt.
  • Da es sich bei den Dekohäsionsfehlern an der Verbindung des Duplexrohrs 1 um Fehlstellen handelt, die sich längs in paralleler Richtung zur Achse des Rohrs hinziehen und eine parallel zur Rohroberfläche liegende Oberfläche aufweisen, wird versucht, einen Fokuspunkt 42 länglicher Form zu produzieren, dessen Längsachse mit Präzision in eine parallel zur Rohrachse befindliche Richtung gerichtet ist. Die Oberfläche 43 der Fokalisierungslinse des Fühlers hat die Form eines Zylinderabschnitts und eine optimale Einstellung des Fokuspunkts wird erzielt, indem die Ausrichtung des Fühlers so geregelt wird, daß das Hintergrundecho (36 in Figur 7B) eine maximale Amplitude erhält.
  • Darüber hinaus muß der Fühler ein breites Durchlaßband besitzen, was durch eine starke Dämpfung erzielt wird. Man erhält so sehr enge Echos und außerdem ist das Eingangsecho (35 in Figur 7B) vom Hintergrundecho (36 in Figur 5B) deutlich getrennt. Man erhält ebenfalls eine bessere Visualisierung der zeitlichen Ausdehnung des Eingangsechos (echo 35' in Figur 8B) beim Passieren eines Dekohäsionsfehlers wie die Fehlstelle 37 (Figur 8A).
  • Der Fühler 40 wird auf eine nicht dargestellte mechanische Fortbewegungseinrichtung montiert, die es einerseits ermöglicht, eine Feineinstellung der Fokalisierung des Fühlers, der Ausrichtung des Fokuspunkts in Bezug auf die Rohrachse, des Niveaus der Kopplungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, d.h. der Entfernung zwischen dem Fühler und dem Rohr und der Inzidenz des Bündels, vorzunehmen und andererseits für eine präzise Führung des Ablaufs des Rohrs in seine Achsrichtung unter dem Ultraschallfühler 40 zu sorgen.
  • Durch ihre verschiedenen Ausführungsarten ist es also mit dieser Erfindung möglich, auf einfache, rasche und präzise Weise eine Kontrolle der Dicke und der Köhäsion der Verbindung eines Duplexrohrs durchzuführen, indem man gleichzeitig Kontrolltechniken mit Ultraschall und Kontrolltechniken mit Foucault-Strömen anwendet.
  • Durchführung des Verfahrens und Einsatz der Vorrichtung gemäß der Erfindung können leicht in industriellem Rahmen erfolgen, an einer sehr großen Stückzahl von Rohren mit großer Länge und geringem Durchmesser.
  • Es liegt auf der Hand, daß die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsarten beschränkt ist.
  • So kann man auch andere als die angegebenen Ultraschall-Frequenzbereiche verwenden sowie Ultraschallwandler, die in Form, Aufbau und Abmessungen den zu kontrollierenden Rohren angepaßt sind. Diese Ultraschallwandler oder Fühler können mit mechanischen Einstellungsmitteln eines beliebigen Typs verbunden werden.
  • Der Vorschub des Rohrs in Längsrichtung zum Fühler kann mit Führungs- und Bewegungsmitteln eines beliebigen Typs erfolgen.
  • Die Position des Rohrs und der gerade kontrollierten Zone kann durch jedes geeignete Mittel mit Präzision bestimmt werden.
  • Es liegt ebenfalls auf der Hand, daß Vorrichtungen zum Messen der Dicke der Veredelungsschicht mit Foucault-Strömen eines anderen als des beschriebenen Typs verwendet werden können.
  • Die Verarbeitungsmodule und EDV-Mittel, die mit dem Ultraschall-Kontrollfühler und den Mitteln zum Messen mit Foucault-Strömen verbunden sind, können aus klassischen Komponenten bestehen, welche die Digitalisierung und die Verarbeitung der Signale, die Berechnung der Dicke, die Anzeige der Ergebnisse in beliebiger Form und die Angabe des Vorhandenseins von Fehlstellen in Form von leicht verwertbaren Aussagen gewährleisten.
  • Schließlich kann die Erfindung bei jeglicher Kontrolle eines Duplexrohrs ihre Anwendung finden, das als Einhülseelement für Brennstäbe aus Brennstabbündeln von Kernreaktoren oder in anderen Bereichen der Industrie verwendet wird.
  • Ebenso können diese Art von Kontrollen noch einfacher bei Durchmessern und Dicken von größeren Rohren angewendet werden; die obere Grenze ist von der Technik zum Messen der Veredelungsschicht mit Foucault-Strömen festgelegt und liegt bei den oben erwähnten Zirkon- Legierungen allgemein bei ca. 2 mm.

Claims (13)

1.- Verfahren zur Kontrolle der Dicke und der Kohäsion der Verbindung (4) eines Duplexrohrs (1, 1'), welches einen aus einer Legierung, beispielsweise einer Zirkon-Legierung, bestehenden Rohrkern (2, 2') aufweist, der mit einer aus einer Legierung mit dem gleichen Grundmetall wie das des Rohrkerns (2, 2') bestehenden Belag- oder Veredelungsschicht (3, 3') überzogen ist, in welchem man für verschiedene Meß- oder Kontrollzonen entsprechend dem Kreisumfang oder der Länge des Rohrs kontinuierlich oder nicht kontinuierlich:
- Ultraschallwellen aussendet und zwar dergestalt, daß diese Wellen sich in der Belag- oder Veredelungsschicht (3) und dem Kern (2) des Rohrs (1) in ungefähr strahlenförrnige Richtung ausbreiten,
- die durch die Innen- und Außenfläche des Rohrs (1), durch seine Verbindung (4) zwischen dem Kern (2) und dem Belag (3) und durch eventuelle Kohäsionsfehler (20, 28, 30, 37) an der Verbindung (4, 4') reflektierten bzw durch die Belag- oder Veredelungsschicht (3, 3') übertragenen Ultraschallwellen auffängt,
- die Ausbreitungszeiten der Ultraschallwellen in der Dicke des Rohrs (1) mißt,
- die Amplitude und die Form der reflektierten Wellen bestimmt,
dadurch gekennzeichnet,
daß man in den Meßzonen
- das Rohr (1, 1') von seiner Außenfläche aus einer durch Multifrequenz-Sinusoidalstrom erzeugten magnetischen Induktion aussetzt,
- Phasen- und/oder Amplituden-Messungen der in das Rohr (1, 1') induzierten Ströme, der sogenannten Foucault- Ströme, durchführt,
- daraus die Dicke der Belagschicht (3, 3') ableitet,
- die Gesamtdicke eg des Duplexrohrs (1) errechnet, nach der Formel:
eg = ep + (δt - ep/Vp) X Va
in welcher:
ep die Dicke der durch die Foucault-Ströme gemessenen Belag- bzw. Veredelungsschicht,
Vp die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen in der Belag- oder Veredelungsschicht,
Va die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen in dem Werkstoff, aus dem der Rohrkern besteht,
und δt die Ausbreitungszeit der Ultraschallwellen in der Gesamtdicke des Rohrs darstellt,
- und die Kohäsion des Rohrs an seiner Verbindung (4, 4') durch die Analyse der Amplitude und der Form der von der Verbindung (4, 4') reflektierten oder durch die Belag- -oder Veredelungs schicht übertragenen Ultraschallwellen bestimmt.
2.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der eingesetzten Ultraschallwellen zwischen 10 und 20 Mhz liegt.
3.- Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Multifrequenz- Sinusoidalstrom eine bestimmte Hauptfrequenz aufweist, um die Empfindlichkeit gegen Schwankungen der Dicke der Belag- oder Veredelungsschicht (3, 3') zu optimieren und die durch die Abstandsschwankungen entstandenen Schwankungen der den induzierten Strömen entsprechenden Signale zu minimieren, wenn das Rohr einer durch Multifrequenz-Sinusoidalstrom erzeugten magnetischen Induktion ausgesetzt wird,
sowie mindestens eine ergänzende zweite Frequenz aufweist, die empfindlich gegen Schwankungen der Leitfähigkeit von zumindest einer der den Kern (2, 2') oder die Veredelungsschicht (3, 3') des Rohrs (1, 1') bildenden Legierungen und sehr wenig empfindlich gegen Schwankungen der Werkstoffdicke des Kerns (2, 2') oder der Veredelung (3, 3') ist.
4.- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Multifrequenz- Erregungssignal eine ergänzende zweite Frequenz aufweist, die empfindlich gegen die mittlere Leitfähigkeits- Schwankung der den Kern (2, 2') und die Veredelungs- oder Belagschicht (3, 3') des Rohrs bildenden Legierung, und gleichzeitig sehr wenig empfindlich gegen Schwankungen der Dicke des Kerns (2, 2') und der Veredelung (3, 3') ist.
5.- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Multifrequenz- Erregungssignal zwei ergänzende zweite Frequenzen aufweist, von denen eine empfindlich gegen die Schwankung der Leitfähigkeit der den Rohrkern (2, 2') bildenden Legierung und sehr wenig empfindlich gegen Schwankungen der Leitfähigkeit der die Veredelungs- oder Belagschicht (3, 3') bildenden Legierung und gegen Schwankungen der Dicke des Kerns (2, 2') und der Veredelung (3, 3') und die andere allein empfindlich gegen Schwankungen der Leitfähigkeit der die Veredelungs-oder Belagschicht (3, 3') bildenden Legierung ist.
6.- Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Multifrequenz- Signal eine ergänzende, gegen die Abstandsschwankungen empfindliche Frequenz aufweist.
7.- Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohäsion des Rohrs (1, 1') an seiner Verbindung (4, 4') durch das Aufspüren von Kohäsionsfehlern (37), die Übertragung der Ultraschallwellen durch die Belag- oder Veredelungsschicht (3, 3') und die Verbindung (4, 4') bestimmt wird, wobei das Auftreten eines Kohäsionsfehlers (37) an der Verbindung (4, 4') eine Ausdehnung des durch Reflektieren auf die Außenfläche des Rohrs und an der Verbindung (4') erzeugten Eingangsechos (35') sowie eine sehr starke Abschwächung bzw. ein Verschwinden des durch Reflektieren der Ultraschallwellen auf die Innnenwand des Rohrs (1') erzeugten Hintergrundechos (36') zur Folge hat.
8.- Vorrichtung zur Kontrolle der Dicke und der Kohäsion der Verbindung eines Duplexrohrs (1, 1'), welches einen aus einer Legierung, wie beispielsweise einer Zirkon-Legierung, bestehenden Rohkern (2, 2') aufweist, der mit einer aus einer Legierung mit dem gleichen Grundmetall wie das des Rohrkerns (2, 2') bestehenden Belag- oder Veredelungsschicht (3, 3') überzogen ist, und mindestens einen Ultraschallwandler (5, 40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren über mindestens eine für ihre Erregerstromversorgung mit einer Multifrequenz-Wechselstromquelle (11, 11') verbundene Induktionsspule (10, 14, 15) sowie über Mittel zur Verarbeitung (7, 12) der vom Ultraschallwandler (5, 40) aufgenommenen Signale und der Signale verfügt, die den durch die Spule (10, 14, 15) in das Rohr (1, 1') induzierten Strömen entsprechen.
9.- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspu1e (10) Windungen aufweist, die das Rohr (1) einkreisen und nacheinander entsprechend der Axialrichtung des Rohrs (1) angeordnet sind.
10.- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (14) eine in eine ungefähr strahlenförmige Richtung des Rohrs (1) gerichtete Achse besitzt.
11.- Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von Spulen (15) aufweist, deren Wicklungsachsen in strahlenförmige Richtungen in Bezug auf das Rohr (1) gerichtet und mit Abstand zueinander auf dem Kreisumfang positioniert auf einer das Rohr (1) umgebenden Halterung (16) befestigt sind.
12.- Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Mittel mit dem Rohr (1) verbunden sind, um für seine Bewegung in seine Achsrichtung in Bezug auf die Spule (10, 14, 15) zu sorgen.
13.- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwandler (40) eine zylinderabschnittförmige Fokalisierungslinse aufweist, um das Ultraschallbündel auf einen Fokuspunkt (42) länglicher Form zu richten, dessen Längsachse sich parallel zur Rohrachse (1) befindet.
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