DK169900B1 - Fremgangsmåde og apparat til detektion af tæring i rør - Google Patents

Description

DK 169900 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til inspektion af rørformede dele, især til måling af vægtykkelsen af en rørformet del, omfattende en indføring af en målesonde med en ultralydtransducer til udsendelse af en ultralydimpuls til væggen af 5 den rørformede del og til detektion af de af inder- og ydersiden af rørvæggen reflekterede ultralydimpulser, hvilken målesonde omfatter et roterbart styreorgan, fortrinsvis et roterbart skråtstillet spejl til styring af den af transduceren udsendte ultralyd i form af en stråle med henblik på skan-10 dering af den rørformede del efter en i hovedsagen spiralformet bane under sondens fremføring, hvilket styreorgan anbringes i et kammer og bringes til at rotere ved hjælp af en elektrisk motor, idet der under skanderingen tilføres en ultralyd-' transmitterende væske til mellemrummet imellem målesonden og 15 den rørformede del.

Fra US patentskrift nr. 4.361.044 er det kendt at rotere et skråtstillet spejl, der sammen med en ultralydtransducer er anbragt i et kammer af en målesonde, der kan indføres i et rør, der skal undersøges. Spejlet roteres ved hjælp af et 20 motordrev i kammeret, der øjensynligt kun indeholder luft. En ulempe ved denne målesonde er, at en stor del af ultralydstrålen vil blive reflekteret som følge af den manglende akustiske kobling, I den målesonde, der kendes fra europæisk patentansøgning nr.

25 12.474, er den væske, der under skanderingen tilføres til mel lemrummet mellem målesonden og den rørformede del samtidigt anvendt til at sætte det skråtstillede spejl i rotation, idet spejlet er understøttet af en vanddrevet turbine, der roterer på en aksel parallelt med sondens længdeakse. Derved opnås en 30 bedre akustisk kobling imellem ultralydtransduceren og den væske, der omgiver sonden. En ulempe ved en sådan vanddrevet turbine er imidlertid, at nøjagtigheden ikke bliver særlig stor som følge af, at rotationshastigheden ikke er særlig præcis. Dertil kommer, at rotationsbevægelsen giver en vis 35 turbulens, således at medførte luftbobler vil kunne forstyrre DK 169900 B1 2 målingen. Begge de nævnte ulemper begrænser den hastighed, hvormed der vil kunne skanderes.

*

Et tilsvarende apparat til inspektion af rør ved hjælp af ultralyd kendes fra JP 62-285.060. Ved dette apparat føres 5 vandet ind i en detektor, hvor det tjener til at rotere et skråtstillet spejl.

Formålet med opfindelsen er at anvise en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art til skandering af rørformede dele, og som muliggør en større skanderingshastighed end hidtil 10 kendt.

Fremgangsmåden er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at inspektionen af den rørformede del foretages ved, at det roterende styreorgan anbringes i et fortrinsvis lukket, væskefyldt kammer, der bringes til at rotere sammen med styreorganet, i 15 hvilket kammer der findes et ultralydvindue for den udsendte ultralydstråle. Derved undgås turbulens i det vand, der tilføres. Risikoen for at medførte luftbobler vil kunne forstyrre ultralydtransmissionen og derigennem målingen, er derved reduceret væsentligt, og derigennem muliggøres en større skande-20 ringshastighed.

Det anvendte roterbare væskefyldte kammers yderside kan desuden have form som et i hovedsagen rotationssymmetrisk legeme med en frembringerkurve, som er en monoton funktion således, at eventuelle luftbobler under kammerets rotation søger mod 25 den indsnævrede ende til eventuel bortledning via eventuelle afgangsåbninger. Risikoen for at luftbobler vil kunne forstyrre målingen, er derved reduceret yderligere.

Det anvendte spejl kan ifølge opfindelsen roteres ved hjælp af mindst én jævnstrømsmotor, der er anbragt i et væsketæt hulrum 30 i målesonden. Rotationshastigheden af en sådan motor kan regu-leres meget nøjagtigt, hvorved opløsningsevnen forbedres, og derigennem muliggøres en større skanderingshastighed.

DK 169900 B1 3 Jævnstrømsmotorens drivaksel kan ifølge opfindelsen være tætnet i forhold til det hulrum, hvori motoren er anbragt, ved hjælp af et leje med jernholdigt smøremiddel i forbindelse med en eller flere kraftige ringformede magneter. Derved opnås et 5 væsketæt leje.

Den anvendte målesonde med det væskefyldte kammer kan ifølge opfindelsen centreres ved hjælp af en eller flere udvendige fjedrende elementer, der er rundtgående og delvis spærrende for vand. Et sådant fjedrende element kan f.eks. udgøres af et 10 fjedrende metalbånd med en ombukning på langs og et passende antal tværgående opslidsninger.

Opfindelsen angår også et apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen til inspektion af rørformede dele, især måling af vægtykkelsen af en rørformet del, omfattende en 15 målesonde til udsendelse af en ultralydimpuls til væggen af den rørformede del og til detektion af de af inder- og ydersiden af rørvæggen reflekterende ultralydimpulser, hvilken målesonde omfatter et roterbart styreorgan fortrinsvis et roterbart skråtstillet spejl til styring af den af transduce-20 ren udsendte ultralyd, fortrinsvis i form af en stråle, med henblik på skandering af den rørformede del efter en i hovedsagen spiralformet bane, hvilket roterbare styreorgan er anbragt i et kammer og kan bringes til at rotere ved hjælp af en elektrisk motor, idet der under skanderingen tilføres en ul-25 trat ransmitterende væske til mellemrummet imellem målesonden og den rørformede del. Ifølge opfindelsen er det roterbare styreorgan anbragt i et væskefyldt kammer, der kan roteres sammen med styreorganet, og hvori der findes et ultralydvindue for den udsendte ultralydstråle. Derved opnås et særlig hen-30 sigtsmæssigt apparat til hurtig inspektion af rørformede dele.

Ifølge opfindelsen kan rotationen med fordel være tilvejebragt ved hjælp af mindst én jævnstrømsmotor, der er anbragt i et lukket hulrum af målesonden. En jævnstrømsmotor kan rotere med •en rotationshastighed, der er meget nøjagtig, hvorved der DK 169900 B1 4 « opnås en bedre opløsningsevne under skanderingen.

Motorens drivaksel kan med fordel være tætnet i forhold til * det lukkede hulrum, hvori motoren er anbragt, ved hjælp af et leje med et jernholdigt smøremiddel i forbindelse med en eller 5 flere kraftige ringformede magneter. Magneterne holder på smøremidlet og giver derigennem den ønskede væsketætning.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor

Fig. 1A og IB viser en målesonde til indføring i rørformede 10 dele med henblik på inspektion af disse, fig. 2 et centreringsorgan for målesonden og fig. 3 målesonden i en alternativ udformning.

Det i fig. 1A og IB viste apparat til inspektion af rørformede dele, især måling af vægtykkelsen af de rørformede dele om-15 fatter en målesonde, der kan indføres i en rørformet del. Målesonden består af et rørformet hus 2, hvori der er monteret en eller flere elektromotorer 4 afhængigt af det ønskede drejningsmoment. Hvis der er flere motorer 4, er disses drivak-seler forbundet indbyrdes via ikke stive koblinger. Den udra-20 gende drivaksel af den forreste motor 4 er via en akselkobling 6 ført gennem en fastsiddende primærvikling af en transformer og er fast forbundet med sekundærviklingen 8, der kan rotere i forhold til primærviklingen 7. Sekundærviklingen 8 er fastgjort til enden af en hul aksel 10, hvorigennem der er ført 25 tilledninger til en ultralydtransducer 12, der er monteret ved den anden ende af akselen 10. Tæt ved sekundærviklingen 8 er den hule aksel 10 monteret i et leje, fortrinsvis et i røret fastsiddende kugleleje 13. Efter kuglelejet 13 sidder der en magnetisk tætning 15 i form af et leje med et jernholdigt 30 smøremiddel i forbindelse med kraftige ringformede magneter. *

Magneterne holder på det jernholdige smøremiddel, selv om DK 169900 B1 5 lejet udsættes for væsketryk, og giver derigennem en væsketætning. Efter den magnetiske tætning 15 er der endnu et fastsiddende kugleleje 17, hvori den hule aksel 10 er lejret. Den derfra udragende hule aksel 10 er fastgjort til en cylindrisk 5 og aksialt monteret ultralydtransducer 12. Ultralydtransduceren 12 er forbundet til de i akselen 10 førte tilledninger og aktiveres ved hjælp af en signal spænding, der tilføres via transformeren 7, 8 med roterbar sekundærvikling 8. Primærviklingen 7 tilføres en spænding af en frekvens på ca.

10 5-15 MHz fra en forforstærker 19 anbragt bag ved elektromoto ren 4 i et væsketæt hulrum. I samme væsketætte hulrum og på samme kredsløbskort findes desuden et styrekredsløb for elektromotoren 4. Styrekredsløbet tjener til at sikre, at motoren 4 roterer med den ønskede rotationshastighed, der skal være 15 konstant. Motoren 4 er en jævnstrømsmotor, idet en sådan motor kan fremstilles i meget små dimensioner.

Foran den cylindriske og aksialt monterede ultralydtransducer 12 er der et væskefyldt kammer 20, hvori der er monteret et styreorgan i form af en skråtstillet ultralydreflekterende 20 plade 22. Denne plade 22 danner fortrinsvis en vinkel på ca.

45° med rørets 2 akse. Den af pladen 22 reflekterede og via et ultralydvindue i kammeret 20 udsendte ultralydstråle beskriver derved en spiralformet bane, hvis transduceren 12 og spejlet 22 roterer med en konstant rotationshastighed, og målesonden 25 samtidigt bevæges med en konstant fremføringshastighed i f.eks. et rør.

Til centrering af målesonden i røret er der uden på det rørformede hus 2 af målesonden indrettet nogle centreringsorganer 23 i form af fjedrende elementer, der er rundtgående og samti-30 digt gennemtrængelige for vand - se fig. 2. Det enkelte fjedrende element udgøres af et bånd af fjedrende metal, der er bukket i længderetningen og et passende antal steder er opslidset på tværs. Båndet lægges omkring det rørformede hus 2.

Den ene kant af båndet fastgøres til huset 2, medens den anden 35 kant kan forskydes i afhængighed af den nødvendige diameter af v 6 DK 169900 B1 det rør, der skal inspiceres. Opslidsningen giver, ud over den ønskede centrering, også en delvis spærring for vand. Centreringsorganet 23 behøver ikke nødvendigvis at være fremstillet af fjedrende metalplade. Det kan også være fremstillet af an-5 det fjedrende plademateriale.

Til opnåelse af den bedst mulige ultralydkobling er der under en ultralydskandering tilført vand til mellemrummet mellem ultralydsonden og det rør, der skal undersøges. Vandet tilføres via en til sonden ført slange 25 og afgives via to udløb 26 10 fra sonden til mellemrummet mellem sonden og røret, som skal undersøges.

For enden af det væskefyldte kammer 20, hvori det skråtstillede spejl 22 er monteret, sidder der en stopskive 27, der i nogen grad bremser vandgennemstrømningen og derigennem sikrer, 15 at mellemrummet mellem røret og det væskefyldte kammer 20 er fyldt med vand.

I en særlig hensigtsmæssig udførelsesform - se fig. 3 - har det væskefyldte kammer form som et i hovedsagen rotationssymmetrisk legeme med en monoton frembringerkurve og er fortrins-20 vis konisk således, at eventuelle medførte luftbobler ved centrifugalkraftens indvirkning automatisk opsamles ved den indsnævrede ende af den koniske overflade, hvor stopskiven 27 findes. Hvis der desuden i stopskiven 27 er indrettet nogle huller 28 for afgivelse af opsamlede luftbobler, vil disse 25 ikke kunne påvirke ultralydtransmissionen under målingen.

Den anvendte metode for vægtykkelsesmålingen er baseret på puls-ekko-teknikken. Målesonden bevæges aksialt i røret. Transduceren 12 udsender en ultralydimpuls i retning af rørets aksel. Pulsen af bøj es ca. 90° af det roterende spejl 22 og 30 rammer indersiden af det rør, der skal undersøges. Som følge af spejlets 22 rotation vil indersiden af røret blive skanderet efter en skruelinieformet bane. En del af ultralydenergien * reflekteres af indersiden af rørvæggen. Den resterende del af

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til inspektion af rørformede dele, især til måling af vægtykkelsen af en rørformet del, omfattende en indføring af en målesonde med en ultralydtransducer (12) til udsendelse af en ultralydimpuls til væggen af den rørformede del 30 og til detektion af de af inder- og ydersiden af rørvæggen reflekterede ultralydimpulser, hvilken målesonde omfatter et ro-terbart styreorgan, fortrinsvis et roterbart skråtstillet DK 169900 B1 8 Ψ spejl (22) til styring af den af transduceren (12) udsendte ultralyd i form af en stråle med henblik på skandering af den rørformede del efter en i hovedsagen spiralformet bane under sondens fremføring, hvilket styreorgan (22) anbringes i et 5 kammer og bringes til at rotere ved hjælp af en elektrisk motor, idet der under skanderingen tilføres en ultralydtransmitterende væske til mellemrummet imellem målesonden og den rørformede del, kendetegnet ved, at inspektionen af den rørformede del foretages ved, at det roterende styreorgan 10 (22) anbringes i et fortrinsvis lukket væskefyldt kammer (20), der bringes til at rotere sammen med styreorganet (22), i hvilket kammer (20) der findes et ultralydvindue for den udsendte ultralydstråle.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, 15 at den anvendte ultralydtransducer (12) er anbragt i det væskefyldte kammer (20).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den anvendte ultralydtransducer (12) står i forbindelse med den øvrige del af målesonden via en transformer, 20 hvis sekundærvikling (8) kan rotere i forhold til primærviklingen (7) .

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at det anvendte spejl (22) roteres ved hjælp af mindst én jævnstrømsmotor (4), der er anbragt i et væsketæt hulrum i må- 25 lesonden.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den anvendte motors (4) drivaksel (10) er tætnet i forhold til det hulrum, hvori motoren (4) er anbragt, ved hjælp af et leje (15) med et jernholdigt smøremiddel i forbindelse med en r 30 el- ler flere kraftige ringformede magneter.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, * at den anvendte målesonde med det væskefyldte kammer (20) een- DK 169900 B1 9 treres ved hjælp af en eller flere udvendige fjedrende elementer (23), der er rundtgående og delvis spærrende for vand.

7. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendetegnet ved, at det anvendte roterbare væskefyldte kammers (20) yderside 5 har form som et i hovedsagen rotationssymmetrisk legeme med en frembringerkurve, som er en monoton funktion således, at eventuelle luftbobler under kammerets rotation søger mod den indsnævrede ende til eventuel bortledning via eventuelle afgangs-åbninger (28).

8. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge et eller flere af kravene 1-7 til inspektion af rørformede dele, især til måling af vægtykkelsen af en rørformet del, omfattende en målesonde til udsendelse af en ultralydimpuls til væggen af den rørformede del og til detektion af de af inder- og yder-15 siden af rørvæggen reflekterede ultralydimpulser, hvilken målesonde omfatter et roterbart styreorgan, fortrinsvis et ro-terbart skråtstillet spejl (22) til styring af den af transduceren (12) udsendte ultralyd, fortrinsvis i form af en stråle, med henblik på skandering af den rørformede del efter en i 20 hovedsagen spiralformet bane, hvilket styreorgan (22) er anbragt i et kammer og kan bringes til at rotere ved hjælp af en elektrisk motor, idet der under skanderingen tilføres en ultralydtransmitterende væske til mellemrummet imellem målesonden og den rørformede del, kendetegnet ved, at sty-25 reorganet (22) er anbragt i et væskefyldt kammer (20) , der kan rotere sammen med styreorganet (22), i hvilket kammer der findes et ultralydvindue for den udsendte ultralydstråle.

9. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at kammerets (20) rotationsbevægelse er tilvejebragt ved hjælp af 30 mindst én jævnstrømsmotor (4), der er anbragt i et lukket hulrum af målesonden.

10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at jævnstrømsmotorens (4) drivaksel (10) er tætnet i forhold til DK 169900 B1 10 det lukkede hulrum ved hjælp af et leje (15) med et jernholdigt smøremiddel i forbindelse med en eller flere kraftige ringformede magneter. * li. Apparat ifølge krav 8-10, kendetegnet ved, at 5 der til centrering af målesonden i den rørformede del er indrettet nogle udvendige fjedrende elementer (23), der er rundt-gående og delvis spærrende for vand.