DD301770A9

DD301770A9 - DIAGNOSTIC TOOL FOR THE DETECTION OF DAMAGE TO PIPEWAYS ACCORDING TO THE WIRELESS FLOW PROCEDURE

Info

Publication number: DD301770A9
Application number: DD29913087A
Authority: DD
Inventors: Bernd Dipl-Ing Wunderlich; Hans-Juergen Dipl-Ing Thomae; Michael Prof Dr-Ing Roth; Frank Prof Dr Sc Baldeweg; Siegfried Dr-Ing Suske; Klaus Dr Mueller; Veronika Dr Sauer; Guenther Dipl-Ing Teichmann; Hansjoerg Dipl-Ing Otto; Guenter Reichel
Original assignee: Mineraloelverbundleitung Schwe
Priority date: 1987-01-07
Filing date: 1987-01-07
Publication date: 1993-11-25

Abstract

Die Erfindung ist ein Diagnosemolch zur Ermittlung von Schadstellen in Rohrleitungswänden nach dem Wirbelstrommeßverfahren und dient der koordinatendeterminierten Ermittlung von verschiedenen orientierten Rissen, Anrissen und lokal begrenzter Korrosion an der Innenseite der Rohrleitung während des Betriebes von Rohrfernleitungen. Mittels einer Vielzahl von einzeln in mehreren Ringen hintereinander beweglich an dem Molchkörper angeordneten Wirbelstromsensoren (Bild 1, 2) mit variabel gestalteter Sensibilitätsschwelle wird die gesamte Innenoberfläche der Rohrleitung auf das Vorhandensein von Anrissen, Rissen und lokaler Korrosion mit konstanter Intensität mittels des Mehrfrequenzwirbelstromverfahrens geprüft und die Parameter der Defekte durch eine Kombination je Wirbelstromsensor vollparallel, funktionsbezogen analog oder digital arbeitender Mikroelektronik mit einem Mehrmikrorechnersystem unter Ermittlung der Ortskoordinaten der Defekte in diskreter Form bestimmt und gemeinsam in digitaler Form als Blöcke gespeichert, die ohne Öffnung des druckfesten Molchkörpers nach der Überprüfung der Rohrleitung mittels einer speziellen Steckverbindung über ein Interface auf einen externen Speicher übertragen werden. Fig. 1The invention is a diagnostic tool for detecting welds in pipeline walls by the Wirbelstrommeßverfahren and serves the coordinate determined determination of various oriented cracks, cracks and localized corrosion on the inside of the pipeline during the operation of pipelines. By means of a plurality of individually arranged in multiple rings in a row on the pig body eddy current sensors (Figure 1, 2) with variably designed sensitivity threshold, the entire inner surface of the pipeline is checked for the presence of cracks, cracks and local corrosion with constant intensity by means of the Mehrfrequenzwirbelstromverfahrens and the Parameter of the defects by a combination per eddy current sensor fully parallel, functionally analog or digitally working microelectronics with a Mehrmikrorechnersystem determined determining the location coordinates of the defects in discrete form and stored together in digital form as blocks that without opening the flameproof pig body after checking the pipeline means a special connector via an interface to an external memory. Fig. 1

Description

nachgeschaltet, die im druckfest gekapselten Eloktronikbehälter positioniert ist und durch flexible Einzelkabel und Steckverbindungen mit dem jeweiligen Sensor verbunden ist. Der Auswerteelektronik ist ein Eincliip-Mikrorechnor zugeordnet. Alle Mikrorechner sind mit dem Bordcomputer verbunden, Parallel zur Auswerteelektronik arbeitet ein Mehrfrequenzempfänger, der durch außerhalb der Rohrleitung installierte Sender verschiedener Frequenz Signale empfängt, die einen exakt vermessenen Kilometerstand symbolisieren. Dom Mehrfrequenzempfänger nachgeschaltet sind Signalfilter definierter Frequenz, die aus den ihrer Frequenz entsprechenden Signalen ein Wegsignal erzeugen. Mit dem Bordcomputer sind über jeweils einen Mikrorechner und eine Interfacekopplung die Wegmeßeinrichtungen und die Lagemoßeinrichtung verbunden. Dem Bordcomputer nachgeschaltet über Interfacekopplung ist ein separater nichtflüchtiger Massendatenspeicher zur Speicherung aller als relevant ermittelten und aufbereiteten Informationen. Mit einem zweiten Interface am Massendatenspeicher, welches über eine Steckverbindung aus der Elektroniksektion herausgeführt wird, erfolgt ein Auslesen der Daten aus dem Massendatenspeicher des Diagnosemolches in einen extornen Speicher zur weiteren Auswertung der Informationen.downstream, which is positioned in the pressure-tight encapsulated Eloktronikbehälter and is connected by flexible single cable and connectors to the respective sensor. The evaluation is assigned a Eincliip micro-processor. All microcomputers are connected to the on-board computer. Parallel to the evaluation electronics, a multi-frequency receiver operates, which receives signals from stations of different frequencies installed outside the pipeline, which symbolize a precisely measured odometer reading. Dom multi-frequency receiver are downstream signal filter defined frequency, which generate a path signal from the signals corresponding to their frequency. The on-board computer via a microcomputer and an interface coupling the distance measuring devices and the Lagemoßeinrichtung are connected. The on-board computer downstream via interface coupling is a separate non-volatile mass data storage for storing all relevant identified and processed information. With a second interface on the mass data storage, which is led out via a plug-in connection from the electronics section, a readout of the data from the mass data storage of the diagnostic log into an extorner memory for further evaluation of the information.

Ausführungsbeispielembodiment

Als Ausführungsbeispiel wird ein Diagnosemolch zur Schadstellenermittlung in einer Erdölrohrfernleitung der Nennweite 500 beschrieben.As an exemplary embodiment, a diagnostic pole for damage location determination in a crude oil pipeline of nominal width 500 is described.

Zwei zylinderförmige druckfest gekapselte Stahlbehälter, die mit Manschetten und Fahrwerk ausgestattet sind, werden durch Koppelelement 8 beweglich miteinander verbunden. Die erste Sektion nimmt die Prüf-, Auswerte- und Speicherelektronik auf. In der zweiten Sektion ist die Energieversorgungsanlage installiert. An der druckfest gekapselten Elektroniksektion 1 ist ein Trägerring 2 angeschraubt. An diesem Ring sind in zwei Reihen ca. 80 Wirbelstromsensoren 3 hintereinander und versetzt einzeln mittels mechanisch lösbarer Verbindung befestigt. Ein elastischer federnder Bügel 4 sichert den gleitenden Kontakt mit der Rohrwand 5. Die Sensoren besitzen ein kreisförmiges Wirkungsfeld, das mit der Sensoranordnung so ausgelegt ist, daß sich die Prüfbahn jedes Sensors mit der der beiden benachbarten Sensoren überlappen und damit eine vollflächige Kontrolle der Rohrwand gewährleisten. Die Verbindung zwischen den Sensoren und der Auswerte- und Speicherelektronik 7 in dem druckfesten Behälter erfolgt über flexible, aromatenrosistente Einzelkabel und Steckverbindungen 9, in denen jeweils mehrere Sensoren zusammengefaßt sind. Die Sensoren werden zeitmultiplex mit zwei definierten Signalfrequenzen beaufschlagt, die von in der Auswerte- und Speicherelektronik installierten Oszillatoren erzeugt werden. Die von den einzelnen Sensoren gelieferten Signale werden in der Auswerteelektronik in Real- und Imaginärteil getrennt, danach digitalisiert einem Einchip-Mikrorechner zur Sinnfälligkeitskontrolle und Signalverarbeitung zugeführt. Die Einchip-Mikrorechner aller Sensoren sind über eine Koppelelektronik mit dem Bordcomputer verbunden. Der Signalaustausch erfolgt interrupt gesteuert. Im Bordcomputer werden die Abweichungen vom Normzustand einer erneuten Sinnfälligkeitskontrolle unterzogen und mit den Ortskoordinaten versehen im Massendatenspeicher registriert.Two cylindrical pressure-tight encapsulated steel containers, which are equipped with cuffs and chassis are connected by coupling element 8 movable together. The first section houses the test, evaluation and memory electronics. In the second section the power supply system is installed. At the pressure-tight encapsulated electronics section 1, a support ring 2 is screwed. About 80 eddy-current sensors 3 are attached to this ring in two rows one behind the other and offset individually by means of mechanically detachable connection. An elastic springy bracket 4 secures the sliding contact with the tube wall 5. The sensors have a circular field of action, which is designed with the sensor arrangement so that overlap the test track of each sensor with the two adjacent sensors and thus ensure a full-surface control of the pipe wall , The connection between the sensors and the evaluation and storage electronics 7 in the pressure-resistant container via flexible, aromatherapeutic single cable and connectors 9, in each of which a plurality of sensors are combined. The sensors are subjected to time-division multiplexing with two defined signal frequencies, which are generated by oscillators installed in the evaluation and storage electronics. The signals supplied by the individual sensors are separated in the evaluation electronics into real and imaginary parts, then digitized and fed to a single-chip microcomputer for the purpose of meaningfulness control and signal processing. The single-chip microcomputers of all sensors are connected via a coupling electronics with the on-board computer. The signal exchange takes place interrupt controlled. In the on-board computer, the deviations from the standard state of a renewed Sinnfälligkeitskontrolle subjected and registered with the location coordinates registered in the mass data storage.

Die Räder 11 des Fahrwerkes werden über den Führungshebel 12 mittels der Feder 13 so an der Rohrwand geführt, daß sie eine zentrische Lage des Diagnosemolches in der Rohrleitung gewährleisten. Die Räder sind mit Profil 14 versehen, um einen schlupffreien Laufan der Rohrwand zu sichern. Auf einer fest mit dem Führungshebel verbundenen Platte 15 an den an der Stirnseite befindlichen Rädern sind die die Drehbewegung erfassenden Wegmeßsensoren 16 befestigt. Die Signale der Wegmeßsensoren werden über Kabel und Stockverbindung 9 der Auswerte- und Speicherelektronik zugeführt und mittels eines Einchip-Mikrorechners in eine Längenkoordinate gewndelt. Die Dichtmanschetten 17 aus ölresistentem Elastomer liegen fest an der Rohrwand an und gewährleisten den Vortrieb des Diagnosemolches mit dem Fördermedium.The wheels 11 of the chassis are guided over the guide lever 12 by means of the spring 13 on the pipe wall so as to ensure a centric position of the diagnostic pole in the pipeline. The wheels are provided with profile 14 to secure a slip-free Laufan the pipe wall. On a fixedly connected to the guide lever plate 15 on the wheels located on the front side, the rotational movement detecting distance measuring sensors 16 are attached. The signals of the distance measuring sensors are fed via cable and floor connection 9 of the evaluation and storage electronics and rotated by means of a single-chip microcomputer in a length coordinate. The sealing sleeves 17 made of oil-resistant elastomer are firmly attached to the pipe wall and ensure the propulsion of the diagnostic pole with the pumped medium.

Das Meßsystem zur Ermittlung dor Rotationsbewegung befindet sich im vorderen Teil des Elektronikbehälters. Die auf der starr mit dem Molchkörper verbundenen Trägerplatte 6 fest angeordneten Lagermßsensoren 18 werden . ·>η dem stets lotrecht stehenden Geber 19 erregt. Die Anordnung der Sensoren erfolgt so, daß jedem Sensor ein Winkelbereich von 12 grd zugeordnet wird. Aus den Signalen der Lagemeßsensoren wird in der Auswerteelektronik die Position für jeden Sensor auf dem Rohrumfang ermittelt und in einem Einchip-Mikrorechner zum Abruf durch den Bordcomputer bereitgestellt. Mit der Empfangsanlage 22 des Mehrfrequenzsteuersystems werden die von Sendern außerhalb der Rohrleitung abgestrahlten Signale definierter Frequenz empfangen, in der Auswerteelektronik decodiert und zur Steuerung der Informationsverarbeitungsprozesse weitergeloitet. Die Aufwerte- und Speicherelektronik ist in Form von Steckkarten ausgebildet, die sich in einem stoßmindarnden Einschubrahmen 21 befinden. Das Auslesen der Daten aus dem Speicher in dem druckfesten Elektronikbehälter erfolgt über ein zweites Interface, das in der Steckverbindung 20 nach außen geführt istThe measuring system for determining the rotational movement is located in the front part of the electronics container. The on the rigidly connected to the pig body support plate 6 fixed Lagerermßsensoren 18 are. ·> Η the always perpendicular encoder 19 excited. The arrangement of the sensors is carried out so that each sensor is assigned an angular range of 12 grd. From the signals of the Lagemeßsensoren the position for each sensor on the pipe circumference is determined in the transmitter and provided in a single-chip microcomputer for retrieval by the on-board computer. With the receiving system 22 of the multi-frequency control system, the signals emitted by transmitters outside the pipeline are received defined frequency, decoded in the transmitter and weitergeloitet to control the information processing processes. The revaluation and memory electronics are designed in the form of plug-in cards, which are located in a shock-resistant insertion frame 21. The reading out of the data from the memory in the pressure-resistant electronic container via a second interface, which is guided in the connector 20 to the outside

Die Elektroenergieversorgung der Elektroniksektion erfolgt über die Leistungssteckverbindung 10. The electric power supply of the electronics section via the power connector 10th

Verzeichnis der BezugszeichenList of reference numbers

11 Elektroniksektionelectronics section 1212 Führungshebelguide lever 22 "".ägerring".Ägerring" 1313 Federfeather 33 WirbelstromsensorenEddy current sensors 1414 Profilprofile 44 Federbügelspring clip 1515 Platteplate 55 Rohrwandpipe wall 1616 Wegmeßsensorendisplacement sensors 66 Trägerplattesupport plate 1717 DichtmanschettenDichtmanschetten 77 Auswerte- und SpeicherelektronikEvaluation and storage electronics 1818 LagemeßsensorenLagemeßsensoren 88th Koppelgelenkcoupling joint 1919 Gebergiver 99 Steckverbindungenconnectors 2020 Steckverbindung (Ausleseanschluß)Plug connection (read connection) 1010 LeistungssteckverbindungPower connector 2121 Einschubrahmenguide frame 1111 Räderbikes 2222 Empfangsanlagereceiving system

Claims

Diagnostic tool for the detection of defects in pipeline walls, operating according to the Wirbelstrommeßverfahren, equipped with eddy current sensors and divided into two sections, a pressure-tight electronics container and the power supply section, moved away from the product flow through the pipeline, characterized in that the diagnostic pole at the top of the electronics container Eddy current sensors are arranged in a plurality of rings in succession and offset individually and resiliently mounted, each sensor is connected via a plug connection to an analog-digital evaluation electronics positioned in the electronics container, that a multi-channel receiving device and a plurality of set to a frequency signal filter of the transmitter associated in parallel and the transmitter downstream Microcomputer is that all microcomputer are connected to a central on-board computer via interface coupling and that a separate non-volatile dig ital mass data storage is connected downstream of the on-board computer and connected to the on-board computer a Lagemeßeinrichtung and a distance measuring device via microcomputer and arranged on the mass data storage a second interface for reading the data.

2. Diagnostic Dagger according to claim 1, characterized in that the microcomputer is a single-chip microcomputer.

3. Diagnostic Dagger according to claim 1, characterized in that the displacement measuring device consists of fixed sensors, which are arranged on the frame of the wheel support of the chassis, and arranged at the edge at defined intervals signalators.

For this 2 pages drawings

Field of application of the invention

The diagnostic tool for detecting damage in pipeline walls is used in the field of non-destructive testing of materials, in particular for the detection of cracks, cracks and local corrosion on the inside of operating pipelines for liquid and gaseous media.

Characteristic of the known technical solutions

The hitherto known inspection devices for damage detection in pipeline walls work mainly according to the magnetic stray field method, as in the patents DE 2423113, US 3483466, DE 2263485, DE 2816216, DE 2136359, US 4310796 executed. You know. essentially from the technical means of material penetration, defect signal detection, signal processing and recording. The patent DE 216434 is based on the method for defect detection by means of eddy current scanning coil. The guidance of the probe coils is carried out at a distance to the pipe wall by means of styli and mechanical tracking and with electronic distance correction. The distance of the probe coil to the pipe wall requires a higher demand for electrical power. The registration of the measured values takes place by means of recording on magnetic tape, whereby the Tastspulenzahl is limited by the magnetic tape. A determination of the position of the defects on the pipe circumference and the defect parameters is not provided. For the evaluation of the measured data, the removal of the magnetic tape from the diagnostic pole is necessary.

Object of the invention

It is the object of the invention to provide a diagnostic pole for the detection of damaged areas in pipeline walls, which ensures an almost complete detection of defects and an improved determination of the defect parameters with lower energy consumption of the diagnostic pole and more comfortable handling of the information removal compared to the known inspection devices.

Essence of the invention

The technical object of the invention is to provide a diagnostic pole, which ensures a vei improved sensor contact to the material with low equipment outlay, improves the selections between interfering signals and signals real defects and eliminates a physical removal of the information carrier from the diagnostic pole. According to the invention the object is achieved in that on the circumference of the electronics section, a support ring is mounted on which are arranged in at least two rows one after the other and offset eddy current sensors. Each sensor is individually guided by means of elastically resilient brackets on the tube inner wall. The small size of the sensors constantly ensures full-surface contact with the pipe wall and thus allows testing of the welds, the weld seam transition area and in the area of roofs of the pipe. Each sensor has evaluation electronics