DE10221192B4

DE10221192B4 - Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie innerhalb von Rohren

Info

Publication number: DE10221192B4
Application number: DE10221192A
Authority: DE
Inventors: Alexandr Jurievich Bazarov; Alexandr Petrovich Desyatchikov; Nikolai Alekseevich Karasev; Sergei Pavlovich Kirichenko; Andrei Mikhailovich Slepov; Anatoly Valentinovich Smirnov
Original assignee: NGKS International Corp
Current assignee: Weatherford Technology Holdings LLC
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2022-05-14
Also published as: US6651503B2; RU2182331C1; US20020174722A1; DE10221192A1

Abstract

Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie innerhalb von Rohrleitungen, bei welchem man innerhalb einer Rohrleitung ein Fehlersuchgerät bewegen lässt mit daran angebrachten Ultraschallgebern und Mitteln zur Messung, zur Verarbeitung und zur Speicherung von Messdaten, zur Ausstrahlung von Ultraschallimpulsen während dessen Bewegung und zum Empfang von den genannten Impulsen entsprechenden Rückstrahlimpulsen, zur Gewinnung von Daten zur Laufzeit der genannten Impulse, zur Umwandlung und zur Speicherung der Messdaten, wobei während der genannten Datenumwandlung eine Folge von gewonnenen Werten für die Laufzeit der Ultraschallimpulse gebildet, eine Anzahl der gewonnenen, in einem Wertebereich liegenden Werte der Folge errechnet und in einen Speicher eingetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wertebereich eine bestimmte Breite hat und dass bei der Datenumwandlung der Wertebereich so gefunden wird, dass in ihm die höchste Anzahl der gemessenen Werte der angegebenen Folge gelegen ist; und dass in den genannten Speicher auch ein Code, der den genannten Wertebereich eindeutig beschreibt, eingetragen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie bei Rohrleitungen großer Länge, insbesondere von Öl-, Ölprodukt- und Gasfernleitungen, unter der Voraussetzung, dass zwischen Ultraschallgebern und der Rohrleitungswandung eine akustische Verbindung (z. B. mittels eines Flüssigpfropfens) herstellbar ist, und zwar bei der Bewegung eines Fehlersuchgerätes innerhalb der Rohrleitung mit an diesem angebrachten Ultraschallgebern und Mitteln zur Messung, Umwandlung und Eintragung von Messdaten in einen Digitaldatenspeicher während der Bewegung und zur Bearbeitung der nach der erfolgten Bewegung gewonnenen Daten mit dem Ziel der Identifizierung von Wandfehlern der Rohrleitung und der Bestimmung von Parametern der identifizierten Fehler und deren Standorten an der Rohrleitung.

Bekannt ist bereits ein Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie innerhalb von Rohren ( RU 20 18 817 , RU 20 42 946 , RU 21 08 569 und US 4,162,635 ), bei welchem innerhalb einer Rohrleitung sich ein Fehlersuchgerät mit daran angebrachten Ultraschallgebern und Mitteln zur Messung, Bearbeitung und Speicherung von Messdaten be wegt und bei dieser Bewegung Ultraschallimpulse ausgestrahlt und entsprechende Rückstrahlimpulse empfangen werden.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie innerhalb von Rohren (W096/13720, EP 0 304 053 , EP 0 561 867 und US 5,066,2300 ) bei Anwendung einer Methode zur Dickenmessung, bei welchem sich innerhalb einer Rohrleitung ein Fehlersuchgerät mit daran angebrachten Ultraschallgebern und Mitteln zur Messung, Bearbeitung und Speicherung von Messdaten bewegt, wobei während dieser Bewegung Ultraschallimpulse ausgestrahlt, betreffende, durch die Innen- und Außenwand der Rohrleitung zurückgestrahlte Impulse empfangen werden und die Laufzeit dieser Impulse gemessen wird.

Die Durchführung von Messungen mit einer Genauigkeit, welche für die Entdeckung und die Identifizierung von Fehlern sowie für die Ermittlung von deren Parametern ausreicht, setzt den Einsatz von Speichern mit großer Kapazität voraus, wobei jedoch bei einem innerhalb einer Rohrleitung bewegbaren Fehlersuchgerät der Raum für die Unterbringung von Datenspeichern begrenzt ist.

Die Benutzung genormter Komprimierungsmittel zum Komprimieren von in Dateien eingetragenen Daten geht abgesehen von der physikalischen Natur dieser Daten mit mehreren Datendurchgängen einher. Bei einer geringen Anzahl von Durchgängen ist die Komprimierung nicht wirksam. Die Verwendung von Archivierungsalgorithmen, wie etwa zip, arj, rar und anderen ähnlichen wirksamen Komprimierungsmitteln, setzt eine hohe Anzahl von Durchgängen der zu komprimierenden Daten voraus, wobei die Zahl der Durchgänge und somit die Archivierungszeit von dem Datentyp und der -art abhängt und nach oben nicht beschränkt ist. Aus diesem Grunde kann die Datenverarbeitungszeit die erlaubte Zeit überschreiten, wodurch sich Störungen bei der Verarbeitung weiterer Daten und folglich ein teilweiser Datenverlust ergeben können.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie innerhalb von Rohren ( US 5,460,064 ) bei Anwendung einer Methode zur Dickenmessung, bei welchem man innerhalb einer Rohrleitung ein Prüfsuchgerät mit daran angebrachten Ultra schallgebern und Mitteln zur Messung, Verarbeitung und Speicherung von Messdaten bewegen lässt, wobei während dieser Bewegung Ultraschallimpulse ausgestrahlt und betreffende, durch die Innen- und Außenwand der Rohrleitung zurückgestrahlte Impulse empfangen werden und die Laufzeit der genannten Impulse gemessen wird.

Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die den zulässigen Grenzwerten der Wanddicke der Rohrleitung entsprechenden Werte vernachlässigt und nur noch Werte gespeichert werden, die einer Wanddicke entsprechen, die unter der zulässigen Wanddicke liegt.

Bei der Defektoskopie von Rohrleitungen, bei denen Rohre mit einer Wanddicke, die außerhalb der zulässigen Grenzwerte für die zu kontrollierende Rohrleitung gelegen ist, vorliegen, werden die Messdaten für einen Abschnitt der Rohrleitung, die für diese Rohre zutreffen, in vollem Umfang gespeichert, selbst wenn die Wände der genannten Rohre keine Fehler aufweisen.

Bekannt ist auch ein Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie ( EP 0 271 670 ) bei Anwendung einer Methode zur Dickenmessung, bei welchem man ein Fehlersuchgerät innerhalb einer Rohrleitung mit an diesem angebrachten Ultraschallgebern und Mitteln zur Messung, Verarbeitung und Speicherung von Messdaten bewegen lässt, wobei bei dieser Bewegung Ultraschallimpulse ausgestrahlt und betreffende, durch die Innen- und Außenwand der Rohrleitung zurückgestrahlte Impulse empfangen werden und die Laufzeit dieser Impulse gemessen wird.

Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass von den gemessenen Werten die aufeinander folgenden Werte, die von einem vorbestimmten Wertebereich abweichen, als Funktion der Zahl der aufeinander folgenden Werte gespeichert werden.

Bei der Defektoskopie von Rohrleitungen, die aus Rohren verschiedener Typen und verschiedener Wanddicke (mit einer Wanddickendifferenz, die den Dickenmessfehler und folglich die vorgegebene Intervallbreite übertrifft) bestehen, werden die Messdaten für einen Rohrleitungsabschnitt, die der Nennwanddicke dieses Rohrleitungsabschnittes entsprechen, dem vorgegeben Intervall nicht zugeordnet und nicht verdichtet (komprimiert).

Als Prototyp für das angemeldete Verfahren gilt ein Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie innerhalb von Rohrleitungen ( EP 0 616 692 ), bei dem man innerhalb einer Rohrleitung ein Fehlersuchgerät mit daran angebrachten Ultraschallgebern und Mitteln zur Messung, Verarbeitung und Speicherung von Messdaten bewegen lässt, wobei bei dieser Bewegung Ultraschallimpulse ausgestrahlt und durch die Innen- und Außenwand der Rohrleitung zurückgestrahlte, den genannten Impulsen entsprechende Reflektionen empfangen, Daten zu den der Laufzeit der genannten Impulse entsprechenden Zeitspannen gewonnen und die Messdaten umgewandelt und gespeichert werden.

Im Laufe der Datenumwandlung bildet man eine Folge aus den gewonnenen Werten der Laufzeit der Ultraschallimpulse, errechnet die Zahl der gewonnenen Werte der Folge, welche in einem Wertebereich gelegen sind, und trägt diese in einen Speicher ein.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Wertebereich durch einen Nennwert und ein gegenüber dem Nennwert symmetrisches Fenster vorgegeben wird. Einen Nennwert ermittelt man für eine jede Folge der gewonnenen Werte durch die Mittelung der Werte aus der Folge.

Nachteilig wirkt es sich bei diesem Verfahren insbesondere aus, dass bei lang erstreckten Metallabschichtungen und ähnlichen Fehlern, mit denen die Wand eines zu kontrollierenden Rohres behaftet ist, der Mittelwert im allgemeinen außerhalb des der Nennwanddicke der Rohrleitung entsprechenden Bereiches und außerhalb des der Metallabschichtung entsprechenden Bereiches gelegen ist. Als Folge hiervon werden weder die der Nennwanddicke entsprechenden Werte, noch die den Metallabschichtungen entsprechenden Werte dem mittelwertnahen Bereich zugeordnet und somit nicht verdichtet (komprimiert).

Das anmeldungsgemäße Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie innerhalb von Rohleitungen wird derart realisiert, dass man innerhalb einer Rohrleitung ein Fehlersuchgerät mit daran angebrachten Ultraschallgebern und Mitteln zur Messung, Verarbei tung und Speicherung von Messdaten bewegen lässt, wobei während dieser Bewegung Ultraschallimpulse ausgestrahlt, diesen Impulsen entsprechende Rückstrahlimpulse empfangen, Daten zu den der Laufzeit der genannten Impulse entsprechenden Zeitspannen gewonnen, die Messdaten umgewandelt und gespeichert werden und bei dieser Datenumwandlung eine Folge aus den genannten gewonnenen Werten für die Laufzeit der Ultraschallimpulse gebildet und eine Zahl der gewonnenen, in einem Wertebereich liegenden Werte für die Folge errechnet und in einen Speicher eingetragen wird.

Das anmeldungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von dem Prototyp dadurch, dass bei der Datenumwandlung ein Wertebereich mit einer Breite ermittelt wird, in welchem die höchste Anzahl der gewonnenen Werte aus der genannten Folge gelegen ist, und in den genannten Speicher ein Code eingetragen wird, der dem dem Wertebereich eindeutig entspricht.

Das hauptsächliche technische Ergebnis, welches bei der Realisierung der anmeldungsgemäßen Erfindung erzielbar ist, besteht darin, dass sich die Speicherkapazität für die Speicherung von Daten, die für die Defektoskopie einer Rohrleitung mit vorbestimmter Länge benötigt werden, verringert oder dass sich bei nur einem Einsatz des Gerätes die zu kontrollierende Rohrleitungsstrecke bei der vorliegenden Datenspeicherkapazität verlängert.

Das Instrument für die Erreichung des erwähnten technischen Ergebnisses besteht darin, dass bei der Verarbeitung der Messdaten, welche Abschichtungen in der Rohrwand, den Rohrabschnitten mit Korrosionsfehlern großer Ausdehnung, den einer Stoßstelle der Rohre mit unterschiedlicher Wanddicke entsprechenden Datenfolgen entsprechen, gemäß der angemeldeten Erfindung ein Bereich ermittelt wird, welcher nicht einem Mittelwert, sondern dem wahrscheinlichsten Wert aus der Wertefolge entspricht. Der ermittelte Bereich entspricht entweder der Nennwanddicke des Rohres (wie dick es auch sein mag) oder einer Abschichtung in der Wand, oder der Nennwanddicke eines der unterschiedlich dicken Rohre an der Stoßstelle, oder dem sich am häufigsten wiederholenden Wert für die Tiefe eines Korrosionsangriffes mit langer Erstreckung. In allen angegebenen und ähnlichen Fällen werden die sich am häufigsten in der Folge wiederholenden Werte (innerhalb der Bereichsbreite) komprimiert.

Die gewonnenen Werte, die über den eingangs angegebenen Wertebereich hinausgehen, werden direkt in einen Digitaldatenspeicher eingetragen.

In Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung ermittelt man eine mittlere Größe des eingangs angegebenen Wertebereiches, schreibt in den Digitaldatenspeicher die mittlere Größe des angegebenen Wertebereiches und die Zahl der aufeinander folgenden gewonnenen Werte der Folge ein, die in dem genannten Wertebereich gelegen sind.

In Weitergestaltung der Erfindung wird zum Auffinden des vorerwähnten Wertebereichs ein Teil der gewonnenen Werte aus der eingangs angegebenen Folge mit in Kauf genommen. Vorteilhafterweise wird der genannte Wertebereich ausgehend von einem Intervall der gewonnenen Werte aus der vorerwähnten Folge gefunden, der mit den in einem Raumteil der Rohrleitungswand zurückgestrahlten Impulsen übereinstimmt.

Diese Einschränkung ermöglicht es, aus der Analyse zur Ermittlung der wahrscheinlichsten Werte Daten auszuschließen, die keine physikalische Information über die Wanddicke tragen, wie etwa Daten, die den Ultraschallimpulsen, die durch die Innenwand der Rohrleitung und nicht durch die Außenwand zurückgestrahlt wurden, und den Ultraschallimpulsen, die an den Mediumtrenngrenzen außerhalb der Außenwand der Rohrleitung zurückgestrahlt wurden, entsprechen.

Die vorstehend angegebene Breite des Wertebereiches beträgt zwischen 0,3 und 10% des maximal zulässigen gewonnenen Wertes in der genannten Folge. Die Realisierung des Verfahrens bei einer geringeren Breite des Wertebereiches ergibt eine ungerechtfertigte Auflösungsabnahme (mit Blick auf die für die Defektoskopie ausreichende Auflösung) und somit einen Anstieg der Menge der verdichteten (komprimierten) Daten. Bei einer größeren Breite des Wertebereiches verbessert sich jeweils die Auflösung, insbesondere bei der Kontrolle von Gasfernleitungen, und erschwert sich die Identifizierung von Wandfehlern.

Die Anzahl der Werte in der genannten Folge von Werten beläuft sich auf 200 bis 5000. Während der Messungen bildet man eine Folge von digitalisierten Werten der Laufzeit der genannten Ultraschallimpulse, wobei die Stellenanzahl der digitalisierten Werte mindestens 5 beträgt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stellenanzahl der genannten digitalisierten Werte mindestens 7, wodurch eine Auflösung in einer Größenordnung von 0,2 mm bei einer Wanddicke von ca. 25 mm erzielt wird.

Bei einer Anzahl der gewonnenen Werte in einer Folge, die weniger als der beanspruchte Wertebereich ist, geht die Effizienz des Verfahrens an fehlerfreien Abschnitten der Rohrleitung mit konstanter Wanddicke zurück, weil dabei die Zahl der entstehenden Folgen und folglich die Anzahl von Eintragungen im Speicher pro Einheit der Rohrleitungslänge anwächst.

Bei einer Anzahl der gewonnenen Werte in einer Folge, die den beanspruchten Wertebereich überschreitet, der einer Länge der Rohrleitung von ca. 16 m entspricht, verschlechtert sich die Effizienz des Verfahrens in Abschnitten der Rohrleitung mit zahlreichen Fehlern, wie etwa "Abschichtung" und ähnliche Mängel, weil bei Vorhandensein von mehreren Fehlern, wie "Abschichtung", pro Folge, deren Erstreckung diejenige eines fehlerfreien Abschnittes der Rohrleitung übertrifft, die Werte komprimiert werden, die lediglich der längsten Abschichtung entsprechen.

Im Zuge von Messungen werden Ultraschallimpulse empfangen, die durch die Innen- und Außenwand der Rohrleitung zurückgestrahlt wurden, und mittels eines durch die Innenwand der Rohrleitung zurückgestrahlten Impulses wird ein Zähler zur Erfassung einer Zeitspanne zwischen der Ankunft eines durch die Innenwand der Rohrleitung zurückgestrahlten Impulses und der Ankunft eines durch die Außenwand der Rohrleitung zurückgestrahlten Impulses gestartet.

Die genannten Zeitspannen werden ausgehend von den Zeitpunkten gemessen, bei denen der vorgegebene Schwellenwert durch ein von einem Ultraschallgeber erzeugten elektrischen Signal, das dem empfangenen Ultraschallimpuls entspricht, überschritten wird.

1 zeigt ein Ultraschall-Fehlersuchgerät zur Anwendung innerhalb von Rohren in einer der konstruktiven Ausführungen;

2 zeigt ein Schema, welches den Ablauf von Ultraschallimpulsen in einem fehlerfreien Abschnitt eines Rohres und in einem Abschnitt mit einem Fehler von der Art "Abschichtung" veranschaulicht;

3 zeigt eine durch ein Ultraschall-Fehlersuchgerät gemessene Abhängigkeit der Wanddicke einer Rohrleitung von der innerhalb der Rohrleitung zurückgelegten Strecke in einem Abschnitt der untersuchten Rohrleitung;

4 zeigt ein Histogramm, das die Verteilung der Meßwerte für die Wanddicke einer Rohrleitung bei einer Folge von Werten veranschaulicht, die dem untersuchten Rohleitungsabschnitt mit einem Fehler von der Art "Abschichtung" entspricht;

5 zeigt eine Abhängigkeit des Verdichtungsfaktors von der innerhalb einer Rohrleitung zurückgelegten Strecke bei einem untersuchten Rohrleitungsabschnitt ;

6 zeigt eine grafische Darstellung von Messdaten zur Wanddicke einer Rohrleitung für einen untersuchten Rohrleitungsabschnitt, welche Schweißnähte erkennen läßt;

7 zeigt eine grafische Darstellung von Messdaten zur Wanddicke einer Rohrleitung für einen untersuchten Rohrleitungsabschnitt, welche Metallkorrosionsverluste erkennen lässt.

Im Zuge von Untersuchungen zum Auffinden von Lösungen, welche den Verdichtungsgrad von Daten bei Anwendung von in der Geschlossenen Aktiengesellschaft "Neftegaskomplektcervice" entwickelten und gebauten Ultraschall-Fehlersuchgeräten zur Untersuchung von Rohrleitungen mit einer Nennweite zwischen 10'' und 56'' und einer veränderlichen Wanddicke bezweckten, wurde das dargelegte Verfahren zur Defektoskopie entwickelt.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform gebaute Fehlersuchgeräte besitzen eine Passierbarkeit von etwa 80% der Nennweite einer Rohrleitung und einen minimalen gangbaren Krümmungshalbmesser von ca. 1,5 m des Rohrleitungsdurchmessers. Die Fehlersuchgeräte sind bei Temperaturen des beförderten Mediums von 0°C bis 50°C betreibbar und halten einem Mediumdruck von rd. 80 atm stand. Bei den Fehlersuchgeräten sind Explosionsschutzarten wie "Explosionsdichte Hülle", "eine Sonderart des Explosionsschutzes" vorgesehen, der Stromverbrauch der Geräte beträgt max. 9 A.

Ein Ultraschall-Fehlersuchgerät zur Untersuchung im Inneren einer Rohrleitung mit 38'' bis 56'' Durchmesser und einer Wanddicke zwischen 4 und 23,5 mm gemäß einer vorteilhaften Gestaltung ist in 1 gezeigt. Es umfasst ein Gehäuse 1, welches eine explosionsdichte Hülle ist, in welcher eine Stromquelle und eine elektronische Apparatur zur Messung, Verarbeitung und Speicherung der gewonnenen Messwerte unter Anwendung eines Computer, welcher die Arbeitsweise des Fehlersuchgerätes bei dessen Bewegung innerhalb der Rohrleitung steuert, vorgesehen sind. Als Stromquelle dienen Akku- oder galvanische Batterien mit ca. 1000 Ah Kapazität.

Im Endteil des Fehlersuchgerätes sind Ultraschallgeber 2 angeordnet, die Ultraschallimpulse abwechselnd ausstrahlen oder empfangen. Am Fehlersuchgerät angebrachte Polyurethan-Manschetten 3 sorgen für eine Zentrierung des Fehlersuchgerätes im Innern einer Rohrleitung und für eine Fortbewegung des Fehlersuchgerätes unter Einwirkung eines Stromes des über die Rohrleitung beförderten Mediums. Die Räder von am Gehäuse des Fehlersuchgerätes angeordneten Odometern 4 werden an die Innenwand der Rohrleitung angedrückt. Während der Bewegung des Fehlersuchgerätes wird die Information über die durch die Odometer gemessene Länge der zurückgelegten Strecke in einen Speicher eines Bordcomputers eingetragen, so dass nach Beendigung des diagnostischen Durchlaufes und nach der Verarbeitung der gesammelten Daten die Lage von Fehlern an der Rohrleitung und die eigentliche Stelle der späteren Ausbaggerung und der Reparatur der Rohrleitung ermittelt werden.

Die Vorrichtung funktioniert wie folgt.

Man bringt das Fehlersuchgerät in eine Rohrleitung hinein und betätigt das Fördern des Produktes (Öl, Ölprodukt) über die Rohrleitung. Während der Bewegung des Ultraschall-Fehlersuchgerätes im Innern der Rohrleitung strahlen die Ultraschallgeber diskontinuierlich Ultraschallimpulse 24, 27 (2) aus, die zum Teil durch die Innenwand der Rohrleitung 21, die Außenwand der Rohrleitung 22 oder in einem Bereich 23 eines Fehlers, wie Metallabschichtung (Rissbildung) in der Rohrwand, zurückgestrahlt werden. Nach Ausstrahlung der Ultraschallimpulse werden die Ultraschallgeber auf den Empfang der zurückgestrahlten Impulse umgeschaltet und empfangen die durch die Innenwand zurückgestrahlten Impulse 25, 28 und die durch die Außenwand des Rohres zurückgestrahlten Impulse 26 bzw. die im genannten Bereich des Wandfehlers zurückgestrahlten Impulse 29.

Der elektrische Impuls, durch welchen der Ultraschallgeber zur Ausstrahlung eines Ultraschallimpulses betätigt wird, startet gleichzeitig einen Zähler zur Erfassung einer Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt der Ausstrahlung des Ultraschallimpulses und dem Zeitpunkt des Empfanges eines betreffenden, durch die Innenwand des Rohres zurückgestrahlten Impulses. Der elektrische Impuls, der durch die Signalverarbeitungsmittel als durch den Ultraschallgeber empfangener Ultraschallimpuls identifiziert wurde, stoppt den Zähler zur Erfassung der Zeitspanne, die der Laufzeit des Impulses hin bis zur Innenwand und zurück entspricht, und startet um die gleiche Zeit einen Zähler zur Erfassung einer Zeitspanne zwischen dem Empfang eines durch die Innenwand des Rohres zurückgestrahlten Impulses und dem Empfang eines betreffenden, durch die Außenwand des Rohres oder im Fehlerbereich zurückgestrahlten Impulses.

Die gewonnenen Daten zu den Zeitspannen, die der Laufzeit der Ultraschallimpulse entsprechen, werden umgewandelt und in einen Digitaldatenspeicher des Bordcomputer eingetragen.

Im Laufe der genannten Datenumwandlung bildet man eine Folge aus 512 gewonnenen 7 stelligen Zahlenwerten der Laufzeit von Ultraschallimpulsen. Danach sucht man einen Wertebereich mit einer Breite von ca. 2% des maximal zulässigen Wertes der Folge auf, in welcher die meisten Werte der Folge gelegen sind. Man errechnet und trägt in den Speicher die Zahl der Werte der Folge ein, die im Wertebereich gelegen sind, in welchem die größte Zahl der Werte aus der genannten Folge liegt.

Für eine jede gebildete Folge werden in den Digitaldatenspeicher ein Mittelwert des angegebenen Wertebereiches und die Anzahl der aufeinander folgenden Werte, die im angegebenen Wertebereich gelegen sind, eingeschrieben. Die Information über den Mittelwert des Bereiches und über den vorgegebenen Zahlenwert der Bereichsbreite lässt den gefundenen Bereich eindeutig identifizieren.

Die Messdaten werden verarbeitet und in den mit Festkörperbauelementen bestückten Speicher des Bordcomputer eingetragen.

3 zeigt eine Abhängigkeit der Wanddicke einer Rohrleitung über die Länge der Rohrleitung. Die Abschnitte 31, 32 und 33 in 3 entsprechen den Rohrleitungsabschnitten, in denen Rohre mit unterschiedlicher Nennwanddicke eingesetzt sind, nämlich 10 mm bei dem Abschnitt 31, 8,2 mm bei dem Abschnitt 32 und 10 mm bei dem Abschnitt 33. Der Unterschied der Nennwanddicke beträgt 1,8 mm, wobei die entsprechend der anmeldungsgemäßen Erfindung erreichbare Auflösung für die Wanddicke 0,2 mm ausmacht. Es ist offensichtlich, dass die Benutzung des vorgegebenen zulässigen Wertebereiches der Wanddicke, bei dem Messwerte vernachlässigt werden, wenn sie diesem zugeordnet sind, bei der Untersuchung derartiger Rohrleitungen unmöglich ist. Währenddessen wird durch die Realisierung des anmeldungsgemäßen Verfahrens die Verdichtung der Daten ermöglicht, die den Rohren jedes von den angegebenen Typen, darunter dem Rohr eines der Typen mit an der Stoßstelle der Rohre unterschiedlicher Wanddicke, entsprechen.

4 zeigt ein Histogramm, das die Verteilung der Messdaten für die Wanddicke einer Rohrleitung in einer Folge aus 512 Werten veranschaulicht, die durch einen der Ultraschallgeber gemessen wurden, welche Folge einem ca. 1,7 m langen untersuchten Rohrleitungsabschnitt mit einem Fehler von der Art "Abschichtung" entspricht. An einer Achse N sind digitalisierte Werte für die Laufzeit der Ultraschallimpulse in der Wandung der Rohrleitung dargestellt. An einer Achse n ist eine Wertedichte für die Laufzeit (die Anzahl jeder der Zahlenwerte in der Folge) dargestellt. Bei dieser Ausführungsform entspricht jeder digitalisierte Wert einem Intervall stofflicher (physikalischer) Werte mit einer Breite, die gleich 1 ist. Der größte Teil der Werte aus der Folge 41, 4, entspricht dem Nennwert der Wanddicke der Rohrleitung mit einem Mittelwert von 75, ein Teil der Werte (Bezugsziffer 42) mit einem Mittelwert 43 entspricht einem Wandfehler der Rohrleitung von der Art "Abschichtung" mit einer pauschalen Länge von rd. 25 cm. Die Ermittlung des Verdichtungsbereiches ausgehend von einem Mittelwert der Folge ergab einen Mittelwert von 67.

Bei einer aus 3 Werten bestehenden Breite des Bereiches werden unter Anwendung des gefundenen Mittelwertes aus der Folge in etwa 1% der Werte aus der Folge verdichtet.

Bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren ermittelt man einen Bereich (gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das der Bereich mit einer Breite aus 3 Werten), in welchem die größte Zahl der Werte aus der angegebenen Folge gelegen ist, wobei der gefundene Bereich für die vorliegende Folge von Werten zwischen 74 und 76 liegt. Dabei werden in etwa 25% der Daten aus der Folge verdichtet.

Bei einer anderen Ausführungsform werden bei einer Breite des Bereiches aus 9 Werten und bei Anwendung des gefundenen Mittelwertes aus der Folge etwa 6% der Daten aus der Folge verdichtet.

Bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren ermittelt man dagegen einen Bereich mit einer Breite aus 9 Werten, in welchem die größte Zahl der Werte aus der genannten Folge gelegen ist, wobei der gefundene Bereich für die vorliegende Wertefolge zwischen 72 und 80 gelegen ist. Verdichtet werden dabei ca. 78% der Daten aus der Folge.

Nach Beendigung der Kontrolle des vorgegebenen Rohrleitungsabschnittes wird das Fehlersuchgerät aus der Rohrleitung herausgezogen, und die bei dem diagnostischen Durchlauf gesammelten Daten werden in einen außerhalb des Fehlersuchgerätes befindlichen Computer eingegeben.

Die spätere Auswertung der gespeicherten Daten ermöglicht Wandfehler der Rohrleitung zu identifizieren und deren Lage an der Rohrleitung mit dem Ziel der Reparatur der fehlerhaften Stellen der Rohrleitung zu bestimmen.

5 zeigt eine Abhängigkeit des Verdichtungsfaktors K von der innerhalb einer Rohrleitung zurückgelegten Strecke L für einen Rohrleitungsabschnitt. Der Verdichtungsfaktor K ist ein Verhältnis zwischen dem Raum, den die gewonnenen Ultraschalldaten nach direkter Eintragung in den Speicher einnehmen, und dem Raum, den die gewonnenen Ultraschalldaten nach der Eintragung in den Speicher nach deren Verdichtung einnehmen.

6 und 7 zeigen Fragmente einer grafischen Darstellung von Daten, welche nach einem diagnostischen Durchlauf eines Fehlersuchgerätes gewonnen wurden und welche Besonderheiten einer Rohrleitung und deren Wandfehler zu identifizieren ermöglichen. An einer Achse L, 6, 7, ist die Länge der Rohrleitung längs ihrer Achse und an einer Achse LR die Länge der Umfangslinie in der Schnittebene der Rohrleitung dargestellt. Die schwarzen Punkte in der Abbildung weisen darauf hin, dass an diesen Rohrstellen eine Abweichung des Wertes der gemessenen Wanddicke des Rohres von dem Nennwert des vorliegenden Rohrleitungsabschnittes einen Schwellenwert überschreitet. In 6 werden typische Besonderheiten von Rohrleitungen wie Schweißlängsnähte 61, 62 der Rohre, eine Schweißnaht zwischen den Rohren 63, ein Be- und Entlüftungsventil 64 identifiziert. 7 zeigt typische Korrosionsangriffe 71 von Rohrleitungen, die nach der Durchführung der Ultraschalldefektoskopie gemäß dem anmeldungsgemäßen Verfahren erkannt wurden.

Claims

Verfahren zur Durchführung einer Ultraschalldefektoskopie innerhalb von Rohrleitungen, bei welchem man innerhalb einer Rohrleitung ein Fehlersuchgerät bewegen lässt mit daran angebrachten Ultraschallgebern und Mitteln zur Messung, zur Verarbeitung und zur Speicherung von Messdaten, zur Ausstrahlung von Ultraschallimpulsen während dessen Bewegung und zum Empfang von den genannten Impulsen entsprechenden Rückstrahlimpulsen, zur Gewinnung von Daten zur Laufzeit der genannten Impulse, zur Umwandlung und zur Speicherung der Messdaten, wobei während der genannten Datenumwandlung eine Folge von gewonnenen Werten für die Laufzeit der Ultraschallimpulse gebildet, eine Anzahl der gewonnenen, in einem Wertebereich liegenden Werte der Folge errechnet und in einen Speicher eingetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wertebereich eine bestimmte Breite hat und dass bei der Datenumwandlung der Wertebereich so gefunden wird, dass in ihm die höchste Anzahl der gemessenen Werte der angegebenen Folge gelegen ist; und dass in den genannten Speicher auch ein Code, der den genannten Wertebereich eindeutig beschreibt, eingetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die angegebenen gewonnenen Werte, die über den Wertebereich hinausgehen, in einen Digitaldatenspeicher direkt eingetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelwert für den Wertebereich ermittelt wird und der gefundene Mittelwert und die Zahl der im angegebenen Wertebereich liegenden, aufeinander folgenden gewonnenen Werte in den Digitaldatenspeicher eingetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auffinden des angegebenen Wertebereichs ein Teil der gewonnenen Werte aus der Folge herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des im Wertebereiches zwischen 0,3 und 10% des maximal zulässigen gewonnenen Wertes aus der Folge liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gewonnenen Werte der Folge 200 bis 5000 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Messungen eine Folge digitalisierter Werte für die Laufzeit der Ultraschallimpulse gebildet wird, wobei die Stellenzahl der angegebenen digitalisierten Werte mindestens 7 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufzeit der Ultraschallimpluse ausgehend von den Zeitpunkten einer Überschreitung eines vorgegebenen Schwellenwertes durch ein elektrisches, dem empfangenen Ultraschallimpuls entsprechendes Signal des Ultraschallgebers gemessen werden.