DE1816207A1 - Verfahren zur zerstoerungsfreien Materialpruefung und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zur zerstörnngsfreien Materialprüfung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung. Sie betrifft insbesondere eine verbesserte Vorrichtung zur magnetischen Überprüfung von Pipelines aus Stahl u.ä.
• Es ist bekannt, daß Stahl-Pipelines zum Transport von Materialien wie Öl und Gas verwendet werden und daß diese Pipelines einem sehr hohen Innendruck ausgesetzt sind.
• Wenn die Wand an einer bestimmten Stelle der Pipeline einen Riß oder einen Bunker enthält oder wenn diese Wand andere Anomalitäten auveist, so führt der hohe Druck früher oder später zu einem Leck oder zu einem plötzlichen Bruch.
• Ein Pipeline-Defekt, wie beispielsweise ein dünner Riß oder ein Bunker kann während der Herstellung entstehen und mittels konventioneller Methoden oder durch visuelle Inspektion fesgestellt werden, bevor die Pipeline zusammengeschweißt wird, Der Defekt kann sich aber auch während des Zusammenfügens der einzelnen Röhren oder wahrend des Schweißens herausbilden In einem solchen Palle kann der Defekt nicht durch konventionelle Inspektionsmethoden festgestellt werden.
• Es ist ferner bekannt, daß eine Pipeline durch elektrolytische Korrosion beschädigt werden kami, nachdem sie aus einzelnen Röhren zusammengesetzt und in Betrieb genommen ist. ln einem solchen Falle kann ein durch die Korrosion verursachter Defekt erst lange nach der Fertigstellung der Pipeline in jßrscheinung treten.
• Es sind viele Verfahren entwickelt worden, um Lecks in Stahl-Pipelines festzustellen. Die beste Technik ist es jedoch, ein Testgerät an dem stromaufwärtsseitigen Ende der Pipeline einzusetzen und dieses Testgerät durch den in der Pipeline herrschenden Gas- oder Flüssigkeitsstrom zu dein anderen Ende der Pipeline treiben zu lassen. Ein solches Gerät, im angloamerikanischen Sprachgebiet als "pig" bezeichnet, kann nit Mitteln zur Erzeugung eines konstanten magnetischen Feldes oder Flusses versehen sein, welcher die Pipeline-Wand in den Bereich des Gerätes durchdringt. Ferner können an dem Gerät Mittel zur Messung der Intensität des umgebenden Magnetflusses vorgesehen sein, mit denen die Variationen der Intensität des Flusses (in @ezug auf den Abstand) aufgezeichnet werden kann, um eine Anzeige der Existenz und des Ortes von Lunkern, dünnen Rissen, kleinen Löchern oder anderen Defekten zu erhalten.
• Es ist offensichtlich, daß ein Defekt der zuvor beschriebenen Art an jedem Punkt des Umfangs und der Länge der Pipeline auftreten kann. Aus diesem Grunde ist es nötig, die ?ipelliie sowohl über ihren gesamten Umfang als auch über ihre gesamte Länge zu prüfen, Es ist deshalb aus dem gleichen Grunde notwendig, einen Magnetfluß zu erzeugen, welcher im wesentlichen gleich in seiner Intensität über den gesamten Umfang der Pipeline nächst dem Gerät ist. Außerdem muß das Gerät mit Detektoren versehen sein, die eine vollkommene Prüfung über 3600 innerhalb der Pipeline zu allen Zeiten während der Testoperation garantieren.
• Obwohl diese Maßnahmen im Konzept relativ einfach erscheinen, ist es eine Tatsache, daß nach dem Stand der Technik weder derartige Prufverfahren noch Geräte bekannt sind, mit denen ein über den ganzen Umfang konstanter Magnetfluß erzeugt und damit eine vollständige sich über den ganzen Umfang erstreckende Prüfung der Wandung von konventionellen Öl-oder Gas-Pipelines durchgeführt werden kann. Ein typisches Pipeline-Prüfgerät ist relativ schwer und tendiert aus diesem Grunde dazu, sich auf dem Boden der ripeline niederzusetzen.
• Der Magnetfluß wird durch magnetische Schuhe oder andere Vorsprünge erzeugt, welche gegen die Innenwand der i-i-teline gerichtet ist. Dabei ist es nötig, diese Schuhe mit einer Kraft gegen die Innenwand der Pipeline.zu drücken, die stärker nach oben wirkt als nach unten, un der Tendenz entgegenzuwirken, daß sich das schwere Gerät am Boden der Fipeline absetzt. Unglücklicherweise enthalten jedoch tau tische Pipelines viele Windungen und biegungen und wenn die verschiedenen Magnetschuhe oder anderen Vorsprünge mit einer nach oben gerichteten ausreichenden Kraft gegen die Pipeline-Wandung gedrückt werden, uui einen konstanten magnetischen Fluß über den gesamten Umfang der Pipeline zu erzeugen, dann ist das Gerät oft nicht in der Lage, all diesen Windungen und Biegungen zu folgen und uleibt deshalb in der Pipeline stecken. In einem solchen Falle muß die Pipeline entleert und aufgeschnitten werden, ui2 das Gerät zu befreien oder ein zweites Gerät zur durch die Pipeline getrieben werden, das lurch seinen Aufprall auf das stec-engebliebene Gerät dieses wieder loslöst und zur Fortsetzung seiner Bewegung veranlaßt.
• Außerdem ist es nötig, die Detektorschuhe in dem Gerät so anzuordllen, daj? ein über 360° konstanter Kontakt mit der Innenwandung der Piueline aufrechterhalten wird, wenn eine vollständige Prüfung der Pipeline über den ganzen Umfang zu allen Zeiten und Wuer die ganze Länge erreicht werden soll. Die bereits zuvor ausgeführt wurde, enthält jedoch eine typische Pipeline viele Windungen und Biegungen entlang ihrer Länge, und es ist unbedingt notwendig, daß das Gerät in der Lage ist, jeder dieser Windungen während seines Weges zwischen dem einen und dem anderen Ende der Pipeline zu folgen. Obwohl es notwendig ist, daß jeder Detektorschuh einen konstanten Kontakt mit der Innenwand der Pipeline aufrechterhält, ist es auch erforderlich, daß die Schuhe genügend flexibel sind, so daß sie die Bewegung des Gerätes beim Durchgang durch die Windungen und Biegungen nicht behindern. Es ist eine Tatsache, daß keines der nach dem Stand der Technik bekannten Geräte Detektorschuhe und Kopplungsglieder hat, welche in der Lage sind, einen konstanten Kontakt aufrechtzuerhalten, wobei sie gleichzeitig genügend flexibel in den Windungen und Biegungen der Pipeline sind. Außerdem ist es Ait den herkönunlichen Geräten nicht möglich, eine sich über den ganzen Umfang erstreckende Prüfung der Pipeline zu allen Zeiten durchzuführen.
• Erfindungsgemäß sollen nun die den nach dem Stand der Technik bekannten Geräten anhaftenden Nachteile verrnieden werden, indem neue Verfahren und Geräte vorgeschlagen werden, welche eine genauere Prüfung und Testung der Pipelines nach Bunkers oder Defekten zulassen. Eine bevorzugte Ausführungßfomn der vorliegenden Erfindung betrifft ein verbessertes Gerät, das mit mindestens einer ein Magnetfeld erzeugenden Spule versehen ist, welche konzentrisch auf einem magnetischen Kern angeordnet ist, der entlang der Achse des Gerätes verläuft.
• wächst den Enden des Kernes sind ein Paar Kontaktanordnungen vzie Stahlbürsten vorgesehen, deren Borsten kontinuierlich gegen die Innenwand der Pipeline über deren gesamten Umfang drücken. Auf diese Weise leiten die Borsten den magnetischen Fluß, der durch den magnetisierten Kern erzeugt wird, in und durch den gesamten Umfang der Pipeline. Das Gerät ist vorzugsweise auch mit einem Paar voneinander beabstandeter Puhrungs-oder Trägeranordnungen wie Gummikappen versehen, so daß das Gewicht des Gerätes nicht direkt auf den Bürsten ruht. Jede Bürste ist vorzugsweise mit genügend Borsten versehen, so daß eine wirksame magnetische Kopplung zwischen dem Kern und der Röhre besteht. Es ist jedoch auch notwendig, daß die Bürsten genügend elastisch sind, so daß die Borsten die Innenwand der Pipeline nicht beschädigen. Außerdem sollen die Bürsten die Bewegung des Gerätes durch die Pipeline nicht behindern.
• Ein wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung ist außerdem, daß die Detektorschuhe in einem im wesentlichen konstanten Kontakt mit der Wandung der Pipeline gehalten werden, da die Leckanzeige stark verschlechtert wird, wenn der Detektor sich von der Pipeline entfernt. In der vorliegenden ErSindung wird das dadurch ereicht, daß jeder Detektorschuh am Ende eines mit einer Feder vorgespannten Armes sitzt, welcher das Bestreben hat, den Schuh kontinuierlich gegen die Innenseite der Pipeline zu drücken.
• Es ist jedoch zu bedenken, daß das Gerät sich mit einer relativ hohen Geschwindigkeit durch die Pipeline bewegen kann und daß aus diesem Grunde die Schuhe über die Unregelmäßigkeit in der Pipeline-Wandung springen. Diese Unregelmäßigkeiten können beispielsweise die Folge von Windungen, Biegungen, Ventilsitzen oder Durchmesseränderungen sein. Dementsprechend können die Detektorschuhe schwenkbar an dem Detektorarm angesetzt sein, so daß die Gleitkanten der Schuhe das Bestreben haben, den Unregelmäßigkeiten in der Pipeline-Wandung zu folgen.
• Abgesehen davon, daß man mit der zuvor beschriebenen Maßnahme eine Verbesserung gegenüber einer Detektoranordnung erreicht hat, bei der der Schuh fest mit dem Arm verbunden ist, hat man festgestellt, daß der Schuh bei einem Vorbeigleiten an Wandungsunregelmäßigkeiten dann die Tendenz hat, weniger zu 1?flattern1!, wenn er mit dem Arm an einem Punkt verbunden ist, der vor dem geometrischen Zentrum des Schuhes liegt. Andererseits kann der Verbindungspunkt zwischen dem Schuh und dem Arm auch im wesentlichen hinter dem geometrischen Zentrum des Schuhes angeordnet werden. In diesem Falle vermag die Leitkante des Schuhes, den Unebenheiten in der Leitungswandung leichter zu folgen und die Hinterkuinte des Schuhes neigt weniger zum Flattern, wenn der Schuh über die Unebenheiten gleitet.
• Diese und andere Sinzelhei-ten und Vorteile der vorliegenden Erfindung genen aus der nachfolgenden Beschreibung noch klarer hervor. Dabei wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genonen. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des Gerätes, das sich in einer Pipeline befindet, wobei gewisse Einzelheiten der Erfindung erkennbar sind, Fig.2 einen Querschnitt durch das Gerät, der ebenfalls gewisse Teile der Erfindung erkennen läßt, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil des Gerätes nach Fig. 1, wobei ein Teil des Gerätes erkennbar ist, Fig. 4 einen anderen Schnitt durch das Gerät nach Fig. 1, wobei ein a-nderer Teil zu erkennen ist, Fig. 5 eine Detailansicht eines Detektorarries und einer Schuhanordnung, welche eine Alternativausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 6 eine funktionelle Darstellung der Kontaktflächen der Detektorschuhe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 1 zeigte eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes. Lan erke-nnt einen Abschnitt einer typischen Pipeline 2, in welchen sich das Gerät zum Prüfen der metallischen Wandung der Pipeline auf Bunker oder andere Defekte befindet, Das Gerät enthält einen Selenoid 4, welcher um einen magnetisierbaren Kern (s. Fig. 2) zur Erzeugung eines magnetischen Gleichfeldes angeordnet ist. An den Enden des Kernes befindet sich jeweils eine Bürstenanordnung 6 und 8 mit Stahlborsten, die zur Bettung des magnetischen Flusses von dem magnetisierten Kern in die Wandung der Pipeline 2 dienen.
• Wie zuvor schon ausgeführt wurde, ist es günstig, wenn die Bürstenanordnungen 6 und 8 nicht den wesentlichen Teil des Gewichte des Gerätes tragen. Aus diesem Grunde sind Führungsteile oder Trägeranordnungen 10 und 12 vorgesehen, welche an jedem Ende des Gerätes sitzen und das Gerät in der Pipeline 2 tragen. Diese Führungsteile 10 und 12 können konventioneller Art sein und sind ausreichend anpassungsfähig, so daß sie die Bewegung des Gerätes durch die Pipeline 2 nicht wesentlich behindern. Es ist jedoch auch Aufgabe des vorderen FAhrungsteiles 10, die von hinten gegen das Gerät drückende i'lüssigkeit aufzuhalten, so daß das Gerät durch die Pipeline 2 vorvrärtsgedrückt wird.
• Wie bereits zuvor ausgeführt wurde, ist es Aufgabe des Gerätes, eine Anzeige von Lunkern und Defekten entlang der Länge der Pipeline zu machen. Dementsprechend sind ein Paar Detektor einheiten 14 und 16 vorgesehen, welche eine Vielzahl von genau beabstandeten Magnetflußdetektoren 18 und 20 umfassen.
• Die Detektoreinheiten 14 und 16 können wischen den zwei Bürstenanordnungen 6 und 8 sowie konzentrisch um den Selenoid 4 und den Kern angeordnet sein. Wie später noch im Detail erklärt wird, sind die Detektoreinheiten 14 und 16 zueinander winkelig angeordnet, so daß die Detektoren 18 und 20 zueinander längs der Pipeline 2 nicht in Flucht stehen.
• Das Gerät nach Fig 1 muß mit einer Leistungsquelle, mit Auf£eichnungsscllaltungen u.ü. vers ehen sein. Dementsprechend ist eine Leistungsstufe 22 vorgesehen, welche eine konventionelle Leistungsquelle und Signalspeicherschaltung enthält.
• Die Leistungsstufe 22 kann in einem selbständigen Gehäuse angeordnet sein, welches mit dem gerät durch einen Stift 26 oder andere Verbindungsmittel verbunden ist, die eine flexible Verbindung zwischen dem Gerät und der Leistungsstufe ernö51ichen. Das Gehäuse 24 kann auch mit einem oder mehreren Einheiten 28 versehen sein, die es in der Pipeline 2 halten und dazu beitragen, daß die in der Pi(eline 2 strömende Flüssigkeit (oder das strömende Gas) das gesamte Gerät in der zuvorbeschriebenen Weise vorwärtstreiben.
• Die Fühlerelemente (nicht dargestellt) in den Detektoren 18 und 20 können Spulen enthalten, die auf Wirbelströme oder auf Streuflüsse reagieren, wie es zuvor beschrieben vnirde.
• die später noch im Detail erklärt wird, kann jeder Detektor 18 oder 20 gelenkig mit der Basisplatte 30 oder 32 verbunden sein. Außerdem kann jeder Detektor 18 oder 20 mit einer Hauptfeder 34 derart vorgespannt sein, daß er konstant nach außen gegen die Innenwand der Pipeline 2 gedrückt wird. Wie zuvor ausgeführt wurde, ist es jedoch besonders vmnschenswert, daß jeder Detektor 18 oder 20 leicht den Unregelmäßigkeiten und Deformationen in der Außenwandung der Pipeline 2 folgt, d.h. es soll ein ständiger Kontakt aufrechterhalten bleiben.
• Dementsprechend ist jede Detektorschuhanordnung 36 vorzusweise auch individuell gelenkig mit dem Detektor 18 oder 20 in einer besonderen Weise verbunden, so daß ein besseres Nachführen der Detektorschuhanordnungen 36 auf den Unregelmäßigkeiten und Deformationen in der Pipeline 2 möglich ist.
• Fig. 2 zeigt einen anderen Schnitt durch das Gerät nach Fig. 1.
• Insbesondere erkennt man den magnetisierbaren Kern 40 mit dem Selenoid 4, der konzentrisch wn den Kern 40 angeordnet ist.
• Der Selenoid 4 besteht aus einer Vielzahl von Drahtwindungen 42, die von einer Schutzbedeckung 44 umgeben sind. Ferner ist der Selenoid 4 auf dem Kern 40 durch zwei kreisförmige Endplatten 46 und 48 in Position gehalten. Die Itetallbürstenanordnung 6, welche am vorderen Ende des Gerätes sitzt, umfaßt eine kreisförmige Frontplatte 50, eine Zentralplatte 52 und eine rückwärtige Platte 54, die eng anliegend auf dem Kern 40 sitzen. Die Endplatte 46 und die Drahtwindungen 42 werden auf diese Weise in Position gehalten. Die Frontplatte 50, die zentrale Platte 52 und die rückwärtige Platte 54, die aus einem magnetisierbaren Material wie beispielsweise Stahl hergestellt sind, sind zu einer einheitlichen Struktur zusammengesetzt, indem sie mit einem rohrförmigen Burstenträger 56 umgeben sind, welcher eine Vielzahl von Stahlborsten 58 trägt, die sich von seiner Außenfläche aus nach außen erstrecken.
• Die rückwärtige Bürstenanordnung 8 ist ähnlich aufgebaut.
• Sie umfaßt eine Frontplatte 60, eine zentrale Platte 62 und eine rückwärtige Platte 64,- die eng anliegend und konzentrisch auf dem Kern 40 sitzen, Die Platten sind zu einer einheitlichen Struktur zusammengefügt, wobei sie von einem röhrenförmigen Bürstenträger 66 umgeben sind, der eine Vlelzahl ton Stahlborsten 68 trägt, die sich von seiner Außen fläche aus nach außen erstrecken. Die Frontplatte 60, die zentrale Platte 62 und die rückwärtige Platte 64 der rückwärtigen Bürstenanordnung 8 sind vorzugsweise mit Aperturen 70 versehen, durch welche elektrische Leitungen 72 geführt werden können, mit denen der elektrische Strom von der Leistungseinheit 22 zu den Detektoren 18 und 20 und zu dem Selenoid 4 geleitet werden kann (die Leitung zu dem Selenoid 4 ist nicht gezeigt).
• Die rückvrnrtige Bürstenanordnung 8 ist an dem Kern 40 durch Bolzen 71 befestigt, die durch die Frontplatte 60 und ein rückwärtiges Planschteil 74 des Kernes 40 geführt sind.
• Die vordere Bürstenanordnung kann auf ähnliche Weise mit dem Kern 40 durch Bolzen 76 verbunden sein, die durch die Frontplatte 50 und ein vorderes Blanschteil 78 des Kernes 40 geführt sind. Das in Fig. 1 allgemein dargestellte vordere Führungsteil 10 umfaßt, wie man in Fig. 2 erkennt, ein röhrenförmiges Metallgehäuse 80, welches konzentrisch um den Kern 40 angeordnet, aber an der Frontplatte 50 der vorderen Bürstenanordnung 6 mittels Bolzen 82 befestigt ist. Auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses 80 ist ein vorderes PAhrungselement 84 und ein dahinter angeordnetes schalenförmiges Führungselement 86 befestigt. Beide Fhhrungselemente 84 und 86 sind vorzugsweise aus elastischem Material wie Gummi oder neopren, Das schalenförmige Führungsteil 86 ist vorzugsweise mit einer rückwärtigen Verlängerung 88 versehen, die dazu beiträgt, daß die in der Pipeline geführte Flüssigkeit (oder das Gas) das Gerät vorwärtstreibt. Die Führungselemente 84 und 86 können miteinander fest verbunden sein und außerdem an dem Gehäuse 80 befestigt sein. Zur Befestigung dienen eine vordere und eine hintere Halteplatte 90 und 92, welche vor zugsweise miteinander durch einen oder mehrere Bolzen 94 verschraubt sind, wie aus k'ig. 2 zu ersehen ist.
• Das in Fig. 1 allgemein gezeigte rticlrwärtige Führungsteil 12 umfaßt, wie Pig. 2 zeigt, ein röhrenförmiges Metallgehäuse 100 sowie ein vorderes und ein dahinter angeordnetes Führungselement 102 und 104, die miteinander durch einen oder mehrere Bolzen 107 verbunden sind. Das Gehäuse 10 kann an der Frontplatte 60 der rückwärtigen Bürstenanordnung 8 durch geeignete Mittel wie beispielsweise einen oder mehrere Bolzen (nich-t dargestellt) befestigt sein, wie es analog auch bei dem vorderen Führungsteil 10 der Fall ist. Außerdem soll hier bemerkt werden, daß das schalenförmige Führungselement 104 ebenfalls mit einer sich nach rückwärts erstreckenden Verlängerung 106 versehen ist. Sowohl das vordere Ende llO als auch das drückt wärtige Ende 112 des Kernes 40 können mit Löchern 114 und 116 versehen sein, die zur Verbindung des Kernes mit anderen Komponenten dienen. Wie man aus Fig. 1 erkennt, kann an das rückwärtige Ende 112 des Kernes 40 eine Leistungseinheit 22 mit tels eines Stiftes 26 angekoppelt sein, der durch das Loch 116 gesteckt ist.
• Wie bereits zuvor ausgeführt wurde, sind an dem Gerät zwei Detektoranordnungen 14 und 16 vorgesehen, welche zwischen den beiden Bürstenanordnungen 6 und 8 sitzen, die als Polstücke dienen, wenn der Kern 40 durch den Selenoid 4 magnetisiert wird. Die vordere Detektoranordnung 14 besteht aus sechs einzelnen Detektoren (s. Pig. 3), die untereinander einen gleichen Abstand über den Umfang des Gerätes haben. Jeder der Detektoren 18 ist gelenkig durch einen Haltestift 120 mit einer Schuh-Halterung 122 verbunden. Außerdem umfaßt jeder Detektor 18 eine Schuhanordnung 36, welche ebenfalls gelenkig durch einen Stift 126 mit einer Schuhträgerbacke 124 verbunden ist, und zwar vorzugsweise an einem Ort, welcher entweder vor oder hinter dem geometrischen Zentralpunkt der Schuhanordnung 36 liegt. Man hat insbesondere gefunden, daß die Anordnung -vor der Drehachse den Zwecken der vorliegenden Erfindung besser entspricht, der Grund dafür konnte jedoch mit absoluter Sicherheit nicht bestimmt werden. Jede Schuhanordnung 36 wird kontinuierlich von dem Kern 40 weg nach außen gegen die Innenwand der Fipeline 2 gedrückt. Dazu ist eine auf Druck vorgespannte Feder 34 vorgesehen, welche auf einer Federhaltestange 128 sitzt, die an einem Ende an der Schuh-Halterung 122 mittels eines Stiftes 130 angelenkt ist.
• Die Federhaltestange 128 ist an ihrem anderen Ende gleitend mit der Schuhträgerbacke 124 verbunden.
• Bei de Diskussion der Fig. 1 wurde festgestellt, daß die Detektoren 18 in der vorderen Detektoranordnung 14 an der Basisplatte 30 montiert sind. Aus Fig. 2 kann man jedoch erkennen, daß jede Schuh-Ilalterung 122 tatsächlich an der Rückfläche der rückwärtigen Platte 54 der vorderen Borsten anordnung G montiert ist. Die rückwärtige Platte 54 bildet also in Wirklichkeit die Basisplatte 30 nach der Fig. 1.
• Es sollte auch noch bemerkt werden, daß jeder Detektor lb gemäß den beiden Fig. 1 und 2 mit einer Schutzplatte 132 versehen ist, deren Aufgabe es ist, Metall- oder Steinpartikel in der Pipeline 2 abzufangen, welche von den vorderen Borsten 58 abgekratzt werden können, wenn sich das Gerät durch die Pipeline 2 bewegt, Diese Metall- oder Steinpartikel könnten die Fehlelemente in den Detektoren 18 und 20 bcscfiädigen.
• Außerdem dient die Schutzplatte 132 dazu, einen Sto;3 aufzufangen, wenn der Detektor ld oder 20 gegen einen Vorsprung an der Innenseite der Pipeline 2 stößt, wie es beispielsweise ein erkalteter Schweißnahttropfen ist.
• Die Detektoren 20 in der rückwärtigen Detektoranordnung 16 sind vorzugsweise in der gleichen Weise aufgebaut wie die Detektoren 18 in der vorderen Detektoranordnung 14, und aus diesem Grunde ist eine besondere Beschreibung nicht notwendig. Es soll jedoch zu Fig. 2 bemerkt werden, daß die Bafisplatte 32 der rückwärtigen Detektoranordnung 16 an dem Gerät durch einen oder mehrere Bolzen 134 befestigt werden kann, indem die Basisplatte 32 und die rückwärtige Platte 54 der vorderen Bürstenanordnung 6 verbunden werden. Zwischen den vorderen Detektoren 18 und den rückwärtigen Detektoren 20 besteht ein geeigneter Abstand, der durch eine oder mehrere Abstandsösen 136 aufrechterhalten wird, welche jeweils um einen Bolzen 134 angeordnet sind.
• Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Gerät nach Fig. 1.
• Dieser Querschnitt befindet sich an einem Punkt unmittelbar hinter der hinteren Detektoranordnung 16. Man erkennt in Fig. 3 insbesondere den Kern 40 mit der auf ihm konzentrisch angeordneten Basisplatte 32 und die untereinander einen gleichen Abstand aufweisenden Detektoren 20. Jeder der Detektoren.20 umfaßt, wie man auch hier erkennt, die Schuhanordnung 36, die Schutzplatte 132, die Schuhträgerplatte 124, die vorgespannte Feder 34, den Federhalterungsstab 128 und die Schuh-Halterung 122. Es soll jedoch bemerkt werden, daß die Kontaktfläche 140 jeder Schuhanordnung 36 vorzugsweise gekrMgnt ist, damit sie an die Innenwand der Pipeline 2 angepaßt ist. Fig. 4 zeigt einen ähnlichen Querschnitt wie die Fig. 3. Dieser Querschnitt befindet sich an einem Punkt unmittelbar zwischen der vorderen und der hinteren Detektoranordnung 14 und 16 in Sig.l.
• Man erkemlt, daß die vordere Detektoranordnung 14 identisch mit der ruciartigen Detektoranordnung 16 ist, die in Fig. 3 gezeigt ist. Die Basisplatte 30 (rückwärtige Platte 54 in Fig. 2) trägt sechs gleiche voneinander beabstandete Detektoren 18, welche aus einer Schuhanordnung 36, einer Schutzplatte 132, einer Schuhträgerplatte 124, einer auf Druck vorgespannten Feder 34, einer Pederhalterungsstange 128 und einer Schuhhalterung 122 zusammengesetzt sind. Der Gelenkstift 13G für die Federhalterungsstange 128 und der Haltestift 120 sind auch in den Fig. 3 und 4 erkennbar. Die Kontaktfläche 140 jeder Schuhanordnung 36 ist wiederum gekrümmt, damit sie eng an der Innenseite der Pipeline 2 anliegt. Der einzige wesentliche Unterschied zwischen der vorderen und der hinteren Detektoranordnung 14 und 16, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt sind, ist, daß die zwei Detektoranordnungen 14 und 16 vorzugsweise an dem Gerät um 300 zueinander versetzt angeordnet sind. Man will damit erreichen, daß der gesamte Umfang der Pipeline in jedem Falle und zu jeder Zeit, unabhängig von der Position des Gerätes innerhalb der Pipeline 2 abgetastet wird. Wie bereits zuvor ausgeführt wurde, kann es erforderlich sein, daß das Gerät Abschnitte der Pipeline 2 passieren muß, welche einen verschiedenen Innendurchmesser haben.
• Außerdem muß das Gerät möglicherweise durch Ventilansatzstellen gleiten tönen, welche mit der Pipeline an verschiedenen Orten verbunden sind. Da sich die Detektoren 18 und 20 in bezug auf den Kern 40 radial ausdehnen oder zusammenziehen können müssen, ist es in jedem Falle erforderlich, die Detektoren 18 und 20 so anzuordnen, daß sie untereinander einen Abstand haben. Obwohl es wünschenswert ist, den Abstand insbesondere während der maximalen Ausdehnung (wenn sich das Gerät durch Abschnitte der Pipeline bewegt, wo der Innendurchmesser ein Maximum ist) auf einem Minimum zu halten, ist es doch erforderlich, einen Mindestabs.tand v.orzusehen. Daraus wird offensichtlich, daß nicht alle Teile der Pipeline 2 getestet werdenkönnen, es sei denn, die Detektoren 20 der hinteren Detektoranordnung 16 sind so versetzt, daß sie die Teile der Pipeline 2 bestreichen, welche zwischen den Detektoren 18 dervorderen Detektoranordnung 14 liegen. Ähnlich müßten die Detektoren 18 die Teile der Pipeline 2 bestreichen, welche zwischen den Detektoren 20 der hinteren Detektoranordnung 16 liegen, Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, sind die in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Detektoranordnungen 14 und 16 um 300 gegeneinander versetzt, um eine Abtastung der Pipeline 2 zu erreichen, die die gesamten 3600 des Innenumfan,gs umfaßt. Der Versetzungswinkel ist jedoch von der Anzahl der Detektoren abhängig, die zu jeder Detektoranordnung gehört. Wenn eine andere Zahl als sechs Detektoren verwendet wird, ist der -Versetzungswinkel notwandlgerweise anders als 300.
• In Fig. 6 erkennt man die Oberflächen 140 der Schuhanordnungen 36 der Detektoren 18 in der vorderen Detektoranordnung 14 sowie die Oberflächen 140 der Schuhanordnunjen 36 der Detektoren 20 in der hinteren Detektoranordnung 16. Es ist nach dem Stand der Technik bekannt, den Schuhanordnungskörper 36 vorzugsweise stoßfest und nichtmagnetisch auszubilden. Darüber hinaus ist es wünschenswert, jede Schuhanordnung 36 nit einem herausnehmbaren Einsatz 1D0 zu versehen, welcher so angeordnet werden kann, daß er den Abrieb, der durch die Reibung der Schuhanordnung 36 entlang der Pipeline 2 entsteht, auf ein Minimum begrenzt. Dieser Einsatz 150 kann, wenn nötig, ersetzt werden. Obwohl der Einsatz 150 vorzugsweise so reioest wie möglich ist, ist der von dem Einsatz 150 bedeckte Bereich notwendigerweise etwas schmaler als die Oberfläche 140 der Schuhanordnung 36. Es ist daher in Wirklichkeit der Abstand zwischen den Einsätzen 150 der Detektoren 18 und 20, welcher bei der Ausrichtung der vorderen und hinteren Detektoranordnung 14 und 16 wichtig ist, um eine volle Abtastung der Pipeline zu gewährleisten (es ist also nicht, wie ursprünglich dargestellt, der Abstand zwischen den Schuhanordnungen 36).
• Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, ist es zur Erzielung einzel 3600 umfassenden Abtastung der Pipeline 2 wesentlich, daß die Schuhanordnungen 36 im wesentlichen in Kontakt mit der Innenfläche der Pipeline gehalten werden und Unregelmäßigkeiten folgen. Aus diesem Grunde jat jede Schuhanordnung 36, wie man in Fig. 2 erkennt, drehbar mit ihrer entsprechenden Schuhträgerbacke 164 mittels eines Stiftes 126 verbunden, der an einem Punkt nahe der Führungskante der Schuhanordnung 36 angeordnet ist. -Der Stift sitzt dadurch vor oder hinter, ihrer geometrischen Achse oder ihrem Zentrum. Es sind ferner Mittel wie bexspielsweise eine Feder (nicht gezeigt in Fig. 2) verwendet, welche die Hinterkante jeder Schuhanordnung 36 von dem Gerät aus gesehen nach außen drücken, -und zwar gegen die Wandung der Pipeline 2. Diese Mittel werden neben der Druckfeder 34, die zuvor beschrieben wurde. verwendet. Die Schuhanordnung 36 hat deshalb das Bestreben, in Kontakt mit der Innenfläche der Pipeline 2 zu oleiben, auch wenn abrupte Unebenheiten in der Innenfläche der Pipeline 2 vorhanden sind.
• Fit>'. zeigt eine Alternativausführungsform der Erfindung, wobei die Schuhanordnung 36 drehbar mit der Schuhträgerbacke 124 mittels eines Stiftes 126 verbunden ist, welcher nahe der Hinterkante der Schuhanordnung 36 angeordnet ist. In dieser Form der Erfindung dient die Schuhfeder 142, im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Form, wo sie die Hinterkante der Röhrenwand 36 gegen die Schuhanordnung drückte, dazu, die Vorderkante der überführen, gegen die Röhrenwand zu drücken.
• Wie zuvor bereits beschrieben wurde, können die Bürstenanordnungen 6 und 8, welche den magnetischen Fluß auf die Pipeline 2 mit dicht angeordneten, aber in sich flexiblen Stahlborsten versehen sein. Eine Alternativausiührungsform kann darin bestehen, daß Gruppen von magnetisch leitenden Fingern oder AlTlen vorgesehen sind, die um den Umfang der Enden des Kernes 40 angeordnet sind und die schwenkbar an dem Gerät angelenkt sind, so daß das Gerbt bei seiner Bewegung durch die Pipeline 2 nicht wesentlich behindert wird.
• Ferner können konventionelle Einrichtungen verwendet werden, um die Detektorschuhe 36 an dem Gerät zu befestigen. Beispielsweise kann jeder Detektorschuh an einem Federbügel montiert sein, der an die Stelle der Schuhträgerbacke 124 tritt, die in den Fig. 2-bis 5 gezeigt ist.
• Es soll noch bemerkt werden, daß sich an der Röhreninnenwand ein Besatz oder andere Ablagerungen festsetzen können, die sich mit der Zeit ansam,.eln. Wenn das Gerät gemaß der vorliegenden Erfindung Bürstenanordnungen enthält, die in der beschriebenen Weise ausgeführt sind, d.h. die aus einereinzigen scheibenförmigen Anordnung von Borsten -bestehen,, so daß sie wie ein Schleifrad wirken, so werden der Belag und die Kiederschläge an der Vorderseite des Gerätes angehäuft, wenn sich das Gerät durch die Pipeline bewegt. Obwohl es wünschenswert ist, die Niederschläge aus der Pipeline herauszubekommen, ist es unglücklicherweise ein häufiger Fall, daß die zusammengehäuften Niederschläge das Gerät in der Pipeline während seines Durchgangs unbeweglich machen.
• Dementsprechend ist es sinnvoll, jede Bürstenanordnung mit einer Vielzahl von radial beabstandeten Spalten zu versehen, damit die Niederschläge an den Bürstenanordnungen des Gerätes vorbeigleiten können. Die Spalte sollten nicht zu groß sein, damit der Grad der Beaufschlagung der Röhrenwandung mit magnetischem Fluß nicht beeinträchtigt wird. Bei Pipelines von 20 bis 30 cm Durchmesser können beispielsweise drei Spalte von 2,5 bis 3,5 cm Durchmesser und um 1200 versetzt vorgesehen werden, ohne daß die geviünschte magnetische Kopplung beeinträchtigt wird.

Claims (18)

PATENT ANS PRCHE

1. Gerät zur PrUfung der Wandung einer Pipeline, g e -k e n n z e i c h n e t durch einen länglichen Kern (40), aus einem magnetisierbaren Material, der in der Pipeline (2) längs anzuordnen ist, durch Magnetisierungsmittel (4), die magnetisch mit dem Kern (40) gekoppelt sind, durch eine vordere Trägeranordnung (10), welche das vordere Ende des Kernes (40) abstützt und gleitend an der Wandung der Pipeline (2) anliegt und welche einen Widerstand für die in der Pipeline (2) strömende Blüssigkeit (oder Gas) darstellt, durch eine hintere Trägeranordnung (12), die das hintere Ende des Kernes (40) abstützt und gleitbar an der Wandung der Pipeline (2) anliegt, durch ein vorderes Polteil (6), das aus einem magnetisierbaren Material besteht, das um das vordere Ende des Kernes (40) angeordnet ist, um-eine magnetische Kopplung zwischen dem vorderen Ende des Kernes (40) und im wesentlichen der gesamten das vordere Ende des Kernes (40) umgebenden Innenwand der Pipeline (2) herzustellen, durch ein hinteres Polteil (8), das aus magnetisierbarem Material besteht, welches um das hintere Ende des Kernes (40) angeordnet ist,um eine magnetische Kopplung zwischen dem hinteren Ende des Kernes (40) und im wesentlichen der gesamten das hintere Ende des Kernes (40) umgebenden Wandung der Pipeline (2) herzustellen und durch eine Vielzahl von Detektoren (18, 20),die rings um den Kern (40) angeordnet sind und in Gleitkontakt mit der Pipelinewandung stehen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß der Kern (40) in der Pipeline im wesentlichen durch die vordere und hintere Trägeranordnung (10, 12) getragen ist und daß das vordere und hintere Polteil ( 6, 8) auf dem Kern (40) in einer im wesentlichen nicht tragenden Weise angeordnet sind.

3. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das vordere und hintere Polteil (6, 8) eine Vielzahl von flexiblen Elementen aufweisen, die im wesentlichen auf dem Gesamtumfang nächst dem vorderen und hinteren Ende des Kernes (40) angeordnet sind.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die flexiblen Elemente so auf dem Kern (40) angeordnet sind, daß sie gegen die Innenfläche der Pipeline (2) drücken und dadurch eine magnetische Kopplung mit dem den gesamten Umfang umfassenden Teil der Pipelinewandung herstellen, der sich nächst den Enden des Kernes (40) befindet.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die flexiblen Elemente aus einer Vielzahl von metallischen Borsten (58, 68) bestehen, die in Form einer runden Bürste auf dem Kern (40) sitzen und gegen die Innenfläche der Pipelinewandung über deren gesamten Umfang drücken.

6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vielzahl der Detektoren (18, 20) in einer ersten Anordnung (14) von Detektoren (18) und in einer zweiten Anordnung (16) von Detektoren (20) angeordnet sind, wobei die beiden Anordnungen (14, 16) einen Abstand voneinander aufweisezund daß die Detektoren (18, 20) jeweils kreisförmig um den Kern (40) angeordnet sind, um die Innenfläche der Pipelinewandung abzutasten, wobei die Detektoren (20) der zweiten Anordnung (18) die Innenwandung der Pipeline (2) nach den Detektoren (18) der Anordnung (14) abtasten.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Detektoren (20) der zweiten Anordnung (16) jeweils so angeordnet sind, daß sie die Innenwandung der Pipeline (2) zwischen zwei Detektoren (18) der ersten Anordnung (14) abtasten.

8. Gerät nach Anspruch 6 oder , dadurch e k e n n -z e.i c h n e t, daß die erste und zweite Anordnung (14, 16) von Detektoren (18, 20) aus der gleichen Zahl von Detektoren (18, 20) zusammengesetzt ist , daß jeder Detektor (18, 20) einen gleich breiten Teil der Innenwandung der Pipeline (2) abtastet und daß die Detektoren (20) der zweiten Anordnung (16) gegenüber den Detektoren (18) der ersten Anordnung(14) um einen bestimmen Winkel versetzt sind.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch g eke n nz e i c h n e t, daß die Detektoren (18, 20) in der ersten und zweiten Anordnung (14, 16) separate Meßmittel zur Messung der magnetischen Flußdichte in der an die Detektoren (18, 20) angrenzenden Pipelinewandung aufweisen und daß die Detektoren (18, 20) in der ersten und zweiten Anordnung (14, 16) ferner Aufzeichnungsmittel aufweisen, die mit den Meßmitteln verbunden sind und den Wert des gemessenen Magnetflusses entlang der gesamten Pipelinelänge aufzeichnen.

10. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder der Detektoren (18, 20) mit den Kern (40) verbunden und in radialer Weise relativ zu dem Kern (40) bewegbar ist, so daß jeder Detektor (18, 20) sich der Innenfläche der Pipeline (2) unabhängig anpassen kann.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch g e k e n .n z e i c hn e t, daß jeder der Detektoren (18, 20) eine. als Detektorgelenkarm wirkende Schuhträgerbacke (124) aufweist , die an einem Ende an dem Kern(40) angelenkt ist, daß jeder der Detektoren (18, 20) mit einer er sten Feder (34) versehen ist, die das nicht an den Kern (40) angelenkte Ende der Schuhträgerbacke (124) von der Längsachse des Kernes (40) radial nach außen und gegen die Innenseite der Pipeline (2) drückt, und daß jeder der Detektoren (18, 20) einen Detektorschuh (36) aufweist, der drehbar an dem äußeren Ende der Schuhträgerbacke (124) sitzt.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß jeder Detektorschuh (36) mit einer Gleitfläche (140) versehen ist, die zur Gleitkontaktherstellung mit der Innenseite der Pipeline (2) dient, und daß der Detektorschuh (36) mit dem äußeren Ende der Schuhtragerbacke (124) durch eieen Gelenkstift (126) verbunden ist, der rechtwinkelig.zu der Längsachse des Kernes (40) angeordnet ist.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß an dem Detektorschuh (36) eine weitere Feder (142) vorgesehen ist, durch welche die Gleitfläche (140) des Detektorschuhes (36) im wesentlichen in kontinuierlichem Kontakt mit der Innenseite der Pipeline (2) gehalten wird.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß für jeden Detektor (18, 20) ein Schutzschild (132) vorgesehen ist, das vor den in Bewegungsgerichtung des Gerätes vorderen Flächen der Schuhträgerbacken (124) und des Detektorschuhes (36) angeordnet ist.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n- e t, daß der Stift (126) nächst der in Bewegungsrichtung des Gerätes vorderen Kante des Detektorschuhes (36) und parallel zu dieser angeordnet ist und daß die weitere Feder (142) so angeordnet ist, daß die in Bewegungsrichtung hintere Kante des Detektorschuhes (36) gegen die Innenfläche der Pipeline (2) drückt.

16. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch g e k e n n s e i c h n e t, daß der Stift (126) nahe der in Bewegungsrichtung des Gerätes hinteren Kante des Detektorschuhes (56) und parallel zu dieser angeordnet ist und daß die weitere Feder (142) so angeordnet ist, daß sie die in Bewegungsrichtung vordere Kante des 1)etektorschuhes (36) gegen die Innenseite derPipeline (2) drückt.

17. Gerät nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die zu dem vorderen und hinteren Polstück (6, 8) gehörenden Metallbürsten einen Durchmesser aufweisen, der etwas größer ist als der größte Innendurchmesser der Pipeline (2).

18. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k en n z e i c h n e t, daß die vordere und hintere Trägeranordnung (10. 12) aus im wesentlichen nicht magnetisierbaren Teilen bestehen, welche im wesentlichen koaxial in der Pipeline (2) angeordnet sind.