DE1957489A1

DE1957489A1 - Pruefung von Rohren auf Fehler,auf Exzentrizitaet sowie auf Wandstaerke nach einem Wirbelstromverfahren

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Publication number: DE1957489A1
Application number: DE19691957489
Authority: DE
Inventors: F M O Forster
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-11-15
Filing date: 1969-11-15
Publication date: 1971-05-27
Also published as: GB1291935A; US3693075A; DE1957489B2; SE375155B; CA924383A

Description

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Anmelder: Dr. Friedrich Förster, 741 Reutlingen, Grathwohlstr.

Prüfung von Rohren auf Fehler, auf Exzentrizität sowie auf Wandstärke nach einem Wirbelstromverfahren

Die Erfindung betrifft die gleichzeitige Prüfung von Rohren aus elektrisch leitendem oder elektrisch leitendem und ferromagnetische!!! Material auf Fehler, auf Exzentrizität sowie auf Wandstärke mit Hilfe eines Wirbelstromverfahrens, bei dem der Einfluss der genannten Messgrössen auf das durch Wirbelströme geschwächte Durchdringungsvermögen magnetischer Wechselfelder durch die Wand eines zu prüfenden Rohres für die Ermittlung dieser Messgrössen herangezogen wird.

Es sind Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen eine oder mehrere Wirbelstromsonden schleifend oder in einem bestimmten Abstand um das in axialer Richtung bewegte zylindrische Prüfgut herumlaufen. Dadurch wird eine spiralige Abtastung des Prüfgutes bewirkt.

Bei den dicht über die Oberfläche des Prüfgutes laufenden Sonden handelt es sich um von Wechselstrom durchflossene Spulenanordnungen mit oder ohne ferromagnetische!!! Spulenkern. Die aus den umlaufenden Spulen austretenden Wechselfelder erzeugen in der Oberfläche des Prüfgutes Wirbelströme, die ihrerseits auf die umlaufenden Spulen zurückwirken.

Befindet sich unter einer solchen Wirbelstromsonde ein Riss, so ändert sich die Ausbildung der Wirbelströme gegenüber einer Stelle des Prüfgutes ohne Riss. Die Rückwirkung der Wirbelstromänderung auf die Wirbelstromsonde durch einen Riss dient dann zum Nachweis des Risses. Dieses Wirbelstromverfahren mit umlaufenden Sonden ergibt eine gute Fehleranzeige bei solchen Fehlern, die unmittelbar in der Oberfläche oder sehr nahe der Oberfläche des Prüfgutes liegen. Dieses Verfahren ist dagegen nicht geeignet, Fehler im Inneren eines Rohres oder bei dickwandigen Rohren Fehler in einem gewissen Abstand von der Oberfläche des Prüfgutes festzustellen.

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Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen langgestrecktes Prüfgut Einzel- oder Differenzanordnungen von dem Profil des Prüfgutes mehr oder weniger angepassten Spulen, z.B. Solenoidspulen, durchläuft, wobei in der Oberfläche des Prüfgutes Wirbelströme erzeugt werden, deren Rückwirkungen auf die Spulenanordnung die Beurteilung eventuell vorhandener Fehler ermöglicht.

Auch bei diesen Vorrichtungen erlaubt der starke Feldabfall eines mag^htischen Wechselfeldes im Inneren leitender Körper keine befriedigende Prüfung von unter der ^ Oberfläche liegenden Fehlern.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Entdeckung von durch die Materialstärke von Walzwerkerzeugnissen hindurchgehenden Fehlern bekanntgeworden (OS 1473 516), bei dem entlang des Erzeugnisses auf einer Seite desselben senkrecht zur Materialstärke ein Hochfrequenzfeld erzeugt wird und auf der anderen Seite des Erzeugnisses die Schwankungen der statischen Permeabilität und der Wirbelstromverluste gemessen werden.

Mit diesem Verfahren können aus verschiedenen Gründen nur * relativ grosse Fehler gefunden werden, nämlich wie angege- ■- ben solche, die durch die Materialstärke hindurch gehen. Für die Beurteilung eines Walzwerkproduktes, z.B. eines Rohres, sind jedoch auch im Inneren der Wand gelegene und nicht durch die ganze Materialstärke der Wand hindurchgehende Fehler von Bedeutung.

Einer der Gründe für diese Beschränkung des Verfahrens ergibt sich aus den als Störgrössen allgemein bekannten Schwankungen der Permeabilität, die sich aus der Vorbehandlung des Prüfgutes ergeben und die kleinere Fehler im Störpegel verschwinden lassen.

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Weiterhin werden in der zitierten Schrift nur Vorrichtungen mit zum Prüfgut koaxial liegenden Spulen angegeben, bei denen der ganze Querschnitt des zu prüfenden Materials gleichzeitig erfasst werden soll. Das bedeutet eine erhebliche Empfindlichkeitseinbusse bei solchen Fehlern, die nur einen kleinen Teil des Querschnittes betreffen, was praktisch immer der Fall ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile beim Nachweis von Fehlern an Rohren zu vermeiden und darüber hinaus eine gleichzeitige Prüfung der Wandstärke des Rohres sowie eine Prüfung auf eventuell vorhandene Exzentrizität zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass vermittels einer primären Spulenanordnung auf der Rohrinnen- oder auf der Rohraussenseite die Wand des zu prüfenden Rohres an mindestens einer zusammenhängenden Stelle von einem auf der Rohrwand senkrecht stehenden magnetischen Wechselfeld durchdrungen wird, wobei an dieser Stelle Wirbelströme entstehen, die ihrerseits ein das ursprüngliche Wechselfeld veränderndes Gegenfeld erzeugen und dadurgh eine Schwächung des Wechselfeldes auf der der primären Spulenanordnung gegenüberliegenden Seite der Rohrwand bewirken,

dass auf der der primären Spulenanordnung gegenüberliegenden Seite der Rohrwand eine sekundäre Spulenanordnung mit einem Teil der Feldlinien des durch die Wirbelströme geschwächten Wechselfeldes gekoppelt ist,

dass diese sekundäre oder auch beide Spulenanordnungen eine Bewegung relativ zur Rohrwand und quer zur Achsrichtung des Rohres erfahren und den Umfang des Rohres ganz oder teilweise abtasten,

dass eine relative Bewegung zwischen der primären und sekundären Spulenanordnung einerseits und dem Rohr andererseits in Achsenrichtung stattfindet,

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dass die in Abhängigkeit von der relativen Quer- und Längsbewegung in der sekundären Spulenanordnung entstandenen elektrischen Signale in einer bekannten Weise als Mass für die Grosse eventuell vorhandener Fehler und/oder Exzentrizität im zu prüfenden Rohr und/oder seiner Wandstärke benutzt werden.

Anhand einiger Beispiele und der nachfolgend aufgezählten Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Bilder zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Transmissions faktors

Fig. 2 und 3 Diagramme des Transmissionsfaktors Fig. 4 eine Spulenanordnung zur Fehlerprüfung,

bei der der ganze Rohrquerschnitt gleichzeitig erfasst wird

Fig. 5 eine Prüfanordnung, bei der die zu prüfende Rohrwand abgetastet wird

Fig. 6 eine Prüfanordnung, bei der diametral gegenüberliegende Abschnitte der Rohrwand verglichen werden

Fig. 7 eine Prüfanordnung mit Zusatzspule zur Direktmessung der mittleren Wandstärke

Fig. 8 eine Prüfanordnung mit feststehender Primärspule

Fig. 9 eine Differenzspule zur Fehlerraessung Fig. 10 die Prüfung mit einer Differenzspule

Fig. 11 eine Prüfanordnung mit Tangentialspule in Einzelausführung

Fig. 12 eine Prüfanordnung mit Tangentialspule in Differenzausführung

Fig. 13 eine Prüfanordnung mit Tangentialspule in

Differenzausführung und Zusatzspule zur Direktmessung der mittleren Wandstärke

Fig. 14 eine Prüfanordnung mit Innenjoch

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Zur Erklärung der Erfindung wird ausgegangen von der Theorie des sogenannten Transmissionsfaktors. (Siehe dazu "Metallkunde" Band 45, Jahrgang 1954, Heft 4, "Die berührungsfreie Messung der Dicke und Leitfähigkeit von metallischen Oberflächenschichten, Folien und Blechen, 1. Teil, Theoretische Grundlagen.")

Befindet sich nach Fig. 1 auf der einen Seite einer Metallplatte 1 eine von Wechselstrom durchflossene Primärspule und auf der gegenüberliegenden Seite der Metallplatte eine Sekundärspule 3, so wird, abhängig von der Dicke und der elektrischen Leitfähigkeit der Platte 1, in der Sekundärspule 3 eine elektrische Spannung induziert. Diese elektrische Spannung in der Sekundärspule 3 hängt ausserdem von dem Abstand a der Sekundärspule von der Primärspule sowie von der Frequenz f und der Feldstärke des Wechselfeldes der Primärspule und schliesslich von der Windungszahl der Sekundärspule ab.

Dieser komplexe !Zusammenhang der Spannung in der Sekundärspule 3 mit den Daten der Platte und der Primärspule sowie mit der Frequenz lässt sich durch ein normiertes Diagramm in Fig. 2 übersichtlich darstellen.

In diesem Diagramm wird der Quotient zwischen der Spannung der Sekundärspule 3 in Fig. l bei Vorhandensein der Metallplatte zu der Sekundärspannung ohne Metallplatte nach Amplitude und Phase gebildet.

Der Vektor 5 des Transmissionsfaktors T in Fig. 2 mit der normierten Länge l entspricht dem Fall, dass sich keine Metallplatte zwischen Primär- und Sekundärspule befindet.

Sobald bei einer zwischen der Primärspule 2 und der Sekundärspule 3 befindlichen Metallplatte 1 in Fig. 1 die Dicke oder die elektrische Leitfähigkeit vom Wert 0 an wächst, so dreht eich der Vektor 6 des TranksmiasIonsfaktorβ Τ

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von der Senkrechten um einen Winkel P , wobei er gleichzeitig in der Länge abnimmt.

In Fig. 2 ist der quantitative Zusammenhang des Vektors T des Transmissionsfaktors mit den Daten der Metallplatte und der Frequenz der Primärspule wiedergegeben.

Auf der sogenannten Ortskurve des Transmissionsfaktors T, die durch eine längere Rechnung erhalten wurde, ist das Produkt —~" "' aufgetragen. Dabei bedeutet f in Hz die Frequenz des Wechselfeldes der Primärspule, <ö in m/Qmm die Leitfähigkeit der Metallplatte, D in cm die Plattendicke, a in cm den mittleren Abstand der Sekundärspule 3 von der Primärspule 2. Der Quotient 2 534 ergibt sich aus der theoretischen Ableitung des Transmissionsfaktors .

Die Spannung in der Sekundärspule 3 in Fig. 1 entsteht also durch das noch durch die gesamte Plattendicke hindurchwirkende Wechselfeld der Primärspule.

In gleicher Weise wie eine Änderung der Plattendicke bei einer gegebenen Spulenanordnung den Transmissionsfaktor nach Amplitude und Phase verändert, ergeben sich Änderungen des Transmissionsfaktors durch Fehler in der Metallplatte. Dabei ist leicht einzusehen, dass es auf die Änderung des Transmissionsfaktors keinen Einfluss hat, ob z.B. ein bestimmter Fehler auf der einen Seite oder der anderen Seite der Metallplatte auftritt, denn die Information, welche die Sekundärspule von der Primärspule erhält, muss ja die gesam te Plattendicke durchdringen, Genauso bewirkt es den gleichen Effekt auf den Transmissionsfaktor, ob an der einen oder der anderen Seite der Metallplatte eine bestimmte Materialdicke abgetragen wird.

Das Prinzip der Prüfung des Transmiss ions faktors lässt sich ohne weiteres von Platten oder Blechen auf Rohre übertragen, denn Rohre kann man, wie es bei geschweissten Rohren der Praxis entspricht, als gebogene und an den

Enden zusammengeschweisste Bleche auffassen.

In Fig. 2 war das Diagramm der auf die Plattendicke O normierten komplexen Sekundärspannung wiedergegeben. Es ist zu erkennen, dass in dem Bereich des Maximums der imaginären Komponente des komplexen Transmissionsfaktors T eine Änderung der Wandstärke und der elektrischen Leitfähigkeit des Rohres, sowie der Frequenz des Primärfeldes sich weitgehend in der senkrechten Richtung, d.h. in der Richtung des realen Transmissionsfaktors auswirken.

Zum Beispiel ist zwischen den Werten 2,f und 3 des Produktes ^ ^^{0311 D}i^ag^ramm ^es komplexen

Transmissionsfaktors die Änderung des realen Transmissionsfaktors über 5O mal grosser als die Änderung des imaginären Transmis s ionsfaktors.

In dem Bereich des Maximums der imaginären Komponente des Transmissionsfaktors werden Änderungen der Wandstärke und der elektrischen leitfähigkeit einer Metallplatte oder eines Rohres im überwiegenden Masse durch eine Änderung der realen Komponente T , des Transmissionsfaktors wiedergegeben, während sich in diesem Bereich die imaginäre Komponente T. des Transmissionsfaktors gegenüber

Änderungen der Geometrie (Wandstärke und Spulenabstand) und der Qualität (elektrische Leitfähigkeit) eines flächenhaften Metallteiles oder eines Rohres weitgehend invariant verhält.

Im Gegensatz dazu ändert sich bei dem Auftreten von Rissen, Lunkern usw., also solchen Effekten, die nachgewiesen werden sollen, die imaginäre Komponente des Transmissionsfaktors nach Fig. 3 entsprechend den Risskurven 9, 10, 11 und 12, in denen Pfeil 15 die Richtung zunehmender Risstiefe angibt.

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Erfindungsgemäss lassen sich daher die Wirbelstromeffekte von Rissen, Lunkern usw. von den Wirbelstromeffekten der Wandstärke und der elektrischen Leitfähigkeitsänderung einer Metallplatte oder eines Rohres optimal trennen, indem die Frequenz des primären Wechselfeldes so gewählt ist, dass das Produkt ^{im Bereich des} Maximums der imaginären Komponente des Transmissionsfaktors nach Fig. 2 liegt und zur Fehleranzeige nur die Änderung der imaginären Komponente des Transmisionsfaktors, z.B. in der sogenannten phasengesteuerten Gleichrichtung, herangezogen wird.

Allgemein lässt sich erfindungsgemäss die Fehleranzeige von Rohren separieren von der Anzeige der Dimension und der elektrischen Leitfähigkeit des Prüfkörpers, indem zur Fehleranzeige die Komponente 13 in dem komplexen Diagramm des Transmissionsfaktors benutzt wird, welche senkrecht steht auf der Tangente 14 an das Diagramm des Transmissionsfaktors Fig. 3 im Punkt des jeweiligen Produktes

Im einfachsten Falle könnte man sich für die Fehlerprüfung einer Anordnung nach Fig. 4 bedienen. Eine Primärspule 18 wird von einem Tragrohr 19 gehalten. Innerhalb der Primärspule und koaxial mit ihr befinden sich, von einem Schaft 21 getragen, die beiden Sekundärspulen 21 und 22, die elektrisch gegeneinander geschaltet sind. Das zu prüfende Rohr 20 durchläuft koaxial den Zwischenraum der primären und sekundären Spulen.

Man kann davon ausgehen, dass sich Wandstärke und Leitfähigkeit über die Länge eines Rohres nur langsam ändern, während Fehler wie Risse, Lunker, Seigerungen usw. plötzlich auftreten und schnelle änderungen aufweisen, Während, also die von Wandstärke- bzw. Leitfähigkeitsänderungen hervorgerufenen Spannungsänderungen in den beiden Sekundärspulen 22 und 23 sich gegenseitig praktisti aufheben würden, könnten die Spannungsänderungen von Fehlern, da sie zu verschiedenen Zeiten in den beiden Sekundärspulen 22 und 23 erfolgen, voll angezeigt werden.

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Eine Anordnung nach Fig. 4 hat, wie in der Einleitung schon einmal erwähnt, einen entscheidenden Nachteil. Bei dieser Anordnung wird ein Querschnitt des Rohres gleichzeitig als Ganzes geprüft. Nun kann ein kleiner Fehler (Riss, Lunker usw.) im Rohr in seiner Wirkung verhältnismässig klein sein gegenüber dem Transmissionseffekt, der von dem gesamten Rohrquerschnitt herrührt. Es ergibt sich daher eine bedeutende Erhöhung der Empfindlichkeit des Fehlernachweises, wenn das Prinzip der Messung des Transmissionsfaktors zur Fehlerprüfung nicht gleichzeitig auf den gesamten Querschnitt, z.B. eines Rohres oder eines flächenhaften Leiters, angewendet wird, sondern wenn nur ein relativ kleiner Bereich des Prüfkörpers, z.B. eines Rohres, gleichzeitig der Prüfung ausgesetzt ist.

Das wird erfindungsgemäss erreicht, indem die Primärspule und die Sekundärspule 28 in einer Gabelanordnung 26 nach Fig. 5 angeordnet werden. Hierbei wird gleichzeitig nur die kleine Fläche zwischen Primär- und Sekundärspule zur Anzeige des Transmissionsfaktors verwendet. Ein kleiner Fehler in dieser kleinen Fläche tritt also wesentlich stärker in Erscheinung als bei einer Anordnung, die gleichzeitig den gesamten Querschnitt, z.B. eines Rohres, erfasst.

Zur Fehlerprüfung des gesamten Rohres kann dieses z.B. rotieren, während die Gabelanordnung in das Rohr hineinläuft, oder das Rohr läuft spiralig in die ruhende Gabelanordnung hinein. Schliesslich kann bei kinematischer Umkehr die Gabelanordnung rotieren, während sich das Rohr in axialer Richtung über die Gabel bewegt. Die letztere Anordnung ist zweckmässig, wenn nur die Rohrenden zu prüfen sind.

Zur Schweissnahtprüfung wird vorgeschlagen, die Gabelanordnung in eine pendelnde Bewegung entlang der Rohroberfläche und senkrecht zur Schweissnaht zu versetzen, um bei jeder Pendelbewegung die zu prüfende Schweissnaht zu überqueren.

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Für längere Rohre kann zur Messung des Transmissionsfaktors auch eine Anordnung benutzt werden, bei welcher das Rohr rotiert, während Primär-' und Sekundärspule auf der ausseren und inneren Seite des Rohres einander gegenüber gehalten werden. Das kann erfindungsgemäss erreicht werden, indem die sich gegenüber stehende Aussen- und Innenspule durch eine Federanordnung an die äussere und innere Oberfläche des Rohres gedrückt werden. Hierbei kann wieder die Anordnung, bestehend aus Primär-* und gegenüber befindlicher Sekundärspule, welche an entsprechend langen Stangen oder Rohren befestigt ist, in das zu prüfende rotierende Rohr geschoben werden, oder das zu prüfende Rohr läuft ^ spiralig über die aus Primär- und Sekundärspule bestehende Anordnung.

Da in dem durch die Gabelanordnung oder eine entsprechende Anordnung, bei der sich Primär- und Sekundärspule gegenüberstehen, gemessenen Transmissionsfaktor die Wanddicke enthalten ist, lässt sich diese durch die Gabelanordnung Fig. 5 oder eine entsprechende Abwandlung absolut messen, wenn die anderen Parameter, wie elektrische Leitfähigkeit, Frequenz des Primärspulenstromes, sowie Abstand zwischen Primär- und Sekundärspule konstant sind.

Zwischen Wandstärkeeffekten und Fehlern kann erfindungsgemäss auf zweierlei Weise unterschieden werden:einmal ψ lassen sich beide Effekte durch ihre verschiedenen Phasenlagen im Diagramm des Transmissionsfaktors Fig. 3 voneinander separieren. Zum anderen unterscheiden sich beide Effekte sehr stark durch ihren örtlichen - und damit bei Relativbewegung zwischen Rohr und Spule - zeitlichen Verlauf. Während Wandstärkeschwankungen und Leitfähigkeitsänderungen praktisch nie sprunghaft verlaufen, treten Risse oder Lunker usw. im allgemeinen sprunghaft auf. Durch entsprechende Zeitglieder in der Ausgangsspannung des Prüfgerätes lassen sich daher Fehler von Handstärkeeffekten trennen.

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Im allgemeinen kann erfindungsgemäss von beiden Verfahren gleichzeitig Gebrauch gemacht werden.

Die Gabelanordnung Fig. 5 gestattet also einmal die Wandstärke des Rohres und zum anderen Fehler in der Rohrwand getrennt zur Anzeige zu bringen. Dazu wird der Wert des Transmissionsfaktors bei konstanter Wandstärke nach geeigneter Gleichrichtung der Sekundärspannung als Gleichspannungswert angezeigt, während Fehler durch einen Hochpass aus dieser sich bei Wandstärkeänderungen nur langsam ändernden Gleichspannung als Spannungsimpulse herausgesiebt werden.

In der Weiterführung des erfindungsgemässen Gedankens zur gleichzeitigen Messung der Wandstärke und Feststellung von Fehlern in der Rohrwand wird die Anordnung Fig. 6 verwendet. Hier stehen sich auf zwei gegenüberliegenden Orten des Rohrumfanges je eine Primärspule 32 und 33 und je eine Sekundärspule 34 und 35 gegenüber. Die Primärspulen 32 und 33 werden gespeist von einem Wechselstromgenerator 36. Die Sekundärspulen 34 und 35 sind mit einer Auswerteeinheit 37 verbunden und können untereinander so zusammengeschaltet werden, dass bei konstanter Rohrwandstärke die Sekundärspannungen sich gerade aufheben. Sobald das Rohr aber eine gewisse Exzentrizität aufweist, tritt eine in der Umdrehungsfrequenz des Rohres modulierte Wechselspannung auf.

Unter Exzentrizität soll hier die Wandstärkeschwankung eines Rohres verstanden sein, die entsteht, wenn die Mittelpunkte des inneren und äusseren Umfangskreises voneinander abweichen. Mathematisch kann man die Exzentrizität C definieren als einen Quotienten, der aus der Differenz der

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Wandstärken zweier sich diametral in Richtung des Wandstärke-Maximums und -Minimums gegenüberliegender Punkte mit der mittleren Wandstärke gebildet wird:

^1} ² " ^Dl

wobei D₂ die maximale und D. die minimale Wandstärke der beiden gegenüberliegenden Punkte uid D die mittlere Wandstärke sind. Diese mittlere Wandstärke lässt sich definieren

aus der Beziehung O₀ + D₁
2) D=

Im allgemeinen ist es also erforderlich, zur Bestimmung der A Exzentrizität neben der Differenzspannung der beiden Sekundärspulen, welche durch die Differenz der Wandstärke an den beiden Orten der Sekundärspulen gegeben ist, auch eine Spannung zu erhalten, welche der mittleren Wandstärke des Rohres entspricht.

Das wird erfindungsgemäss erreicht, indem eine der beiden Sekundärspulen 34 oder 35 bifilar gewickelt ist. In Fig. besteht die Sekundärspule 34 nach Flg. 6 aus zwei genau identischen Wicklungen 45 und 46. Die Sekundärwicklungen 40 und 45 in Fig. 7 sind gegeneinander geschaltet, während die Sekundärwicklungen 40 und 46 hintereinander geschaltet sind. Das heisst, die Spannung an den Z Klemmen 48 - 49 in Fig. 7 wird durch die Wandstärkeänderung des Rohres an den beiden Orten der Sekundärspulen gebildet, während die Spannung 48 - 50 der Summe der beiden Sekundärspannungen entspricht.

Aus der Theorie des Transmissionsfaktors folgt, dass bei grossen Werten des Produktes — ■ , z.B. bei

Werten dieses Produktes über 10, die Beziehung gilt: 3) e_x = Κ/ϋ_χ und e₂ «

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Dabei ist e₁ die Amplitude der Sekundärspannung am Orte des Rohres mit der Wandstärke D. und e~ die Amplitude der Sekundärspannung am Orte des Rohres mit der Wandstärke D₂.

In der Spulenanordnung von Fig. 7 entsteht an den Klemmen 48 - 49 die Differenz e., - e-, während an den Klemmen 48 - 50 die Summe e., + e₂ entsteht. Nach Gleichung 3 berechnet sich für die Klemmenspannung 48 - 49 in Fig. 7

D₂ - ^Di 4) e_x - e₂ = K ( )

_x ₂ = K ( )

Für die Klemmenspannung 48-50 berechnet sich

D₂ + D ⁵⁾ e_{1 +} e₂ = K ( )

Wird die Klemmenspannung 48 - 50 in Fig. 7 durch einen Spannungsteiler halbiert, so entspricht dieser halbierte

e. + e_o K D₀ + D₁

6) 5 · I a J

^D2 ·^{+ D}l

Der Ausdruck * ist aber identisch mit dem Mittelwert D der Wandstärke des Rohres.

Durch elektronische Quotientenbildung des Ausdruckes e, - e₂

e, + e₂
und —=—2—=- erg;

nach Gleichung 1).

e, + e₂
und —=—j—=— ergibt sich die Exzentrizität £ eines Rohres

Es wird daher in der Anordnung Fig. 7 direkt die Exzentrizität des Rohres erhalten, indem elektronisch nach bekannter Weise der Quotient zwischen der Klemmenspannung 48-49 und der halben Klemmenspannung 48 - 50 gebildet wird.

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Bei den vorher beschriebenen Anordnungen rotiert das Rohr, während die Primär- Sekundärspulenanordnung nicht rotiert. Bei dieser Anordnung ist die Prüfgeschwindigkeit des Rohres jedoch beschränkt, weil der sekundlichen Umlaufzahl des Rohres mechanische Grenzen, z.B. durch Rohrkrümmungen usw., gesetzt sind.

Die inneren Primärspulen nach Fig. 6 und 7 sind den entsprechenden Sekundärspulen genau gegenüber angeordnet. Erfindungsgemäss lassen sich die Primärspulen im Inneren des Rohres ersetzen durch eine Anordnung von zwei Ringspulen 52 und 53 nach Fig. 8, deren Feldrichtung einander entgegengesetzt ist. Dadurch hebt sich die axiale Feldkomponente heraus und es verstärkt sich die radiale Feldkomponente. Durch die Rohrwand tritt also nach Fig. 8 auf einem bestimmten Rohrumfang ein elektromagnetisches Wechselfeld aus, dessen Kraftlinien überwiegend senkrecht auf äer Rohroberfläche stehen. Am Ort des Rohrumfanges, an welchem die elektromagnetischen Kraftlinien senkrecht austreten, läuft nun erfindungsgemäss eine Sekundärspule 54 um das Rohr herum. Diese motorisch umlaufende Sekundärspule misst den Transmissionsfaktor des Rohrumfanges am Ort der senkrecht aus der Rohroberfläche austretenden elektromagnetischen Kraftlinien. Bei konstanter elektrischer Leitfähigkeit wird durch die umlaufende Sekundärspule eine elektrische Spannung abgegeben, welche von der Rohrwandstärke abhängt.

Für die Prüfpraxis ist es dabei von Bedeutung, dass die beiden Primärspulen 52 und 53 einen hinreichenden Abstand voneinander einnehmen. Dadurch wird erreicht, dass die Feldstärke senkrecht zur Rohrwand in einem gewissen Bereich praktisch konstant bleibt.

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Dieses Verfahren ist also zum einen geeignet, die Rohrwandstärke auf dem Rohrumfang zu messen, zum anderen lässt sich durch entsprechende Ausbildung der umlaufenden Sekundärspule oder mehrerer umlaufender Sekundärspulen das Verfahren erfindungsgemäss zur Fehlerprüfung und zur Exzentrizitätsmessung des Rohres verwenden.

Wird die umlaufende Sekundärspule 54 in Fig. 8 als Absolutspule ausgebildet, so wird der Absolutwert der Wandstärke auf dem betreffenden Rohrumfang gemessen. In ähnlicher Weise wie in Fig. 6 und 7 können zwei oder mehr jeweils diametral gegenüberliegende Sekundärspulen Verwendung finden, um den Mittelwert und das Maximum der Differenz der Wandstärke zur Bestimmung der Rohrexzentrizität, wie vorher beschrieben, zu erhalten. Indem die Differenzspannung von zwei diametral angeordneten, um das Rohr rotierenden Sekunr därspulen nach der Gleichrichtung über ein Filter geleitet wird, welches,als Hochpass ausgebildet, nur die schnellen Änderungen der Sekundärspannung durchlässt, lässt sich diese Anordnung erfindungegemäss zur Fehlerprüfung verwenden, da diese schnellen, sprunghaften Änderungen der Sekundärspannung nur durch Fehler in der Rohrwand erzeugt werden.

Eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 8, die für die Fehlerprüfung vorteilhaft sein kann, benutzt eine Sekundärspule 54 mit einer Spulenachse senkrecht zu dem aus der Rohrwand senkrecht austretenden Feld. In eine solche Sekundärspule wird bei Durchlauf einwandfreier Rohrstücke keine Spannung induziert. Beim Durchlauf von fehlerhaften Rohrstücken entsteht auf Grund der Wirbelstromrückwirkung eine Feldkomponente, die in die Richtung der Spulenachse der Spule 54 fällt.

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Hler soll erneut auf die schon erwähnte, ganz besondere Eigenart des Transmissionsfaktors hingewiesen werden, dass nämlich Innen- und Aussenfehler des Rohres in genau der gleichen Weise und Empfindlichkeit angezeigt werden.

In Weiterentwicklung der Erfindung wird als um das Rohr herumlaufende Sekundärspule statt der Absolutspule eine aus zwei Hälften bestehende Differenzspule verwendet. Als Beispiel einer solchen Differenzspule zeigt Fig. 9 eine Anordnung, bei der die Hälfte 58 der Hälfte 59 entgegengesetzten Wicklungssinn aufweist. Der Übersichtlichkeit halber ist diese Differenzspule 58 - 59 in Fig. 9 nur mit einer Windung gezeichnet.

In Fig. 10 ist das Verhalten der Sekundärdifferenzspulen gegenüber Längs- und Querfehlern erläutert. Für einen Längsfehler 63 ist die Spulenanordnung 58 - 59 optimal, für einen.Querfehler 65 die Spulenanordnung 66 - 67.

Um alle Fehler unabhängig von ihrer Richtung optimal anzuzeigen, werden erfindungsgemäss Kombinationen aus zwei oder mehr umlaufenden Sekundärdifferenzspulen-Anordnungen vorgeschlagen, so dass mindestens eine Anordnung optimal für Längsfehler und eine Anordnung optimal für Querfehler die Rohrwand abtasten.

In den vorher beschriebenen Anordnungen Fig. 8, 9 und 10, bei denen das elektromagnetische Wechselfeld vorwiegend senkrecht auf der Rohroberfläche steht, empfangen die umlaufenden Sekundärspulen die Normalkomponente des Wechselfeldes .

Für bestimmte Prüfaufgaben ist es jedoch zweckmässig, die tangentielle Komponente der von der Primärspulenanordnung herrührenden Feldstärke zu verarbeiten.

Hierzu wird erfindungsgemäss eine Primärspule im Inneren des Rohres als einfache, je nach Prüfaufgäbe mehr oder weniger lange Ringspule 71 nach FLg₁. .11 verwendet. Die

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Sekundärspule 72 in Fig. 11 empfängt das noch durch die Rohrwand tretende, von der Primärspule 71 herrührende tangentielle, in Richtung der Rohrachse wirkende Feld. Bei dieser Anordnung nach Fig. ll_f in welcher statt der Normalkomponente des Primärfeldes (wie in Fig. 8 dargestellt) die Tangentialkomponente zur Wandstärkemessung und Fehlerprüfung verwendet wird, lassen sich die entsprechenden Spulenkombinationen zur Wandstärke- und Exzentrizitätsmessung sowie zur Fehlerprüfung verwenden. Zum Beispiel zeigt Fig. 12 die. sekundäre Differenzspulenanordnung 76-77 zur Messung der tangentiellen axialen Feldstärkekomponente zur Fehlerprüfung. 78 ist die Primärspule im Inneren des Rohres.

Zur Fehlerprüfung kann anstelle der sekundären Differenzspulenanordnung 76 - 77 auch eine einfache Sekundärspule gewählt werden, deren Spulenachse auf den Feldlinien des Primärfeldes senkrecht steht. In einer solchen Spule wird solange keine Spannung entstehen, wie das zu prüfende Rohr fehlerlos bleibt. Durch einen der genannten Sekundärspule gegenüber liegenden Fehler in der Rohrwand erzeugt eine in die Richtung der Spulenachse fallende Komponente des von den Wirbelströmen herrührenden Feldes eine Signalspannung in der Sekundärspule, die zur Fehleranzeige benutzt werden soll.

Zur Wandstärke- und Exzentrizitätsmessung zeigt Fig. 13 die Sekundärspulenanordnung für die tangentielle axiale Feldstärkekomponente. In Fig. 13 ist 80 die Primärspule im Inneren des Rohres 20. 81 sowie 82 und 83 sind die diametral gegenüber angeordneten, um das Rohr herum rotierenden Sekundärspulen zur Messung der tangentiellen Längskomponente des durch die Wand tretenden Primärfeldes. An den Klemmen 85 - 86 in Fig. 13 liegt eine Spannung, welche der Summe der beiden Sekundärspannungen der Spulen 81 und 83 entspricht.

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An den Klemmen 85 - 87 liegt dagegen die Differenz der beiden Sekundärspannungen der Spulen 81 und 82. Diese Summe und Differenz wird in der bereits beschriebenen Weise zur Bestimmung dsr mittleren Wandstärke und der Rohrexzentrizität verwendet.

Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Spulenanordnungen ist angenommen, dass es sich um nicht-ferromagnetische Rohre handelt, dass also die relative Permeabilität der Rohrwerkstoffe den Wert ,u = 1 besitzt.

Für den Fall der Fehlerprüfung und Wandstärkemessung von ferromagnetischen Rohren wird der Einfluss der relativen Permeabilität auf die Messung des Transmissionsfaktors dadurch ausgeschaltet, dass das zu prüfende Rohr am Ort der Prüfung einem magnetischen Gleichfeld ausgesetzt wird, welches das Rohr magnetisch sättigt und die magnetische Permeabilität von hohen Werten, z.B. ,u = 100 bis 1000 auf den Wert Ai - 1 oder nahe 1 herabdrückt.

Um das Verfahren der Messung des Transmissionsfaktors zur Wandstärkemessung, Exzentrizitätsmessung und zur Fehlerprüfung auf ferromagnetische Rohre anwenden zu können, wird die Primär-Sekundärspulenanordnung in einem magnetischen Sättigungsfeld angeordnet. Hierfür kommen erfindungsgemäss zwei Anordnungen in Frage:
1.) Aussenjoch, durch welches das Rohr hindurchläuft. Im Bereich der Jochfeldstärke sind die Primär- und

Sekundärspulenanordnungen angebracht 2.) Innenjoch zur magnetischen Sättigung des Rohres am Ort der Primär-Sekundärspulenanordnung.

Nachdem in dem vorher beschriebenen Verfahren der Messung des Transmissionsfaktors zur Wandstärke- und Exzentrizitätsmessung und Fehlerbestimmung immer eine innere Spule

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oder Spulenanordnung, welche an einem entsprechend langen Rohr oder Träger befestigt ist, Verwendung findet, ist die Verwendung eines magnetischen Innenj..=ches dadurch besonders einfach zu bewerkstelligen.

Fig. 14 zeigt als ein Beispiel für viele Anordnungen eine Spulenanordnung entsprechend Fig. 12 mit gleichzeitig wirkendem Sättigungsjoch. 91 stellt den Joch-Eisenkörper dar, der eine Gleichstronwxcklung 92 trägt. Das Rohr 20 schliesst die Kraftlinien des Joches 91. Die Wicklung 93 erzeugt das Primär-Wechselfeld, welches durch die Differenzsonde 95 ausserhalb des Rohres empfangen wird. An den Klemmen 96 und 97 tritt eine Differenzspannung bei überlaufen eines Fehlers auf.

Um das Kleben des Sättigungsjoches an der Innenwand des Rohres zu vermeiden, tragen die verdickten Enden des Joches Hartmetall-Abstandsstücke 98 oder Rollen, welche die direkte Berührung zwischen den Eisenteilen des Joches und dem Inneren des Rohres und damit das Kleben des Rohres verhindern.

Die vorher beschriebenen Anordnungen stellen ein neues zerstörungsfreies Prüfsystem dar, welches einmal Rohrwandstärken und Rohrexzent'rizitäten quantitativ misst, zum anderen Fehler in der Rohrwandung zur Anzeige bringt, wobei die Anzeige eines bestimmten Fehlers unabhängig davon ist, ob der Fehler sich aussen oder innen in der Rohrwandung befindet.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

S B BK S BS 3SSSBtSK SSB B SSS SSSB B S SB

JyVerfahren zur getrennten oder gleichzeitigen Prüfung von Rohren aus elektrisch leitendem oder elektrisch leitendem und ferromagnetischeiD Material auf Fehler, Exzentrizität sowie der Wandstärke mit Hilfe der Anwendung von Wirbelströmen, dadurch gekennzeichnet,

daß vermittels einer primären Spulenanordnung auf der Rohrinnen- oder auf der Rohraußenseite die Wand des zu prüfenden Rohres an mindestens einer zusammenhängenden Stelle von einem auf der Rohrwand senkrecht stehenden magnetischen Wechselfeld durchdrungen wird, wobei an dieser Stelle Wirbelströme entstehen, die ihrer- j seits ein, das ursprüngliche Wechselfeld veränderndes . Gegenfeld erzeugen und dadurch eine Schwächung des Wechselfeldes auf der der primären Spulenanordnung gegenüberliegenden Seite der Rohrwand bewirken,

daß auf der,, der primären Spulenanordnung gegenüberliegenden.. Seite der Rohrwand eine sekundäre Spulenanordnung mit einem Teil der Feldlinien des durch die Wirbelströme geschwächten Wechselfeldes gekoppelt ist,

daß diese sekundäre oder auch beide Spulenanordnungen eine Bewegung relativ zur Rohrwand und quer zur Achsrichtung des Rohres erfahren und den Umfang des Rohres ganz oder teilweise abtasten,

daß eine relative Bewegung zwischen der primären und sekundären Spulenanordnung einerseits und dem Rohr andererseits in Achsenrichtung stattfindet,

daß die in Abhängigkeit von der relativen Quer- und Längsbewegung in der sekundären Spulenanordnung entstandenen elektrischen Signale in einer bekannten Weise als Maß für die Größe eventuell vorhandener Fehler und/oder ExzentrizitäJ: im zu prüfenden Rohr

ORIGINAL

und/oder seiner Wandstärke benutzt werden. . 1957489 *

Ij Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet«

daß durch entsprechende Auswahl der freien Faktoren des Produktes aus der Frequenz des Wechselfeldes, der Leitfähigkeit des zu prüfenden Materials, des Abstandes der inneren und äußeren Spulenanordnungen von einander und der mittleren Wandstärke des zu prüfenden Rohres ein Wert für den als Quotient der Spannung der sekundären Spulenanordnung bei vorhandener Rohrwand zu der Spannung der sekundären Spulenanordnung bei entfernter Rohrwand definierten Transmissionsfaktors T eingestellt wird, der vorzugsweise in der Nähe oder unterhalb des Maximums der imaginären Komponente von T im Diagramm nach Fig. 2 oder Fig. 3 liegt,

daß die in Abhängigkeit von der relativen Quer- und Längsbewegung in der sekundären Spulenanordnung entstandenen elektric sehen Signale phasenselektiv gleichgerichtet werden,

daß die Phasenlage der Referenzspannung des phasenselektiven Gleichrichters auf einen Winkel senkrecht zur Tangente im jeweiligen Punkt des Transmissionsdiagramms nach Fig. 3 eingestellt wird und

daß die Ausgangsspannung des phasenselektiven Gleichrichters als Maß für die Größe eventuell vorhandener Fehler im zu prüfenden Rohr benutzt wird.

Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

einen Wechselstromgenerator mit vorzugsweise in einem bestimm- ,„.

ten Bereich frei wählbarer Frequenz, ' '

j ; eine auf der Rohrinnen- oder Rohraußenseite befindliche primäre

Spulenanordnung, die von dem genannten Wechselstromgenerator ge- ipeiit wird,

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eine auf der, der primären Spulenanordnung gegenüberliegenden, * Rohrseite befindliche sekundäre Spulenanordnung, die mit dem Feld der primären Spulenanordnung induktiv gekoppelt ist,

eine Einrichtung zur Erzeugung einer relativen Bewegung zwischen der sekundären oder primären und sekundären Spulenanordnung einerseits und der Rohrwand andererseits quer zur Achsrichtung des Rohres,

eine Führungs- und Transporteinrichtung, die eine relative Bewegung zwischen der primären und sekundären Spulenanordnung einerseits und dem zu prüfenden Rohr andererseits in Achsrichtung ^ des Rohres ermöglicht,

eine Einrichtung zur Auswertung des elektrischen Signals der sekundären Spulenanordnung zur Anzeige der Größe eventuell vorhandener Fehler und/oder Exzentrizität im zu prüfenden Rohr und/ oder seiner Wandstärke.

4) Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß primäre und sekundäre Spulenanordnung durch eine beispielsweise gabelförmige Vorrichtung starr miteinander verbunden sind,

daß die relative Querbewegung als Bewegung der genannten Vorrichtung auf einer Kreisbahn um die Rohrachse oder als Rotation des Rohres um die Rohrachse als Drehachse erfolgt,

daß die relative Bewegung in Achsrichtung des Rohres durch eine Bewegung der genannten Vorrichtung oder des Rohres in Richtung seiner Achse erfolgt.

5) Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet.

daß die primäre und/oder sekundäre Spulenanordnung bei ihrer Abtastbewegung federnd an die Rohrwand gedruckt werden. '

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6) Anordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet.

daß zur Prüfung einer Schweißnaht die relative Querbewegung zwischen der sekundären oder der primären und sekundären Spulenanordnung einerseits und der Rohrwand andererseits in einer pendelnden Bewegung hin und her über die Schweißnaht besteht·

7) Anordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet.

daß durch ein Zeitglied zwischen den sich langsam ändernden Wandstärkesignalen und den sich rasch ändernden Fehlersignalen unterschieden wird, indem nach seiner Gleichrichtung das elektrische Signal in zwei Kanäle getrennt wird, von denen der eine direkt für die Messung der Wandstärke benutzt wird, der andere nach Passieren eines Hochpaßfilters der Anzeige von Fehlern dient.

8) Anordnung nach Anspruch 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet.

daß die primäre Spulenanordnung aus einer einfachen Spule mit oder ohne ferromagnetischen Kern gebildet wird, deren Spulenachse senkrecht auf der Rohrwand steht,

daß die sekundäre Spulenanordnung ebenfalls aus einer einfachen Spule mit oder ohne ferromagnetischen Kern gebildet wird, deren Spulenachse senkrecht auf der Rohrwand steht, daß der Primärspule die Sekundärspüle genau gegenübersteht.

9) Anordnung nach Anspruch 3, 4 , 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet.

daß die primäre Spulenanordnung aus zwei einfachen Spulen mit oder ohne ferromagnetischen Kern gebildet wird, deren Spulenachsen senkrecht auf der Rohrwand stehen, daß die sekundäre Spulenanordnung ebenfalls aus zwei ein-

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fachen Spulen mit oder ohne feχromagnetischen Kern gebildet ' wird, deren Spulenachsen senkrecht auf der Rohrwand stehen,

daß einer Primärspule jeweils eine Sekundärspule genau gegenüber steht,

daß die beiden Primärspulen gleichsinnig, die beiden Sekundärspulen gegensinnig hintereinandergeschaltet sind.

10) Anordnung nach Anspruch 3, 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die primäre Spulenanordnung aus zwei einfachen Spulen gebildet wird, deren Spulenachsen senkrecht auf der Rohrwand stehen und die bezüglich des Rohrumfanges um 180° gegeneinander versetzt sind,

daß die sekundäre Spulenanordnung aus einer einfachen Spule und einer Doppelspule mit zwei getrennten, untereinander und gegenüber der einfachen Spule gleichwertigen Wicklungen besteht,

daß 4ie einfache Spule und die Doppelspule mit ihrer Spulenachse auf der Rohrwand senkrecht und jeweils einer der beiden Primärspulen genau gegenüber stehen,

daß die beiden Primärspulen gleichsinnig hintereinandergeschaltet sind,

daß die einfache Spule der sekundären Spulenanordnung mit einer der Wicklungen der Doppelspule gleichsinnig und mit einer der Wicklungen der Doppelspule gegensinnig hintereinandergeschaltet ist,

daß auf elektronische Weise der Quotient der Spannung der gegensinnigen Hintereinanderschaltung und der halben Spannung der gleichsinnigen Hintereinanderschaltung gebildet wird,

daß dieser Quotient als Maß für die Exzentrizität des Rohres angezeigt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

11) Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, lob/48"

daß die primäre Spulenanordnung aus zwei feststehenden, . ' zylindrischen, mit dem zu prüfenden Rohr koaxialen Spulen besteht, die elektrisch gegensinnig hintereinandergeschaltet sind, von dem genannten Wechselstromgenerator gespeist werden und auf der Rohrinnen- oder Rohraußenseite des zu prüfenden Rohres in einem solchen axialen Abstand nebeneinander angeordnet sind, daß sich zwischen den beiden Spulen ein die Rohrwand senkrecht durchdringendes magnetisches Feld mit einem Bereich konstanter Feldstärke ergibt,

daß die relative Bewegung zwischen der sekundären Spulenanordnung und der Rohrwand quer zur Achsrichtung entweder als Bewegung der sekundären Spuleneinrichtung auf einer Kreisbahn um die Rohrachse oder als Rotation des Rohres um die Rohrachse als Drehachse erfolgt,

daß die relative Bewegung in Achsrichtung des Rohres durch eine gemeinsame Bewegung von primärer und sekundärer Spulenanordnung oder durch eine Bewegung des Rohres in Achsrichtung erfolgt.

12) Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet« daß zur Prüfung einer Schweißnaht die relative Querbewegung zwischen der sekundären Spulenanordnung und der Rohrwand, durch eine geeignete Schwingeranordnung bewirkt, in einer pendelnden Bewegung hin und her über die Schweißnaht besteht,

13) Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet« daß die sekundäre Spulenanordnung bei ihrer Abtastbewegung federnd an die Rohrwand gedrückt wird.

14) Anordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet« daß die sekundäre Spulenanordnung aus einer einfachen Spule mit oder ohne ferromagnetischen Kern gebildet wird, deren

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X* -ι η c «7 / ρ q

Spulenachse senkrecht auf der Rohrwand steht. ιόόϊ** ο Ό

15)· Anordnung nach Anspruch 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Zeitgiied zwischen den sich langsam ändernden Wand- . Stärkesignalen und den sich rasch ändernden Fehlersignalen unterschieden wird, indem nach seiner Gleichrichtung das elektrische Signal in zwei Kanäle getrennt wird, von denen der eine direkt für die Messung der Wandstärke benutzt wird, der andere nach Passieren eines Hochpaßfilters der Anzeige von Fehlern dient,

16) Anordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die sekundäre Spulenanordnung aus mindestens einer einfachen Spule mit oder ohne ferromagnetischen Kern gebildet wird,

daß die genannte Spule sich im aus der Rohrwand senkrecht austretenden Feld der Primärspulenanordnung befindet und

daß die Spulenachse der genannten Spule zum genannten Feld senkrecht angeordnet ist.

i# Anordnung nach Anspruch Ii, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,

daß zur Fshlsrprüfung die sekundäre Spulenanordnung aus mindestens ainer Differenzspule besteht,

daß die Diffsrenzspule sich im aus der Rohrwand senkrecht austretenden Feld der Primärspulenanordnung befindet und

daß die Spulenachsen der Differenzspulen auf der Rohrwand ebenfalls senkrecht stehen.

18) Anordnung nach Anspruch 17₉ dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Differenzspule mit einer für die Feststeilung von Längsfehlem optimalen Orientierung und wenigstens eine Differensspuis mit einer für dia Feststellung von Querfehlern optimalen Orientierung vorgesehen sind,

BAD ORIGINAL

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19) Anordnung nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet«

daß die sekundäre Spulenanordnung aus einer einfachen Spule und einer Doppelspule mit zwei getrennten, untereinander und gegenüber der einfachen Spule gleichwertigen Wicklungen besteht,

daß die einfache und die Doppelspule mit ihren Spulenachsen auf der Rohrwand senkrecht stehen und bezüglich des Spulenumfanges um 180° versetzt angeordnet sind,

daß die einfache Spule mit einer der Wicklungen der Doppelspule gleichsinnig und mit einer der Wicklungen der Doppelspule gegensinnig hintereinandergeschaltet sind,

daß auf elektronische Weise der Quotient der Spannung der gegensinnigen Hintereinanderschaltung und der halben Spannung der gleichsinnigen Hintereinanderschaltung gebildet wird,

daß dieser Quotient als Maß für die Exzentrizität des Rohres angezeigt wird.

20) Anordnung nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Spulenanordnung aus einer feststehenden, zylindrischen, mit dem zu prüfenden Rohr koaxialen Spule besteht, die sich entweder auf der Rohrinnen- oder Rohraußenseite befindet und von dem genannten Wechselstromgenerator gespeist wird.

21) Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der der primären Spulenanordnung gegenüberliegenden, Seite der Rohrwand angeordnete sekundäre Spulenanordnung aus einer im Tangentialfeld der Primärspule angeordneten einfachen Spule mit oder ohne ferromagnetischen Kern besteht, deren

ORIGINAL INSP£C7ED , ^_

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Spulenachse parallel zur Richtung des genannten Tangentialfeldes verläuft.

22) Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Spulenanordnung aus mindestens einer Differenzspule mit oder ohne ferromagnetischen Kern besteht/ deren Spulenachse parallel zur Richtung des genannten Tangentialfeldes verläuft.

23) Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Spulenanordnung aus mindestens einer einfachen Spule mit oder ohne ferromagnetischen Kern besteht und

daß sie im TangentialfeId der Primärspule und senkrecht zu diesem angeordnet ist.

24) Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet.

daß die sekundäre Spulenanordnung aus einer einfachen Spule und einer Doppelspule mit zwei getrennten, untereinander und gegenüber der einfachen Spule gleichwertigen Wicklungen besteht,

daß die einfache Spule und die Doppelspule mit ihrer Spulenachse parallel zum genannten TangentialfeId und bezüglich des Rohrumfanges um 180° gegeneinander versetzt angeordnet sind,

daß die einfache Spule mit einer der Wicklungen der Doppelspule gegensinnig hintereinandergeschaltet sind,

daß auf elektronische Weise der Quotient der Spannung der gegensinnigen Hintereinanderschaltung und der halben Spannung der gleichsinnigen Hintereinanderschaltung gebildet wird,

daß dieser Quotient als Maß für die Exzentrizität des Rohres angezeigt wird.

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25) Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 24, dadurch gekennzeichnet,

daß in an sich bekannter Weise zur Unterdrückung der durch ihre Schwankungen und ihre Absorptionswirkung störenden Permeabilität durch magnetische Sättigung des zu prüfenden Rohres aus ferromagnetisehern Material im Inneren des Rohres eine zylindrische Jochspule auf einem ferromagnetisehen Jochkern vorgesehen ist und

daß sich der magnetische Fluß des Sättigungsfeldes über den ferromagnetischen Jochkern und den zu prüfenden Bereich der Rohrwand schließt.

26) Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 24, dadurch gekennzeichnet.

daß in an sich bekannter Weise zur Unterdrückung der durch ihre Schwankungen und ihre Absorptionswirkung störenden Permeabilität durch magnetische Sättigung des zu prüfenden Rohres aus ferromagnetischem Material auf der Rohraußenseite eine zylindrische Jochspule mit einem ferromagnetischen Mantel vorgesehen ist und

daß sich der magnetische Fluß des Sättigungsfeldes über den ferromagnetischen Mantel und den zu prüfenden Bereich der Rohrwand schließt.

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