DE1957489C3

DE1957489C3 - Procedure and arrangement for testing pipes for eccentricity

Info

Publication number: DE1957489C3
Application number: DE19691957489
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Förster, Friedrich, Dr.phil., 7410 Reutlingen
Filing date: 1969-11-15
Publication date: 1976-11-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfuni von Rohren aus elektrisch leitendem und/oder ferro magnetischem Material auf Exzentrizität mit Hilft der Anwendung von Wirbelströmen, wobei vermittel; einer auf der Rohrinnen- oder auf der Rohraußen seite angeordneten primären Spulenanordnung du Wand des zu prüfenden Rohres an mindestens einei zusammenhängenden Stelle von einem auf der Rohr wand senkrecht stehenden magnetischen Wechselfelc durchdrungen wird, das an dieser Stelle Wirbel· ströme entstehen läßt, die ihrerseits ein das ursprüngliche Wechselfeld verändertes Gegenfeld erzeugen unc dadurch eine Schwächung des Wechselfeldes auf dej der primären Spulenanordnung gegenüberliegenden Seite der Rohrwand bewirken, wobei 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, wobei die sekundäre Spulenanordnung an zwei bezüglich des Rohrumfanges um 180 gegeneinander versetzten Orten Spulen aufweist, die so zusammengeschaltet sind, daß die Differenz der in ihnen entstehenden elektrischen Signale gebildet wird, wobei die sekundäre und oder primäre Spulenanordnung eine Bewegung relativ zur Rohrwand in und oder quer zur Achsrichtung des Rohres erfahren und wobei die in der sekundären Spulenanordnung entstandenen elektrischen Signale als Maß für die Exzentrizität des /u prüfenden Rohres benutzt werden.The invention relates to a method for Prüfuni of pipes made of electrically conductive and / or ferro magnetic material for eccentricity with the help of the application of eddy currents, mediating; A primary coil arrangement arranged on the inside or outside of the pipe and the wall of the pipe to be tested is penetrated at at least one contiguous point by an alternating magnetic field which is perpendicular to the pipe wall and which causes eddy currents to arise at this point the original alternating field generated opposing field and thereby weakening the alternating field on the side of the pipe wall opposite the primary coil arrangement, a secondary coil arrangement being coupled to part of the field lines of the alternating field weakened by the eddy currents on the side of the pipe wall opposite the primary coil arrangement, the secondary coil arrangement having coils at two locations offset by 180 relative to one another with respect to the pipe circumference, which are interconnected in such a way that the difference between the electrical signals generated in them is formed, the secondary and ode The primary coil arrangement experiences a movement relative to the pipe wall in and or transverse to the axial direction of the pipe and the electrical signals generated in the secondary coil arrangement are used as a measure of the eccentricity of the pipe to be tested.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.The invention also relates to a device for performing the method described in accordance with the preamble of claim 2.

Eine solche Anordnung ist bekannt aus der britischen Patentschrift 8 36 635. In der darin beschriebenen Prüfanordnung befinden sich auf der Innenseite des Rohres an zwei um 180 auseinanderlegenden Stellen der Rohrwand Erregerspulen, die von einem Wechselstromgenerator gespeist werden. Den Erregerspulen gegenüber sind auf der Rohraußenseite Empfängerspulen angeordnet, die gegensinnig zusammen geschaltet sind. Befindet sich an beiden Stellen eine gleichstarke Rohrwand zwischen Erregerund Empfängerspule, so heben sich die in den Empfängerspulen induzierten Spannungen heraus und ein an die Spulen angeschlossenes Meßinstrument zeigt den Wert Null. Sind die Wandstärken ungleich, d. h. ist das Rohr exzentrisch, so werden die sekundären Magnetfelder ungleich geschwächt. Das Meßinstrument wird eine um so größere Spannung anzeigen, je größer die vorliegende Exzentrizität ist. Zur Verringerung der Abstandsabhängigkeit sind die beiden Empfängcispulen jeweils aus zwei ungleichen gegeneinander geschalteten Tcilspulen aufgebaut.Such an arrangement is known from British patent specification 8 36 635. In that described therein Test arrangements are located on the inside of the pipe on two 180 apart Place the pipe wall of excitation coils, which are fed by an alternator. The excitation coils opposite receiver coils are arranged on the outside of the tube, which come together in opposite directions are switched. If there is an equally thick pipe wall between the exciter circuit at both points Receiver coil, the voltages induced in the receiver coils stand out and a measuring instrument connected to the coils shows the value zero. If the wall thicknesses are unequal, d. H. if the pipe is eccentric, the secondary magnetic fields are weakened unequally. The measuring instrument will indicate the greater the tension, the greater the eccentricity. To reduce the distance dependency, the two receiving coils are each made up of two unequal built against each other connected Tcilspulen.

Nachteilig wirkt sich bei der beschriebenen Anordnung aus, daß die ermittelten Werte von der absoluten Wandstärke abhängig sind. Ein Vergleich an verschiedenen Rohren gemessener Exzcntritätswerte untereinander ist also nur möglich, wenn sie an Rohren gleicher absoluter Wandstärke ermittelt wurden.The arrangement described has a disadvantage from the fact that the values determined are dependent on the absolute wall thickness. A comparison of different Measured excentricity values between pipes are only possible if they are connected to pipes same absolute wall thickness were determined.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Nachteil bei der Messung der ExzentrizitätThe invention is based on the problem mentioned when measuring the eccentricity

on Rohren zu vermeiden und die Möglichkeit zur Ermittlung der Exzentrizität gemäß einer gängigen Definition zu bieten. Diese Aufgabe wird erfindungseemäß gel°^{st durch ein Verfanren} gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 und eine Anordnung gemäß _dem Kennzeichen des Anspruchs ?.. Durch ein solches Verfahren bzw. eine solche Anrdnung wird die Ermittlung der Exzentrizität von Rohren aus elektrisch leitendem Material η möglich, ohne daß der absolute Betrag der Wandstärke auf das ermiuelte Meßergebnis einen Einfluß hat. Die Exzentrizität, die als Quotient der extremen Wandstärkendifferenz zweier gegenüberliegender Punkte des Rohrumfanges und der mittleren Wandstärke des Rohres definiert ist, wird in Analogie mit einer weiter unten abgeleiteten Formel gemessen, in der Has Absolutmaß der Wandstärke nicht vorkommt, üie nach dem Verfahren bzw. der Anordnung gefundenen Exzentrizitätswerte können also für Rohre beliebiger absoluter Wandstärke miteinander verglichen werden.on pipes and to offer the possibility of determining the eccentricity according to a common definition. According to the invention, this object is ^{achieved by a misrunning} according to the characterizing part of claim 1 and an arrangement according to _the characterizing part of claim? without the absolute amount of the wall thickness having any influence on the measurement result. The eccentricity, which is defined as the quotient of the extreme difference in wall thickness between two opposing points on the pipe circumference and the mean wall thickness of the pipe, is measured by analogy with a formula derived below, in which the absolute dimension of the wall thickness does not occur, according to the method or the The eccentricity values found in the arrangement can therefore be compared with one another for pipes of any absolute wall thickness.

An Hand der nachfolgend aufgezählten Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Bilder zeigen im einzelnen
Fig. 1 eine Prin/ipskizze zur Erläuterung des Transmissionsfaktors,The invention will be explained in more detail using the figures listed below. The pictures show in detail
1 is a basic sketch to explain the transmission factor,

F i ε 2 ein Diagramm des Transmissionsfaktors, F i g. 3 eine Spulenanordnung zur Wandstärkemessung bei der der ganze Rohrquerschnitt gleichzeitig erfaßt wird u-AA- ■·- ιF i ε 2 a diagram of the transmission factor, F i g. 3 a coil arrangement for wall thickness measurement in which the entire pipe cross-section is recorded simultaneously u-AA- ■ · - ι

F i g. 4 eine Prüfanordnung, bei der die zu pruiende Rohrwand abgetastet wird,F i g. 4 a test arrangement in which the Pipe wall is scanned,

F i g. 5 ei^ne Prüfanordnung, bei der diametral gegenüberliegende Abschnitte der Rohrwand verglichenF i g. Compared ei 5 ^ne test arrangement in which diametrically opposed portions of the tube wall

werden, .will, .

F i u. 6 eine Prüfanordnung mit Zusatzspule zur Direktmessung der mittleren Wandstärke,F i and 6 a test arrangement with an additional coil for Direct measurement of the mean wall thickness,

F i g. 7 eine Prüfanordnung mit feststehender Primärspule, F i g. 7 a test arrangement with a fixed primary coil,

" ' Prüfanordnung mit Tangcntialspule in 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 sich der Vektor 6 des Transmissionsfaktors T von der Senkrechten um einen Winkel ₇, wobei er gleichzeitig in der Lange abnimmt. ,As soon as the thickness or the electrical conductivity of a metal plate 1 located between the primary coil 2 and the secondary coil 3 in FIG. 1 increases from the value 0, the vector 6 of the transmission factor T rotates from the vertical by an angle ₇ , at the same time decreasing in length.,

In F i g. 2 ist der quantitative Zusammenhang des Vektors T des Transmissionsfaktors mit den Daten der Metallplatte und der Frequenz der Pnmarspuie wiedergegeben. . .In Fig. 2 shows the quantitative relationship of the vector T of the transmission factor with the data of the metal plate and the frequency of the Pnmarspuie. . .

Auf der sogenannten Ortskurve des Transmissionsfaktors T, die durch eine längere Rechnung erhalten wurde, ist das ProduktOn the so-called locus curve of the transmission factor T obtained through a longer invoice is the product

/ - σ ■ D · a
253T" " / - σ ■ D · a
253T ""

aufgetragen. Dabei bedeutet / in Hz die Frequenz ->o des Wechselfeldes der Primärspule, η in m/Ώ mm² die Leitfähigkeit der Metallplatte, D in Zentimeter die Plattendicke, α in Zentimeter den mittleren Abstand der Sekundärspule 3 von der Primärspule 2. Der Quotient 2534 ergibt sich aus der theoretischen Ableitung des Transmissionsfaktors.applied. / In Hz means the frequency -> o of the alternating field of the primary coil, η in m / Ώ mm ² the conductivity of the metal plate, D in centimeters the plate thickness, α in centimeters the mean distance between the secondary coil 3 and the primary coil 2. The quotient 2534 results from the theoretical derivation of the transmission factor.

Die Spannung in der Sekundärspule 3 in Fig. 1 entsteht also durch das noch durch die gesamte Plattendicke hindurchwirkende Wechselfeld der Primärspule. The voltage in the secondary coil 3 in Fig. 1 thus arises from the still through the entire Alternating field of the primary coil acting through the plate thickness.

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 istIn the same way as changing the plate thickness for a given coil arrangement does If the transmission factor is changed according to amplitude and phase, changes in the transmission factor result due to defects in the metal plate. It is

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.easy to see that it is due to the change in the transmission factor has no influence. whether z. B. a certain error on one side or the other Side of the metal plate occurs because the information that the secondary coil receives from the primary coil.

muß ja die gesamte Plattendicke durchdringen. Ge-must penetrate the entire thickness of the plate. Ge

g von der Dicke und der elektrischen Rohre übertragen, denn Rohre kann man yc es beig transferred from the thickness and the electrical pipes, for pipes one can yc it at

der Platte 1, in der Sekundärspule 3 geschweißten Rohren der Praxis entspricht als gethe plate 1, in the secondary coil 3 welded pipes corresponds to practice as ge

; Spannung induziert. Di« elektrische bogene und an den Enden zusammengeschweißte; Voltage induced. The electric bends and welded together at the ends

der Sekundärspule 3 hängt außerdem 50 Bleche auffassen.the secondary coil 3 also depends on 50 sheets.

durch ein normiertes Diagramm in F 1 g. 2 übersichtlich darstellen. .by a normalized diagram in F 1 g. 2 clearly represent. .

In diesem Diagramm wird der Quotient /wischen <«o der Spannung der Sekundärspule 3 in F i g. 1 bei Vorhandensein der Metallplatte zu der Sckundarspannung ohne Metallplatte nach Amplitude und Phase gebildet. .In this diagram, the quotient / wipe <«o the voltage of the secondary coil 3 in FIG. 1 in the presence of the metal plate to the basic voltage formed without metal plate according to amplitude and phase. .

Der Vektor 5 des Transmissionsfaktors T in V ig. 2 mit der normierten Länge / entspricht dem Fall, daß sich keine Metallplatte zwischen Primär- und Sc- ; befindet.The vector 5 of the transmission factor T in V ig. 2 with the normalized length / corresponds to the case that there is no metal plate between the primary and Sc-; is located.

Zum Beispiel ist /wischen den Werten 2.4 und 3 des ProduktesFor example / is between the values 2.4 and 3 of the product

./' ,τ D-a ./ ' , τ Da

25342534

in dem Diagramm des komplexen Transmissionsfaktors die Änderung des realen Transmissionsfaktors über 50mal größer als die Änderung des imaginären Transmissionsfaktors.in the diagram of the complex transmission factor, the change in the real transmission factor over 50 times greater than the change in the imaginary transmission factor.

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_rea, des Transmissionsfaktors wiedergegeben, während sich in diesem Bereich die imaginäre Komponente T_imaq des Transmissionsfaktors gegenüber Änderungen der Geometrie (Wandstärke und Spulenabstand) und der Qualität (elektrische Leitfähigkeit) eines flächenhaften Metallteiles oder eines Rohres weitgehend invariant verhält.In the area of the maximum of the imaginary component of the transmission factor, changes in the wall thickness and the electrical conductivity of a metal plate or pipe are predominantly represented by a change in the real component T _rea , _{the transmission factor} , while in this area the imaginary component T imaq des Transmission factor is largely invariant to changes in the geometry (wall thickness and coil spacing) and the quality (electrical conductivity) of a flat metal part or a pipe.

Im einfachsten Falle könnte man sich für die Prüfung einer Anordnung nach F i g. 3 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 22 und 23 die elektrisch gegeneinander geschaltet sind. Das zu prüfende Rohr 20 durchläuft koaxial den Zwischenraum der primären und sekundären Spulen.In the simplest case, one could opt for the examination of an arrangement according to FIG. 3 operate. A primary coil 18 is held by a support tube 19. Located within and coaxial with the primary coil carried by a shaft 21, the two secondary coils 22 and 23 electrically against each other are switched. The pipe 20 to be tested coaxially traverses the space between the primary and secondary Wash.

Eine Anordnung nach F i g. 3 hat einen entscheidenden Nachteil. Bei dieser Anordnung wird ein Querschnitt des Rohres gleichzeitig als Ganzes geprüft. Auf Exzentrizität beruhende Querschnittsänderungen werden jedoch nicht erfaßt.An arrangement according to FIG. 3 has one major disadvantage. With this arrangement, a Cross-section of the pipe checked as a whole at the same time. Changes in cross-section due to eccentricity however, are not recorded.

Wenn die Primärspule 27 und die Sekundärspule 28 in einer Gabelanordnung nach F i g. 4 angeordnet werden, wird nur die kleine Fläche zwischen Primär- und Sekundärspule zur Anzeige des Transmissionsfaktors verwendet. Eine kleine Änderung der Wandstärke dieser kleinen Fläche tritt also wesentlich stärker in Erscheinung als bei einer Anordnung, die gleichzeitig den gesamten Querschnitt, z. B. eines Rohres, erfaßt.When the primary coil 27 and the secondary coil 28 in a fork arrangement according to FIG. 4 arranged only the small area between the primary and secondary coil is used to display the transmission factor used. A small change in the wall thickness of this small area therefore occurs significantly stronger in appearance than in an arrangement that simultaneously covers the entire cross-section, e.g. B. one Rohres, recorded.

Zur Prüfung 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 ro tieren, während sich das Rohr in axialer Richtung über die Gabel bewegt. Die letztere Anordnung ist zweckmäßig, wenn nur die Rohrenden zu prüfen sind.To test the entire pipe, this can, for. B. rotate while the fork assembly runs into the tube, or the tube spirals into the fork assembly at rest. Finally, with kinematic reversal, the fork assembly can ro animals while the tube moves in the axial direction over the fork. The latter arrangement is useful when only the pipe ends are to be checked.

Für längere Rohre kann zur Messung des Transmissionsfaktors auch eine Anordnung benutzt werden, bei welcher das Rohr rotiert, während Primär- und Sekundärspule auf der äußeren und inneren Seite des Rohres einander gegenüber gehalten werden. Das kann erreicht werden, indem die sich gegenüber stehende Außen- und Innenspule durch eine Federanordnung an die äußere und innere Oberfläche des Rohres gedruckt 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. For longer tubes, an arrangement can also be used to measure the transmission factor in which the tube rotates while the primary and secondary coils on the outer and inner side of the tube are held opposite one another. This can be achieved in that the opposing outer and inner coils are pressed against the outer and inner surface of the tube by a spring arrangement. Here again the arrangement consisting of the primary coil and the opposite secondary coil, which is attached to appropriately long rods or tubes, can be pushed into the rotating tube to be tested, or the tube to be tested runs in a spiral over the arrangement consisting of the primary and secondary coil .

Da in dem durch die Gabelanordnung oder eine entsprechende Anordnung, bei der sich Primär- und Sekundärspule gegenüberstehen, gemessenen Trans missionsfaktor die Wanddicke enthalten ist läßt sich diese durch die Gabelanordnung F ι g. 4 oder eine entsprechende Abwandlung absolut messen, wenn die anderen Parameter, wie elektrische Leitfähigkeit Frequenz des Pnmärspulenstromes, sowie Abstand zwischen Primär- und Sekundärspule konstant sind. Since the transmission factor measured by the fork arrangement or a corresponding arrangement in which the primary and secondary coils face each other contains the wall thickness , this can be determined by the fork arrangement F ι g. Measure 4 or a corresponding modification in absolute terms if the other parameters, such as the electrical conductivity, frequency of the primary coil current and the distance between the primary and secondary coil, are constant.

Zur Messung der Wandstärkeänderungen kann im einfachsten Fall eine Anordnung nach F i g. 5 verwendet werden. 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 Rohr-Wandstärke die Sekundärspannungen sich gerade aufheben. Sobald das Rohr aber eine gewisse Exzentrizität aufweist, tritt eine in der Umdrehungsfrequenz des Rohres modulierte Wechselspannung auf. In the simplest case, an arrangement according to FIG. 5 can be used. A primary coil 32 and 33 and a secondary coil 34 and 35 each face each other at two opposite locations on the pipe circumference. The primary coils 32 and 33 are fed by an alternating current generator 36. The secondary coils 34 and 35 are connected to an evaluation unit 37 and can be interconnected so that the secondary stresses cancel each other out with a constant pipe wall thickness. However, as soon as the pipe has a certain eccentricity, an alternating voltage modulated in the rotational frequency of the pipe occurs.

Unter Exzentrizität soll hier die Wandslärkeschwankung eines Rohres verstanden sein, die entsteht, wenn die Mittelpunkte des inneren und äußeren Umfangskreises voneinander abweichen. Mathematisch kann man die Exzentrizität 1 definieren als einen Quotienten, der aus der Differenz der Wandstärken zweier sich diametral in Richtung des Wandstärke-Maximums und -Minimrms gegenüberliegender Punkte mit der mittleren Wandstärke gebildet wird:Eccentricity is to be understood here as the wall thickness fluctuation of a pipe that occurs when the center points of the inner and outer circumferential circles deviate from one another. Mathematically, the eccentricity 1 can be defined as a quotient that is formed from the difference between the wall thicknesses of two diametrically opposed points with the mean wall thickness in the direction of the maximum and minimum wall thickness:

D₂ - D₁
D D ₂ - D ₁
D.

wobei D₂ die maximale und D₁ die minimale Wandstärke der beiden gegenüberliegenden Punkte und D die mittlere Wandstürke sind. Diese mittlere Wandstärke läßt sich definieren aus der Beziehungwhere D _{2 is} the maximum and D _{1 is} the minimum wall thickness of the two opposite points and D is the mean wall thickness. This mean wall thickness can be defined from the relationship

Im allgemeinen ist es also erforderlich, zur Bestimmung der Exzentrizität neben der Differenzspannung der Heiden 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.So in general it is necessary to determine the eccentricity in addition to the differential voltage of the Heiden secondary coils, which through the difference in wall thickness at the two locations of the secondary coils is given. also a tension to obtain which corresponds to the mean wall thickness of the pipe.

Das wird erreicht, indem eine der beiden Sekundärspulen 34 oder 35 bifilar gewickelt ist. In F i g. f> besteht die Sekundärspule 34 nach F i g. 5 aus zwei genau identischen Wicklungen 45 und 46. Die Sekundärwicklungen 40 und 45 in F i g. 6 sind gegeneinander geschaltet, während die Sekundärwicklungen 40 und 46 hintereinander geschaltet sind. Das heißt. die Spannung an den Klemmen 48 bis 49 in F i g. 6 wird durch die Wandstärkeänderung des Rohres an den beiden Orten der Sekundärspulen gebildet, während die Spannung 48 bis 50 der Summe der beiden Sekundärspannungen entspricht.
Aus der Theorie des Transmissionsfaktors folgt.This is achieved in that one of the two secondary coils 34 or 35 is wound bifilar. In Fig. f> there is the secondary coil 34 according to FIG. 5 from two exactly identical windings 45 and 46. The secondary windings 40 and 45 in FIG. 6 are connected against one another, while the secondary windings 40 and 46 are connected in series. This means. the voltage at terminals 48 to 49 in FIG. 6 is formed by the change in the wall thickness of the pipe at the two locations of the secondary coils, while the voltage 48 to 50 corresponds to the sum of the two secondary voltages.
From the theory of the transmission factor it follows.

daß bei großen Werten des Produktesthat with large values of the product

f-a-D-af-a-D-a

25342534

z. B. bei Werten dieses Produktes über 10. die Beziehung gilt: z. B. for values of this product over 10, the relationship applies:

e, = KiD, e, = KiD,

undand

e₂ = KlD₂ . (3) e ₂ = KlD ₂ . (3)

Dabei ist e, die Amplitude der Sekundärspannung am Orte des Rohres mit der Wandstärke D, und e₂ die Amplitude der Sekundärspannung am Orte des Rohres mit der Wandstärke D,.Here, e, the amplitude of the secondary stress at the location of the pipe with the wall thickness D, and e ₂ the amplitude of the secondary stress at the location of the pipe with the wall thickness D ,.

In der Spulenanordnung von F i g. 6 entsteht an den Klemmen 48 bis 49 die Differenz <.', - ι·,, während an den Klemmen 48 bis 50 die Summe l\ + es entsteht Nach Gleichung(3) berechnet sich für die Klemmenspannung 48 bis 49 in F i g. 6:In the coil arrangement of FIG. 6 at terminals 48 to 49 the difference <. ', - ι · ,, while at terminals 48 to 50 the sum l \ + arises According to equation (3), the terminal voltage 48 to 49 in FIG . 6:

D₂ D₁ D ₂ D ₁

Fiir die Klemmenspannung 48 bis 50 berechnet sich , / D₂ + D₁ NFor the terminal voltage 48 to 50, / D ₂ + D ₁ N is calculated

Wird die Klemmenspannung 48 bis 50 in F i g. 6 durch einen Spannungsteiler halbiert, so entspricht dieser halbierte WertIf the terminal voltage is 48 to 50 in FIG. 6 halved by a voltage divider, so corresponds this halved value

K / D₂ + D₁ \ K / D ₂ + D ₁ \

D₂-D₁' V " ^ / D ₂ -D ₁ ' V "^ /

Der Ausdruck —^:--_-J- ist aber identisch mitThe expression - ^: --_- J- is identical to

dem Mittelwert D der Wandstärke des Rohres.
Durch elektronische Quoticntenbildung des Aus- <?, + c₂ the mean value D of the wall thickness of the pipe.
Through electronic quotation formation of the training <?, + c ₂

druckest, — i-₂ undprint, - i- ₂ and

ergibt sich die Exzen-results in the eccentric

irizität / eines Rohres nach Gleichung (1).iricity / of a pipe according to equation (1).

Es wird daher in der Anordnung F i g. 6 direkt die Exzentrizität des Rohres erhalten, indem elektronisch nach bekannter Weise der Quotient zwischen der Klemmenspannung 48 bis 49 und der halben Klemmenspannung 48 bis 50 gebildet wird.It is therefore in the arrangement F i g. 6 direct the eccentricity of the pipe obtained by electronically in a known manner the quotient between the terminal voltage 48 to 49 and half the terminal voltage 48 to 50 is formed.

B;i den vorher beschriebenen Anordnungen rotiert das Rohr, während die Primär- Sekundär-Spulenano'dnung 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.B; i the arrangements described above, the tube rotates while the primary-secondary coil assembly does not rotate. With this arrangement, however, the test speed of the pipe is limited, because the number of seconds the pipe rotates mechanical limits, e.g. B. by pipe bends, etc. are set.

Die inneren i'rimärspulcn nach F i g. 5 und 6 sind den entsprechenden Sekundärspulen genau gegenüber angeordnet.The inner primary coils according to FIG. 5 and 6 are arranged exactly opposite the corresponding secondary coils.

E>ie Primärspulen im Inneren des Rohres lassen sich ersetzen durch eine Anordnung von zwei Ringspulen 52 und 53 nach F i g. 7, deren Feldrichtung einander entgegengesetzt, ist. Dadurch hebt sich die axiale Feldkomponentc heraus und es verstärkt sich Äie radiale Feldkomponentc Durch die Rohrwand tritt also nach F i g. 7 auf einem bestimmten Rohrumfang ein elektromagnetisches Wechselfeld aus, dessen Kraftlinien überwiegend senkrecht auf der Rohroberflächc stehen. Am Ort des Rohrumfanges, an welchem die elektromagnetischen Kraftlinien senkrecht austreten, läuft nun 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.The primary coils inside the tube can be replaced by an arrangement of two ring coils 52 and 53 according to FIG. 7, whose field direction is opposite to one another. As a result, the axial field component stands out and the radial field component increases through the pipe wall as shown in FIG. 7 an electromagnetic alternating field on a certain pipe circumference, the lines of force of which are predominantly perpendicular to the pipe surface. At the location of the pipe circumference at which the electromagnetic lines of force emerge vertically, a secondary coil 54 now runs around the pipe. This motorized rotating secondary coil measures the transmission factor of the pipe circumference at the location of the electromagnetic lines of force emerging vertically from the pipe surface. With constant electrical conductivity, the rotating secondary coil emits an electrical voltage that depends on the pipe wall thickness.

ίο 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 konstantίο It is important for testing practice that that the two primary coils 52 and 53 occupy a sufficient distance from one another. Through this it is achieved that the field strength perpendicular to the pipe wall is practically constant in a certain area

is bleibt.is stays.

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 zur Exzentrizitätsmessung des Rohres verwenden.On the one hand, this method is suitable for measuring the pipe wall thickness on the pipe circumference, on the other hand, by appropriate training of the revolving secondary coil or several rotating secondary coils use the method for measuring the eccentricity of the pipe.

Wird die umlaufende Sekundärspule54 in Fig. 7 als Absolutspule ausgebildet, so wird der Absolutwert der Wandstärke auf dem betreffenden Rohrumfang gemessen. In ähnlicher Weise wie in Fig. 5 und 6 können zwei oder mehr jeweils diametral gegenüberlie^nde Sekundärspulen Verwendung finden, um den Mittelwert und das Maximum der Differenz der Wandstärke zur Bestimmung der Rohrexzentrizität, wie vorher beschrieben, zu erhalten.If the rotating secondary coil 54 in FIG designed as an absolute coil, then the absolute value of the wall thickness on the pipe circumference concerned measured. Similarly to Figs. 5 and 6, two or more can each be diametrically opposed Opposite secondary coils are used to determine the mean value and the maximum of the difference the wall thickness to determine the pipe eccentricity, as previously described.

In den vorher beschriebenen Anordnungen, 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.In the arrangements described above, in which the electromagnetic alternating field predominantly stands perpendicular to the pipe surface, the rotating secondary coils receive the normal component of the alternating field. For certain test tasks, however, it is useful to use the tangential component to process the field strength resulting from the primary coil arrangement.

Zur Exzentrizitätsmessung zeigt F i g. 8 die Sekundärspulenanordnung für die tangentielle axiale Feldstärkekomponente. In F i g. 8 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 bis 86 in F i g. 8 liegt eine Spannung, welche der Summe der beiden Sekundärspannungen der Spulen 81 und 83 entspricht For measuring the eccentricity, FIG. 8 the secondary coil arrangement for the tangential axial field strength component. In Fig. 8, 80 is the primary coil inside the tube 20. 81 as well as 82 and 83 are the diametrically opposite secondary coils rotating around the tube for measuring the tangential longitudinal component of the primary field passing through the wall. At terminals 85 to 86 in FIG. 8 there is a voltage which corresponds to the sum of the two secondary voltages of coils 81 and 83

An den Klemmen 85 bis 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 der mittleren Wandstärke und der Rohrexzentrizität verOn the other hand, the difference between the two secondary voltages of the coils is applied to terminals 85 to 87 81 and 82. This sum and difference is used in the manner already described to determine the mean wall thickness and the pipe eccentricity ver wendetturns

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for testing pipes made of electrically conductive and / or ferromagnetic material for eccentricity with the aid of eddy currents, with the wall of the pipe to be tested at at least one by means of a primary coil arrangement arranged on the inside or outside of the pipe coherent point is penetrated by a perpendicular magnetic alternating field on the pipe wall, which causes eddy currents to arise at this point, which in turn generate an opposing field that changes the original alternating field and thereby weaken the alternating field on the side of the pipe wall opposite the primary coil arrangement, wherein on the side of the pipe wall opposite the primary coil arrangement, a secondary coil arrangement is coupled to part of the field lines of the alternating field weakened by the eddy currents, the secondary coil arrangement at two opposite the pipe circumference by 180 ° at offset locations has coils which are interconnected in such a way that the difference between the electrical signals generated in them is formed, the secondary and / or primary coil arrangement experiencing a movement relative to the pipe wall in and / or transversely to the axial direction of the pipe and where the in the secondary coil arrangement resulting electrical signals are used as a measure of the eccentricity of the pipe to be tested, characterized in that the sum of the electrical signals arising in the 180 ° offset coils is also formed by appropriate circuit and that the quotient of the said difference is also formed and the sum mentioned is formed, which gives a measure of the eccentricity sought.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1 for testing pipes electrically conductive and / or ferromagnetic material for eccentricity, with an atf of the inner pipe or the outside of the pipe arranged by an alternating current fed primary coil arrangement, with one in the area of the magnetic field generated by the primary coil arrangement arranged on the side of the pipe wall opposite the primary coil arrangement Coil arrangement on two of which are offset from one another by 180 'with respect to the pipe circumference Locating coils, characterized in that the secondary coil assembly consists of a single coil (40, 81) and a double coil with two separate ones, one below the other and opposite one another the simple coil equivalent windings (45, 46; 82, 83) consists that the simple Coil (40, 81) of the secondary coil arrangement with one of the windings (46, 83) of the double coils in the same direction and with one of the windings (45, 82) of the double coil in opposite directions one behind the other is switched and that an electronic quotient image is provided which shows the quotient the voltage of the opposing series connection (48, 49) and half the voltage the parallel connection in series (48,50) forms.