DE2556659A1 - Rohrmolch - Google Patents

Rohrmolch

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DE2556659A1
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Description

DR. ING. F. WUESTHOFF 2556659 S MÜNCHEN 9O
DR. E. ν. PECHMANN H SCH WEIGERST J?/J SS Jr
I)K. ING. I). BEHRENS TELEFON <089) J»£ 2-0 £>Ί
I)IPL. ING. R. GOETZ TElH 5 24 070
PATENTANWÄLTE ΤΕΙ.ΕαΠΛΜΜΕ!
PIIOTKCTPATENT ΜϋΝΟΠΚΝ
1Α-47 338
Be Schreibung zu der Patentanmeldung
Trans Canada Pipelines Ltd., Toronto, Ontario / Kanada
betreffend:
"Rohrmolch"
Die Erfindung bezieht sich auf sog. Rohrmolche, die für verschiedene Zwecke in flüssigkeitsführenden Rohrleitungen oder Pipelines verwendet werden.
In der Pipeline-Industrie werden Rohrmolche zur Durchführung bestimmter, spezieller Arbeitsgänge innerhalb der Pipelines oder Rohrleitungen verwendet. Normalerweise umfassen Rohrmolche einen länglichen Körper, der mittels zweier flexibler, radial nach außen wegrstehender Schaber-Teller mittig in der Rohrleitung gehalten wird. Die Schaber-Teller haben in Längsrichtung einen Abstand zueinander und sitzen mit enger, jedoch aufgrund ihrer Nachgiebigkeit eine Verschiebung zulassender Passung in der Rohrleitung.
Die Rohrmolche werden durch den Flüssigkeitsdruck hinter dem Rohrmolch, der auf den Körper des Rohrmolches und die Schaber-Teller ausgeübt wird, durch die Rohrleitung gedrückt.
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Am Körper eines Rohrmolches können Bürsten, Schaber oder andere Reinigungsgeräte für die Innenwand der Rohrleitung angebracht sein. Andere Rohrmolche tragen keine Reinigungsgeräte, sondern werden einfach zur Trennung zweier verschiedener Flüssigkeiten benutzt, die nacheinander durch die Rohrleitung transportiert werden. Schließlich gibt es noch weitere Rohrmolche, die zur Beseitigung von .Flüssigkeit eingesetzt werden, die sich an vertieften Stellen der Rohrleitung angesammelt -.hat. Daneben sind noch andere Arten von' Rohrmolchen in Benutzung, welche Prüf- und Meßinstrumente durch die Rohrleitung transportieren, mit denen Flüssigkeitseigenschaften gemessen werden, die Rohrleitung selbst untersucht oder andere zahlreiche Messungen und Sicherheitsprüfungen durchgeführt werden, die für die Wartung und den Betrieb einer Rohrleitung notwendig sind.
Die Erfindung betrifft insbesondere die letztgenannte Art von Rohrmolchen, nämlich solche, welche Instrumente durch die Rohrleitung transportieren.
Gemäß der Erfindung wird ein durch eine Rohrleitung bewegbarer Rohrmolch vorgeschlagen, dem Fühleinrichtungen zur Messung verschiedener Eigenschaften der Rohrleitung zugeordnet sind, die einen elektrischen Ausgang abgeben, welcher den untersuchten Zustand wiedergibt, wobei ein Beschleunigungsgeber und ein Aufzeichnungsgerät vorgesehen sind, mit welchem Signale vom Beschleunigungsgeber, welche die axiale Beschleunigung des Rohrmolches innerhalb der Rohrleitung angeben, und Signale von der Fühleinrichtung aufgezeichnet werden.
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Die meisten Eoiirmolche, die zur Untersuchung des Zustandes der Eohrleitung eingerichtet sind, sind mit mehreren Fühlern ausgestattet. Diese Fühler können für eine magnetische oder für eine akustische Untersuchung der Eohrleitungswandung geeignet sein. Normalerweise werden mehrere Fühler benutzt, damit sich der gesamte Umfang der Eohrleitung während der Wanderung des Eohrmolches durch die Eohrleitung untersuchen läßt. Die Ausgangssignale der Fühler werden oft einem mehrkanaligen Aufzeichnungsgerät zugeführt, welches im fiohrmolch mitgenommen wird. Durch Auswertung der Aufzeichnung nach einem Durchgang des Eohrmolches können Fehlstellen lokalisiert werden, wenn sich die Position des Eohrmolches zur Zeit der Feststellung der Fehlstelle bestimmen, läßt. Zu den von einem Eohrmolch erfaßten Fehlstellen, insbesondere bei magnetischer Untersuchung, gehören Eisse in der Wand der Eohrleitung, metallurgische Anomalien, wie z.B. harte Stellen, Kerben und Kratzer an der Außenseite der Eohrleitung, die z.B. beim Eingraben der Eohrleitung entstanden sind, und Korrosionsstellen. Die Fühler erfassen auch Gebiete eines veränderten Magnetflusses als Ergebnis einer Änderung der metallurgischen Eigenschaften der Eohrleitungswand. Wenn die Fühler eine Schweißstelle in der Eohrleitung passieren, wird ein von demjenigen Fühler ausgehendes Signal aufgezeichnet, der die Schweißstellen passiert. Im Falle von Schweißzapfen innerhalb der Eohrleitung geben die Fühler ebenfalls eine Änderung der magnetischen Eigenschaften an.
Zu den gefährlicheren Fehlstellen, die zum Ausfall einer Eohrleitung führen können, gehört die körperliche Quetschung der Eohrleitung, z.B. als Folge des Zufüllens des Grabens, in dem die Eohrleitung installiert wurde.
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Wenn die Eohrleitung einer "besonders schweren Belastung ausgesetzt wird, entsteht an der Rohrleitung eine Verformung, aufgrund welcher die Eohrleitung nicht mehr genau rund ist. Die Abweichung vom genau runden Zustand kann in Form von Erhebungen, Beulen, einer Verformung zur ovalen Form oder ähnlichen Fehlem vorliegen. Derartige Abweichungen vom runden Zustand können bedeuten, daß der Stahl, aus welchem die Rohrleitung hergestellt ist, in kaltem Zustand bearbeitet wurde und daher bei den Drucken, mit welchen eine Rohrleitung betrieben wird, nicht mehr zuverlässig ist. Vie bereits angegeben wurde, können Fühler für eine magnetische Untersuchung der Rohrleitungswandung die Abweichung vom runden Zustand feststellen und ein mit dem Aufzeichnungsgerät aufzuzeichnendes Ausgangssignal abgeben. Jedoch ist es äußerst schwer, das Ausgangssignal der Fühler zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Fehlstellen zu interpretieren. Es würde einen großen Vorteil bei der Interpretation des Ausgangssignales der verschiedenen Fühler eines Rohrmolches zur Rohrleitungsuntersuchung bedeuten, wenn sich die unrunden Fehlstellen am Aufzeichnungsgerät leicht identifizieren ließen.
Erfindungsgemäß wird ein einfaches Verfahren vorgeschlagen, mit welchem sich unrunde Fehlstellen von anderen, mittels eines magnetischen Untersuchungsgerätes festgestellten Fehlstellen leicht unterscheiden lassen. Zur Erkennung eines unrunden Zustandes einer Rohrleitung ist der Rohrmolch mit einem Beschleunigungsgeber oder -messer ausgestattet. Ein Beschleunigungsgeber ist ein Gerät, das ein elektrisches Ausgangssignal abgibt, welches der Beschleunigung proportional ist, die das Gerät erfährt. Bei Verwendung im Rohrmolch ist der
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Beschleunigungsgeber im Rohrmolch so installiert, daß sein Signal nur Beschleunigungen und Verzögerungen in axialer Richtung wiedergibt. Ersichtlicherweise muß ein Rohrmolch bergauf und bergab entsprechend der Verlegung der Rohrleitung über Hügel und durch Täler wandern. Entsprechend erfährt der Rohrmolch viele Beschleunigungen und Verzögerungen; es werden jedoch nur die in Richtung der Achse der Rohrleitung wirkenden Beschleunigungen und Verzögerungen als relevant für einen unrunden Zustand angesehen.
Wenn ein Rohrmolch, der durch den Druck der Flüssigkeit der Rohrleitung auf den Schaber-Tellern durch die Rohrleitung gedruckt wird, auf eine unrunde Stelle in der Rohrleitung trifft, wird die axiale Geschwindigkeit des Rohrmolches in der Rohrleitung verringert werden, was eine Verzögerung bedeutet. Bei Ausrüstung des Rohrmolches mit einem Beschleunigungsgeber stellt dieser die entsprechende Geschwindigkeitsänderung des Rohrmolches fest, die dann auf dem mehrkanaligen Aufzeichnungsgerät zusammen mit den Signalen von den anderen J1UhIeinrichtungen aufgezeichnet werden kann. Bei der Auswertung der Aufzeichnung eines Rohrmolch-Durchganges kann dann ein unrunder Zustand ohne weiteres durch Vergleich des Eehlstellen-Signales von den J1UhI einrichtung en mit dem Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers ermittelt werden.
Im folgenden wird die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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Fig. 1 eine teilweise weggebrochene isometrische Ansicht eines Rohrmolches nach der Erfindung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Signale, die bei Vorliegen eines unrunden Zustandes aufgezeichnet werden;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Signale, die ohne Vorhandensein eines unrunden Zustandes aufgezeichnet werden.
Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiels eines mit Instrumenten ausgerüsteten Rohrmolches für Uberwachungszwecke. Der Rohrmolch 10 umfaßt einen am einen Ende angeordneten Schaber-Teller 11 und einen am gegenüberliegenden Ende angeordneten zweiten Schaber-Teller 12. Die beiden Schaber-Teller 11 und 12 sind an einem Körper 13 angebracht. Die Schaber-Teller 11 und 12 tragen den Körper 13 und transportieren ihn durch die Rohrleitung oder-Pipeline. Die Schaber-Teller dienen auch zum Vortrieb des Rohrmolches 10 durch die Rohrleitung 15- Selbstverständlich kann: die Anordnung der Schaber-Teller in bezug auf den Körper des Rohrmolches und die Anzahl der verwendeten Schaber-Teller je nach Gewicht und Größe des Körpers 13 auch anders gewählt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist rund um den Körper des Rohrmolches eine ringförmige Anordnung von Überwachungs-Schuhen 14 angeordnet. Die Überwachungs-Schuhe 14- sind am Körper 13 jeweils mit einer Halterung 16 und beweglichen Armen 17 angebracht. Die beweglichen Arme 17 sind bei 18 beweglich angelenkt. Federnde Mittel 19 drücken die Schuhe 14 in Anlage an die innere Umfangswand 20 der Rohrleitung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist allerdings nur ein Schuh 14 dargestellt. Aus der Figur dürfte es allerdings klar ersichtlich sein, daß in Wirklichkeit mehrere Schuhe zur
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Untersuchung oder Überwachung des gesamten ümfangs der Rohrleitung "benutzt werden. Jeder Schuh 14- umfaßt Überwachungsgeräte, die beispielsweise nach dem magnetischen Prinzip arbeiten und dazu Magnete und Spulen umfassen, oder die mit Schall arbeiten. Dem Fachmann dürften weitere Alternativen für in Frage kommende Überwachungsgeräte bekannt sein.
Innerhalb des Körpers 13 des Rohrmolches 10 ist ein Fach vorgesehen, welches geeignete elektronische oder andere Apparate zur Durchführung der Überwachung enthält. Ebenfalls innerhalb des Körpers 13 des Rohrmolches sind ein Beschleunigungsgeber und ein mehrkanaliges Aufzeichnungsgerät angeordnet.
Der benutzte Beschleunigungsgeber ist nicht gezeigt. Für den vorgesehenen Zweck brauchbare Beschleunigungsgeber sind kommerziell erhältlich; sie umfassen im allgemeinen eine abgestimmte Widerstandsbrücke mit auf mechanische Spannungen ansprechenden Elementen. Beispielsweise ist ein geeigneter Beschleunigungsgeber das Statham-Modell Nr. AG69TC-10-350· Je nachdem für das Aufzeichnungsgerät erforderlichen Eingangspegel wird der Ausgang des Beschleunigungsgebers in der Regel verstärkt werden.
In den allermeisten Fällen werden mehrere Schuhe zur Untersuchung des gesamten Umfangs der Rohrleitungswandung benutzt. Es kann jedoch in gelegentlichen Fällen ausreichen, nur einen einzigen ringförmigen Fühler zu benutzen. In jedem Fall muß ein Aufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung des Ausgangs des Fühlers bzw. der Fühler eingesetzt werden. Regelmäßig wird außerdem ein Signal erzeugt und mittels des Aufzeichnungsgerätes aufgezeichnet, welches die Entfernung oder Zeit angibt, welche der Rohrmolch in Betrieb ist. Daher können durch
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Korrelation mit dem Entfernungssignal durch das Fühlgerät festgestellte Fehlstellen innerhalb der Rohrleitung lokalisiert werden. Entsprechend muß das Aufzeichnungsgerät normalerweise mindestens zwei Kanäle aufweisen, besitzt jedoch in der Regel noch eine Anzahl weiterer Kanäle. Das für die Erfindung erforderliche Aufzeichnungsgerät muß einen getrennten Kanal besitzen, mit welchem die Aufzeichnung des Ausgangssignales des Beschleunigungsgebers möglich ist.
In -B1Ig. 2 sind die Signale dargestellt, welche mittels eines mehrkanaligen Aufzeichnungsgerätes auf- . gezeichnet werden, das in einem Rohrmolch mit vier Überwachungs-Schuhen benutzt wird.Bei dem gezeigten Beispiel werden die Ausgangssignale der vier Schuhe jeweils getrennt mittels des Aufzeichnungsgerätes aufgezeichnet; außerdem wird das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers zusätzlich getrennt aufgezeichnet. Der Kanal zur Aufzeichnung der Entfernung ist nicht gezeigt. Wenn der Rohrmolch auf eine Stelle mit unrundem Zustand trifft, ergeben sich verschiedene Signale gemäß der Darstellung der Pig. 2. Aufgrund des unrunden Zustandes befinden sich der Schuh oder die Schuhe, welche sich über die Beule bewegen, nicht In voller Länge des Schuhes in engem Kontakt mit der Rohrleitungswand. Dadurch entsteht ein typisches Ausgangssignal von diesem Schuh. Für Fig. 2 wurde angenommen, daß die Beule so groß ist, daß ein entsprechender Ausgang von beiden Schuhen 1 und 2 entsteht. Jedoch ist die Beule nicht groß genug, auch einen entsprechenden Ausgang von den Schuhen 3 und 4 herbeizuführen. Wie bereits erläutert wurde, wird der Rohrmolch beim Auftreffen auf eine Stelle mit unrundem Zustand verzögert, wodurch ein negatives Signal vom Beschleunigungsgeber erhalten wird. Wenn die Deformation sehr stark ist, kann der Rohrmolch
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sogar vollständig angehalten werden. In jedem Fall wird sich, der Druck hinter dem Rohrmolch leicht erhöhen und den Rohrmolch über die Behinderung hinwegschieben, wodurch er wieder beschleunigt wirdr bis er die ursprüngliche Geschwindigkeit erreicht hat. Entsprechend zeigt in Pig. 2 der Kanal für die Aufzeichnung des Ausgangs des Beschleunigungsgebers eine scharfe negative Beschleunigung bzw. eine Verzögerung, auf die eine kleine positive Beschleunigung folgt. Die sich einstellende Verzögerung ist eine Funktion der Geschwindigkeit des Rohrmolches und der Größe der Deformation. Je schneller der Rohrmolch sich vor der Stelle im unrunden Zustand bewegt hat, um so wahrscheinlicher ist eine große Verzögerung und um so größer ist entsprechend die negative Spannungsspitze bzw. der negative Spannungseinbruch. Auf diese Weise kann die Größe der Beule anhand des Signales vom Beschleunigungsgeber abgeschätzt werden.
Fig. 3 illustriert die Erkennung typischer Fehlstellen mittels der Überwachungs-Schuhe, bei denen keine.Deformation der Rohrleitung gleichzeitig vorliegt. Solche Fehlstellen können auf Korrosion, Schweiß-Verbrennungen oder eine Aufblätterung der Wandung zurückgehen. In diesem Fall werden die Fehlstellen-Signale in den verschiedenen Kanälen für die Ausgangssignale der einzelnen Überwachungs-Schuhe aufgezeichnet; es fehlt jedoch ein Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers,, da der Rohrmolch eine gleichförmige Geschwindigkeit beibehält.
Die Signale für die Fehlstellen gemäß Fig. 2 und 3 sind nicht notwendigerweise typisch in so fern, als eine bestimmte Signal-Gestalt gezeigt ist. Die Signale
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sollen hier nur als Beispiel dienen, da es im wesentlichen auf ihr Vorhandensein oder ihr .Fehlen ankommt.
Durch Verwendung eines Beschleunigungsgebers in einem Rohrmolch, der mit Uberwachungs- oder i'ühlgeräten ausge rüstet ist, kann also ein unrunder Zustand anhand einer mittels eines mehrkanaligen Aufzeichnungsgerätes erzeugten Aufzeichnung festgestellt werden. Natürlich können Anzahl der Kanäle, Art und Type der Überwachungs geräte oder des Beschleunigungsgebers im Rahmen der Erfindung in einer dem Fachmann ersichtlichen Weise abgewandelt werden.
PATENTANSPRÜCHE:
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Le e rs e i te

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Ki/ Durch eine Rohrleitung bewegbarer Rohrmolch mit mindestens einem Überwachungsgerät für den Zustand der Rohrleitungswand vom Inneren der Rohrleitung her, welches ein Änderungen des überwachten Zustandes angebendes elektrisches Signal abgibt, und mit einem Aufzeichnungsgerät für das Signal des Überwachungsgerätes, dadurch gekennzeichnet , daß der Rohrmolch mit einem Beschieunigungsgeber versehen ist, welcher ein elektrisches Signal entsprechend der Beschleunigung und Verzögerung des Rohrmolches in Längsrichtung der Rohrleitung abgibt, das mittels des Aufzeichnungsgerätes aufgezeichnet wird.
    (2) Rohrmolch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Überwachungsgerät auf Änderungen der magnetischen Eigenschaften der Rohrleitungswand während der Bewegung des Rohrmolches durch die Rohrleitung anspricht.
    (3) Rohrmolch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufzeichnungsgerät für eine voneinander getrennte Aufzeichnung des Signales vom Überwachungsgerät und des Signales vom Beschleunigungsgeber ausgebildet ist.
    (4) Rohrmolch nach Anspruch 1, 2 oder 3 5 gekennzeichnet durch einen Körper, durch an dem Körper
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    angebrachte Schaber-Teller, welche an der Innenwand der Rohrleitung derart anliegen, daß die durch die Rohrleitung fließende Flüssigkeit den Rohrmolch längs der Rohrleitung bewegt, durch mehrere magnetische Überwachungsgeräte, die am Körper angebracht sind, auf Änderungen des Magnetflusses in der Rohrleitung während der Bewegung des Rohrmolches durch diese ansprechen und ein elektrisches Signal entsprechend den Änderungen abgeben, durch an dem Körper angebrachte Magnet einrichtungen zur Induzierung eines magnetischen Feldes in der Rohrleitung, durch einen innerhalb des Körpers angebrachten Beschleunigungsgeber, welcher ein elektrisches Signal entsprechend der Beschleunigung und Verzögerung in Laufrichtung des Rohrmolches abgibt, und durch ein innerhalb des Körpers angebrachtes Aufzeichnungsgerät, mit welchem die Signale von den Überwachungsgeräten und von dem Beschleunigungsgeber aufgezeichnet werden.
    (5) Verfahren zur Erkennung unrunder Zustände an einer eisenhaltigen Rohrleitung, insbesondere unter Verwendung eines Rohrmolches nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein Rohrmolch durch die zu überwachende Rohrleitung gesandt wird, daß der Rohrmolch mindestens ein Überwachungsgerät trägt, welches ein elektrisches Signal entsprechend den Änderungen des metallurgischen Zustande der Rohrleitungswand abgibt, daß der Rohrmolch außerdem mit einem Beschleunigungsgeber versehen ist, der ein elektrisches Signal entsprechend der Beschleunigung und Verzögerung des Rohrmolches in Längsrichtung der Rohrleitung abgibt, und daß die Signale des Überwachungsgerätes und des Beschleunigungsgebers in getrennten Kanälen eines vom Rohrmolch mitgeführten Aufzeichnungsgerätes aufgezeichnet werden.
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    (6) Yerfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Bohrmolch durch den Druck derin der Rohrleitung fließenden flüssigkeit durch die Bohrleitung transportiert wird, wobei der Druck auf
    nachgiebig defonnierbare Schaber-Teller ausgeübt wird, welche an Rohrmolch angebracht sind und am Innenumfang der Sohrleitungswand anliegen.
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