DE2756646A1

DE2756646A1 - Verfahren und vorrichtung zum fruehzeitigen feststellen der rissbildung in einem undurchlaessigen bauelement

Info

Publication number: DE2756646A1
Application number: DE19772756646
Authority: DE
Inventors: Donald H Oertle; Marvin L Peterson
Original assignee: Continental Oil Co
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1977-03-17
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1978-09-21
Also published as: FR2384251A1; NL7712634A; FR2384251B1; US4145915A; JPS53116887A; NO146556C; GB1602751A; BE862115A; CA1102633A; NO146556B; NO774094L

Description

Verfahren und Vorrichtung zum frühzeitigen Feststellen der Rissbildung in einem undurchlässigen Bauelement

Die Erfindung betrifft das frühzeitige Feststellen der Bildung von Rissen in undurchlässigen Bauelementen, die einer Spannung ausgesetzt sind.

Eine wichtige Anwendungsform der Erfindung ist die frühzeitige Feststellung von Rissen in unter einer kritischen Spannung stehenden Elementen einer Schelfplattform, die zum Bohren nach oder Fördern von öl oder Gas verwandt wird.

Die Ausbildung von Rissen in festen Bauelementen, die einer Spannung ausgesetzt sind, stellt ein Problem von grosser Bedeutung dar. Beispielsweise sind Schelfförder- - und Bohrplattformen von besonderer Bedeutung bezüglich der Befriedigung

TELKFON (ΟΒβ) 99 98S9

809838/0546

TELEX O6-993BO

TELEQRAMME MONAPAT

telekopiercr

des Energiebedarfes eines Landes und der Welt. Derartige Plattformen sind dazu konstruiert, in immer grösseren Wassertiefen zu bohren und zu fördern. Zur näheren Darstellung sei erwähnt, dass gegenwärtig Konstruktionen für eine Wassertiefe von 270 m (900 Fuss)oder mehr geplant oder gebaut werden. Obwohl derartige Plattformen in vielen Fällen der praktikabelste Weg bleiben, Kohlenwasserstoffe aus derartigen Tiefen zu fördern, führen derartig grosse Wassertiefen in Verbindung mit den stürmischen Umgebungsverhältnissen dazu, dass die Technik der Plattformkonstruktion vorwärts getrieben wird, damit sie sich dem Stand der miteinbezogenen Metallogie und der Konstruktionsentwürfe nähert.

Es gibt offensichtlich viele weitere Beispiele von festen Bauelementen, die einer bezüglich der Funktion, Sicherheit und ähnlichem kritischen Spannung ausgesetzt sind. Kritische Punkte sind beispielsweise die Schweisstellen, die die Platten des Schiffskörpers verbinden und ähnliches. Wenn beispielsweise ein Element, das einen Hubschrauberflügel hält, gewisse Flugzeugbauelemente, ein unter hoher Spannung stehendes Element eines Kranes, ein Brückenelement, ein Reaktorelement, ein Druckkessel oder ähnliches aufgrund der Ausbildung von Spannungsrissen ausfallen, können Katastrophen , die Menschenleben kosten, und grosse Sachschäden verursachen, sowie ein Produktionsausfall die Folge sein.

Eine mögliche Schadensstelle von grosser Bedeutung ist die durch Wärme beeinflusste Zone neben einer Schweissverbindung eines Bauelementes einer Schelfplattform mit einem anderen Element der Plattform insbesondere dann, wenn die Verbindung und das Element für den Zusammenhalt der Konstruktion kritisch und einer Spannung ausgesetzt sind. Wenn an derartigen Bauelementen Fehler auftreten, kommt die gesamte Plattform in die Gefahr, dass es Menschenleben kosten kann, dass eine Beeinträchtigung der Umwelt auftreten kann und dass Investitionen in der Grössenordnung von hunderten von Millionen Dollar verlorengehen sowie ein Produktionsausfall auftritt.

BO9838/O540

Es ist daher ausserordentlich wichtig/ dass irgendwelche Risse, die sich in derartigen Bauelementen bilden, im frühest möglichen Stadium festgestellt werden, so dass geeignete Reparaturen ausgeführt werden können oder, falls unmittelbare Reparaturen aufgrund eines Sturmes unmöglich sind, das Arbeitspersonal evakuiert und die Arbeit abgebrochen werden kann.

Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, derartige Risse festzustellen. Beispielsweise wurde eine visuelle überprüfung verwandt. Eine derartige visuelle überprüfung kann ausserordentlich dadurch verstärkt werden, dass auf das Bauelement ein Material aufgebracht wird, dieses Material von der Oberfläche entfernt und dann ein zweites Material aufgebracht wird, das mit dem ersten Material so reagiert, dass sich eine Verfärbung bildet, so dass das Material, das aus einem Riss heraussickert, bewirkt, dass der Riss für die visuelle überprüfung sich abhebt. Dieses Verfahren ist allgemein als Farbprüfverfahren bekannt. Dieses Verfahren ist jedoch in vielen Fällen nicht zweckmässig. Insbesondere bei Schweissverbindungen unter Wasser, ist es aus naheliegenden Gründen nicht durchführbar.

Es wurden auch akustische Emissionsverfahren verwandt. Ein Hauptnachteil derartiger Verfahren bestehe jedoch darin, dass die Ausrüstung relativ aufwendig ist und dass es gleichfalls schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist, eine derartige Ausrüstung dazu zu verwenden, die Grosse oder Lage eines Risses zu bestimmen oder kleine Risse in kritischen Bauelementen in einem frühen Stadium festzustellen.

Ein drittes verfahren, das verwandt wurde, ist das Verfahren der magnetischen Teilchenorientierung, das bei eisenhaltigen Metallen zweckmässig ist. Dieses Verfahren ist jedoch gleichfalls nicht für Unterwasserverbindungen und in einer Vielzahl

609838/0546

von anderen Fällen nicht praktikabel.

Es wurden auch Ultraschallprüfungen verwandt. Diese Prüfverfahren sind jedoch im allgemeinen geometrieabhängig. Derartige Verfahren sind gleichfalls stark von der Oberflächenbeschaffenheit abhängig, d.h. dass bei derartigen Verfahren die Oberfläche relativ glatt sein muss, um derartige Ultraschallverfahren verwenden zu können.

In der US-PS 3 667 862 wird ein Verfahren zum Feststellen eines Risses in der Wand eines hohlen Gegenstandes beispielsweise im Flügelholm eines Rotorflügels für einen Hubschrauber beschrieben, bei dem im Inneren des Hohlkörpers ein Vakuum aufgebaut und die Abnahme des Vakuums wahrgenommen wird. Dieses Verfahren ist jedoch nicht zum Feststellen von Rissen in undurchlässigen festen Bauelementen geeignet. Es versagt auch bei der Feststellung eines Risses, bis dieser Riss vollständig durch den abgetasteten Hohlkörper durchgetreten ist.

Es sind noch andere Verfahren zum Feststellen von Rissen bekannt, die jedoch nicht dazu geeignet sind, Risse frühzeitig festzustellen oder die sich ansonsten nicht für die Anwendung bei den oben umrissenen Problemen eignen.

Die US-PS 3 949 596, die US-PS 2 660 053, die US-PS 1 371 484, die US-PS 3 524 342, die US-PS 4 002 055 und die US-PS 3 043 zeigen beispielsweise die Ermittlung von undichten Stellen in Kesseln, indem über einer möglichen undichten Stelle, beispielsweise einer Verbindungsstelle oder ähnlichem, ein abgedichteter Hohlraum ausgebildet wird und dann im Hohlraum ein Vakuum aufgebaut wird, um eine undichte Stelle durch die Abnahme des Vakuums,durch Seifenblasen oder ein Leuchtspurgas im Kessel festzustellen. Derartige Verfahren sind zur Lösung der oben umrissenen Probleme aus verschiedenen Gründen nicht geeignet. Grundsätzlich beziehen sich diese Verfahren auf die Feststellung von undichten Stellen in geschlossenen Kesseln und nicht auf die Feststellung der Rissbildung in

B09838/QB46 -· 5 -

Bauelementen. Sie beziehen sich auch auf die Feststellung von bereits vorher vorhandenen undichten Stellen und nicht auf die Feststellung von Rissen, die sich während einer Oberwachungszeitraumesdurch die üragebungsverhältnisse herausbilden.

Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, dass sie die Möglichkeit einer frühzeitigen Feststellung von Rissen in undurchlässigen festen Bauelementen, die einer Spannung ausgesetzt sind, und zwar in einer so frühen Phase liefert, dass Gegenmassnahmen getroffen werden können. Dadurch löst die Erfindung das Hauptproblem einer küstennahen ölförderung und einer Anzahl anderer Unternehmungen.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum frühzeitigen Feststellen von Rissen in undurchlässigen Bauelementen, die einer Spannung ausgesetzt sind, bevor die Risse durch das Element hindurchgehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zum frühzeitigen Feststellen von Rissen in undurchlässigen Bauelementen, die einer Spannung ausgesetzt sind, bevor die Risse durch das Element hindurchgehen.

Dazu werden durch die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum frühzeitigen Feststellen der Rissbildung in einem undurchlässigen Bauelement, das einer Spannung ausgesetzt ist, bevor der Riss durch das Element hindurchgeht, geliefert, wobei bei dem Verfahren

a) ein Hohlraum im Bauelement oder daneben gebildet wird, so dass ein sich im Bauelement bildender Riss einen Durchlass für das Fluid liefert, so dass dieses zwischen die Umgebung und den Hohlraum fliesst, ohne durch das gesamte Bauelement zu gehen,

b) ein Fluiddurchgang in Fluidverbindung von dem Hohlraum zu einer Druckquelle mit einem vom Umgebungsdruck am Bauelement verschiedenen Druck dicht abgeschlossen wird,

— 6 —

609838/0548

c) im Kohlraum und im Fluidduchgang ein höherer oder niedriger Druck als der Umgebungsdruck aufgebaut wird, und

d) der Innendruck im Hohlraum und im Fluiddurchgang mit einem Drucksensor überwacht wird, so dass ein Riss im Bauelement, der bis zu dem Hohlraum durchgeht, einen Durchgang des Fluides zwischen der Umgebung und dem Hohlraum erlaubt und somit durch den Vakuumsensor festgestellt wird.

Einerseits wird somit die Abnahme des Vakuums im Hohlraum zur Feststellung eines Risses verwandt. Andererseits wird eine frühzeitige Feststellung irgendwelcher Risse an kritischen Stellen einer Schelfplattform bewirkt.

Auf diese Weise wird eine frühe Feststellung von Rissen in undurchlässigen Bauelementen, die einer Spannung ausgesetzt sind, bevor die Risse durch das Element hindurchgehen, erreicht.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung sind insbesondere für die frühzeitige Feststellung von Rissen mittels eines Vakuums an der durch Härme beeinflussten Zone neben Schweissteilen unter einer kritischen Spannung stehenderElemente einer Schelfplattform anwendbar. Eine Dehnungsmesseinrichtung kann in Verbindung mit der Rissfeststellungseinrichtung verwandt werden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Längsschnittansicht einer Schelfplattform mit einem an Bord befindlichen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung zum überwachen unter Spannung stehender Elemente.

909838/0546

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Flecken, der an einer derartigen Stelle angebracht ist, dass eine Schweissverbindung und die zugehörige wärmebeeinflusste Zone überwacht werden kennen, wo ein Element der Plattform mit einem anderen Element der Plattform verbunden ist.

Fig. 3 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Flecken, der sich auf einer Schweißstelle und der wärmebeeinflussten Zone befindet, wo ein Element der Plattform mit einem anderen Element verbunden ist.

Fig. 4 zeigt die Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels, bei dem ein Hohlraum in der wärmebeeinflussten Zone in der Nähe einer Schweissverbindung an der Plattform gebildet ist. Fig. 4 zeigt weiterhin das Ausführungsbeispiel, bei dem im Hohlraum ein Dehnungsmeßstreifen angebracht ist.

Fig. 5 zeigt die Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels, bei dem dafür gesorgt ist, dass Fluide durch ein Ausführungsbeispiel eines Flecken spülen und bei dem ein Dehnungsmeßstreifen im Flecken vorgesehen ist.

Fig. 6 zeigt die Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem ein Flecken mit einer Isolierung, die über einem durchlässigen Material liegt, der eine wärmebeeinflusste Zone neben einer Schweissverbindung überwacht, verwandt wird.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flecken mit einer schlangenartigen Form, der eine Schweissverbindung und die zugehörige wärmebeeinflusste Zone überwacht.

809838/0546

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flecken mit einer Zick-Zackform, mit dem eine Schwelssverbindung und die wärmebeeinflusste Zone auf Risse überwacht wird.

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Reihe

von Flecken verwandt wird, um eine Schweissverbindung und eine wärmebeeinflusste Zone mit Hilfe von verzweigten Vakuumleitungen zu überwachen.

Fig. 10 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Überwachung mit Hilfe einer Reihe von Flecken
erfolgt.

Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Flecken,
bei dem ein Drahtelement von einer Vakuumleitung
ausgeht und ein Folienstück unterstützt.

In Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Schelfplattform dargestellt, auf der sich ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung befindet.

Die Plattform 1 sitzt auf dem Meeresboden 2 und ist im Meeresboden 2 verankert, wobei der grössere Teil unter den Wasserspiegel 10 getaucht ist. Die Plattform besteht aus einer Vielzahl verschiedener Elemente einschliesslich eines Deckelementes 5, Verstrebungselementen 3 und Stützelementen 4. Die Bauelemente sind durch Schweißstellen 16 , wie beispielsweise die Schwelssstelle zwischen dem Element 3 und dem Element 4 zur Bildung
der Plattform miteinander verbunden. Flecken 6 stehen erfindungsgemäss durch Vakuumleitungen 9 mit einem zentralen Verteilerrohr und einem Regler 11 sowie gleichfalls in Fluidverbindung mit einer Vakuumquelle 12. Es werden beispielsweise auch ein Flecken 7 mit schlangenförmiger Ausbildung sowie ein zick-zackförmiger Flecken 8 verwandt, um die wärmebeeinflusste Zone neben den Schweissverbindungen zu überwachen, die andere kritische

609838/0546

Elemente verbinden, die durch die Welleneinwirkung beansprucht werden. Das Vakuumverteilerrohr und der Regler 11 stehen mit einer Ausleseeinrichtung 13 in Verbindung, eine Kombination, die der Reihe nach die Flecken überwachen kann und bei einem Leck unter irgendeinem Flecken aufgrund der damit verbundenen Abnahme des Vakuums in der Leitung ein Alarmsignal geben kann. Diese Bauelemente sind durch einen Schuppen 14 auf der Plattform geschützt.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt ein Versteifungselement 3, das über eine Schweißstelle 16 mit einer wärmebeeinflussten Zone 29 unmittelbar neben beiden Seiten mit einem aufrechtstehenden Element 4 verbunden ist. Eine Vakuumleitung 9 ist in Fluidverbindung im Flecken 6 und durch eine undurchlässige Isolierung 28 durch permeables Material 27 hindurch zur wärmebeeinflussten Zone 29, die der Bildung von Rissen 15 ausgesetzt ist, abgedichtet.

Fig. 3 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Flecken, der dem in Fig. 2 dargestellten Flecken ähnlich ist. Die Vakuumleitung 9 steht in Fluidverbindung mit einem Teil der wärmebeeinflussten Zone 29 neben der Schweißstelle 16, die der Ausbildung von Rissen 15 ausgesetzt ist, und zwar über das durchlässige Material 27 im Flecken 6, das gegenüber der Umgebung durch eine undurchlässige Isolierung 28 abgedichtet ist, jedoch für irgendwelche Durchlässe zugänglich ist, die durch Risse 15 gebildet werden.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsansicht. Die Vakuumleitung 9 ist durch eine Isolierung 18 zu einem Hohlraum 17 abgedichtet, der durch die Schweissstelle 16 und die wärmebeeinflusste Zone 29, die das Element 3 mit dem Element 4 verbinden, gefräst ist. Ein Dehnungsmessstreifen 31 ist durch ein Klebemittel 30 auf die Seite des Hohlraumes 17 geklebt und durch einen isolierten Leiter 32, der in der Vakuumleitung 9 liegt, mit einer nicht dargestellten Ausleseeinrichtung verbunden.

- 10 -

809838/0548

■ «-- 27566Λ6

Risse 15, die durch die wärmebeeinflusste Zone 29 hindurch in den Hohlraum 17 hindurchgehen, führen dazu, dass von aussen Hasser, d.h. ein Fluid eintritt, das unmittelbar durch die Abnahme des Vakuums festgestellt wird und einen Alarm auslöst, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt ein noch anderes Ausführungsbeispiel in einer Vertikalschnittansicht. Ein Dehnungsmeßstreifen 31 ist in der Nähe der Schweißstelle 16 mittels eines Klebemittels 30 aufgeklebt. Er steht über einen isolierten Leiter 32, der sich in der Vakuumleitung 9 befindet, mit einer nicht dargestellten Ausleseeinrichtung in Verbindung. Die Vakuumleitung 9 baut im Flecken 6 ein Vakuum auf, der ein durchlässiges Material 27 aufweist, das einen durchgehenden fluiddurchlässigen Hohlraum 25 bildet, der gegenüber der Umgebung durch eine undurchlässige Isolierung 28 abgedichtet ist. Der Hohlraum 25 ist durch die Isolierung 28 am gegenüberliegenden Ende dicht mit einem Spülrohr 20 und einem Ventil 19 verbunden, durch die der Hohlraum 25, der das durchlässige Material 27 enthält,und das System gespült werden können.

Fig. 6 zeigt in einer Querschnittsansicht noch ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Vakuumleitung 9 durch eine Isolierung 28 dicht mit dem Hohlraum 25 aus einem durchlässigen Material 27 verbunden ist, so dass sich ein Flecken 6 ergibt, der einen Teil der Schweißstelle 16 und die wärmebeeinflusste Zone 29 überdeckt.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Flecken 7 eine Schlangenform hat, wobei die Vakuumleitung 9 durch eine undurchlässige Isolierung 28 mit dem Hohlraum 25 aus durchlässigem Material 27 dicht verbunden ist und wobei der schlangenförmige Flecken die Schweißstelle 16 und die wärmebeeinflusste Zone 29 auf dem Substrat 26 kreuzt.

Fig. 8 zeigt noch ein anderes AusfUhrungsbeispiel, bei dem der Flecken 8 eine Zick-Zackform hat und eine Vakuumleitung 9 aufweist, die durch eine undurchlässige Isolierung dicht mit

809838/0548 - ii -

dem Hohlraum 25, der vom durchlässigen Material 27 gebildet ist, verbunden und gegenüber der Umgebung isoliert ist. Der Flecken mit der Zick-Zackform überdeckt die Schweißstelle 16 und die wärmebeeinflusste Zone 29 auf dem Substrat 26.

Fig. 9 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine Vielzahl von Flecken verwandt wird, um die Schweißstelle 16 und die wärmebeeinflusste Zone 29 auf dem Substrat 26 zu überwachen. Die Flecken, die durchlässiges Material 27 in Hohlräumen über der wärmebeeinflussten Zone der Schweißstelle 16 aufweisen, sind durch eine undurchlässige Isolierung 28 gegenüber der Umgebung abgedichtet und über einen Rohrverteiler und Leitungen 9A, 9B und 9C und anschliessend über eine Vakuumleitung 9 mit der Anlage verbunden.

Fig. 10 zeigt schematisch noch ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem Flecken über einem Substrat mit denselben Bezugszeichen und derselben Form, wie es bei den vorhergehenden Figuren dargestellt ist, durch Leitungen 9 mit einem Verteilerrohr 11 verbunden sind. Eine Leitung 34 schliesst eine Vakuumquelle an, und Ventile 35 werden der Reihe nach geschaltet, wobei der Druck in jeder der Leitungen 9 so festgelegt ist, dass an einer Ausleseeinrichtung mit einer Alarmeinrichtung genau festgestellt wird, welcher der Flecken eine Vakuumabnahme und folglich die Wahrscheinlichkeit einer frühen Rissbildung anzeigt.

Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Flecken, bei dem ein Drahtelement von der Vakuumleitung bis zu einer Stelle von der Vakuumleitung entfernt verläuft. Das Drahtelement 35 stützt somit ein oberes Folienstück 36, das über das Dr ah te lernen t geht und wird in Verbindung mit einem unteren FolienstUck 27 gehalten, das mit einem Klebemittel 38 an der Zwischenfläche an das obere Folienstück 36 geklebt ist. Die Folienstücke sind gegenüber der Umgebung und zum Substrat 26 durch eine Isolierung 28 abgedichtet, so dass ein Hohlraum 25 gebildet ist, der mit der nicht darge-

- 12 809838/0546

stellten Vakuumleitung 9 in Fluidverbindung steht.

Im folgenden werden weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.

Erfindungsgemäss wird ein Hohlraum im Bauelement oder daneben derart gebildet, dass ein sich im Bauelement bildender Riss einen Durchgang für ein Fluid liefert, so dass dieses zwischen die Aussenumgebung und den Hohlraum fHessen kann, ohne durch das gesamte Bauelement hindurchzugehen. Ein Fluiddurchgang ist in Fluidverbindung vom Hohlraum dicht mit einer Druckquelle mit einem höheren oder niedrigeren Druck und einem Drucksensor verbunden, so dass ein vom Umgebungsdruck am Bauelement verschiedener Druck am Hohlraum und dem Fluiddurchgang liegt und der Innendruck im Hohlraum und im Fluiddurchgang mit dem Drucksensor überwacht wird, und ein Riss im Bauelement, der in den Hohlraum hindurchgeht, den Durchgang des Fluides zur Aussenumgebung oder von der Aussenumgebung erlaubt, der somit durch den Drucksensor festgestellt wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der dem Hohlraum auferlegte Druck ein sehr niedriger Druck oder ein Vakuum. Das benutzte Vakuum kann für die meisten Anwendungszwecke im Millitorrbereich liegen. Vorrichtungen zur Messung dieser niedrigen Drucke oder des Vakuums sind sehr empfindlich, zuverlässig und relativ preiswert.

Wenn sich der Rissdetektor unter Hasser befindet, wird das Fluid, das das Vakuum vermindert. Wasserdampf sein. Der Tripelpunkt von Wasser liegt bei 0,0076⁰C bei 0,46 Torr. Daher unterliegt Wasser über dem Gefrierpunkt und unter 0,46 Torr den Gasgesetzen:

Ein Mol Wasser in Gasform (18 g) würde somit ein Volumen von 22,4 1 bei 273°K und 760 Torr füllen. Ein Druckabfall zur Um-

- 13 -

809838/054$

4 Wandlung des Wassers in ein Gas wird 18g = 22,4 χ 10 Ix

-4
χ 10 Torr ergeben. Eine Fehlerfeststellungsanlage mit einem Volumen von 22,4 1, das auf einen Druck von 7,6 χ 10~ Torr gehalten wird, was ein leicht aufrechtzuhaltendes Vakuum ist, führt somit dazu, dass ein Wasserleck von 0,0018 g (ml) (annähernd 1/25. eines Wassertropfens von einem Tropfer für Augentropfen) in das System den Druck um 7,6 χ 10 Torr auf einen Gesamtdruck von 0,07676 Torr anhebt. Das bedeutet eine Druckzunahme um das etwa einhundertfache, was leicht feststellbar ist. D.h., dass selbst bei sehr kleinen undichten Stellen unter den Flecken und bei geringen Mengen an einsickerndem Wasser oder anderem Fluid, wie beispielsweise Luft, in die Hohlräume sich eine beträchtliche Abnahme des Vakuums ergibt, so dass auch sehr kleine Lecks leicht durch die zur Verfügung stehenden Sensoreinrichtungen feststellbar sind.

Ein Riss, der über eine wärmebeeinflusste Zone läuft, die sich mit einem Flecken überschneidet, wird einen Leckweg vom Ausseren zum Inneren des Flecken liefern, wenn das Fleckenausführungsbeispiel verwandt wird. Dieses Leck kann durch den Drucksensor leicht festgestellt werden, der mit dem Flecken in Fluidverbindung steht.

Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Vakuum in der Vakuumleitung von einem Flecken oder von einer Reihe von Flecken, die zusammengeschlossen sind und eine Schweißstelle und die dazugehörige wärmebeeinflusste Zone überdecken, durch eine Vakuumquelle aufgebaut. Daraufhin kann die Leitung durch eine geeignete Ventileinrichtung zu einem Differentialdruckwandler, wie er in der US-PS 3 505_?634 beschrieben ist, oder vorzugsweise einem Thermoelement ' """j neben geschlossen werden. Wenn daraufhin das Vakuum in der Leitung zwischen dem Wandler und dem Flecken aufgrund eines weitergehenden Risses absinkt, liefert der Wandler ein elektrisches Signal, das den Druckunterschied angibt. Dieser kann

- 14 -

809838/05A6

dazu verwandt werden, einen Alarm,beispielsweise ein Licht, eine Klingel oder ähnliches, auszulösen. Eine Anzeigetafel mit einer Reihe von Alarmeinrichtungen kann zur überwachung kritischer Punkte auf der gesamten Plattform aufgestellt sein. Wenn eine Reihe von Flecken über einer kritischen Schweißstelle und den zugehörigen wärmebeeinflussten Zonen vorgesehen ist,zeigtein fortschreitendes positives Ansprechen der Flecken in einer Reihe an, dass es ausserordentlich wahrscheinlich ist, dass die Verbindungsstelle fehlerhaft ist. Der Wandler oder das Thermoelement kann auch ein elektrisches Signal erzeugen, das proportional dem Druckunterschied ist und im System kann eine vorgewählte Signalhöhe so festgelegt sein, dass ein Alarm nur dann ausgelöst wird, wenn dieser vorgesehene Druckunterschied erreicht wird. Es können auch ein Sensor und eine Ionenpumpe für jeden Flecken vorgesehen sein. Es können auch ein oder mehr Differentialdruckwandler oder Thermoelemente bei einem der Reihe nach erfolgenden Abtasten der verschiedenen Leitungen zwischen der Druckquelle und den Flecken durch den Wandler oder das Thermoelement mittels einer Reihe von Ventilen und Solenoiden verwandt werden.

Bei einem anderen besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel läuft die Vakuumleitung von jedem Flecken zu einem Vakuumverteilerrohr, das mit einer herkömmlichen mechanischen Vakuumpumpe evakuiert ist, die Kühlfallenabsorptionsmittel und ähnliches verwendet. Mit einer Ionenpumpe wird ein Hochvakuum erhalten. In jeder Leitung zwischen dem Flecken und dem Verteilerrohr befindet sich ein Thermoelement. Wenn ein Riss zum Flecken durchdringt, tritt das Fluid ein und wird der Druckunterschied durch das Thermoelement festgestellt, das einen Alarm auslöst und ein Solenoid betätigtes Ventil betätigt, das sich in der Vakuumleitung zwischen dem Thermoelement und dem Vakuumverteilerrohr befindet. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass jede einzelne Leitung zu einem Flecken überwacht wird und das Hochvakuum im System nicht verlorengeht, wenn ein einzelner Flecken sein Vakuum verliert. Die Zeit und

- 15 -

809838/0548

die Schwierigkeit beim Isolieren der offenen Leitung und beim Wiederaufbauen des Vakuums zunächst mit einer herkömmlichen Pumpe und dann mit einer Ionenpumpe werden somit vermieden. Die Anlage wird gleichfalls nicht mit dem einsickernden Fluid verschmutzt, so dass eine Unterbrechung in der Überwachung vermieden werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere wertvoll, wenn eine grosse Anzahl von Stellen auf einer Schelfplattform überwacht werden.

Die Vakuumquelle oder die Hochdruckquelle, die verwandt wird, kann irgendeine herkömmliche Einrichtung zum Erzeugen eines Vakuums oder eines Druckes sein. Somit kann eine herkömmliche Vakuumpumpe verwandt werden, um den Druck auf einen niedrigen Pegel herabzusetzen. Geeignete Absorptionsmittel, Kühlfallen und ähnliches können benutzt werden. Ein Hochvakuum kann leicht mit passenden Ionenpumpen erzeugt werden, die ohne weiteres erhältlich sind.

Bei einem Ausführungsbeispiel zur Verwendung auf einer Schelfplattform ist das Pumpsystem so ausgebildet, dass es bis zu 100 Detektoren bedient und einen Druckabfall von etwa 2,5 1 pro Sekunde bei 10 Torr am ersten Tag erzeugt, wobei der Druck für mehrere Tage stetig bis auf etwa 10 Torr abnimmt. Das Vakuumsystem kann natürlich für das spezielle verwandte Überwachungssystem ausgelegt sein, was im Rahmen des erfahrenen Ingenieurs liegt oder leicht durch einen einfachen Versuch ermittelt werden kann. Das Vakuumsystem und das ttberwachungssystem können in grossem Umfang aus auf Lager befindlichen herkömmlichen Bauteilen gebildet werden. Eine beträchtliche Vielzahl verschiedener derartiger Bauteile ist aus einer Vielzahl von Quellen, beispielsweise der Varian Company, erhältlich.

Die erfindungsgemäss verwandte Isolierung kann irgendeine aus einer Vielzahl von Isolierungen sein. Beispielsweise können je nach Wunsch Lötmittel, Hartlötmaterial, Isolier-

- 16 -

809838/0546

mittel auf Epoxybasis, Siliconmaterialien, Butylguinmi-Isolierungen, Heißschmelzeinfassungen und irgendeines einer Vielzahl anderer Materialien verwandt werden. Gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist ein ausserordentlich geeignetes und vielseitiges Material, das sich als sehr zufriedenstellend herausgestellt hat, das Dichtungs- oder Isoliermittel KNEDATITE, das von Knedatite Division of Polymeric Systems, Inc., 860 Cross Street, Potstown, PA./USA, erhältlich ist. Dieses Material ist ein Epoxy-Polyamidsystem, das als zweiteiliger von Hand mischbarer Streifen geliefert wird, der dann zusammengeknetet wird und innerhalb weniger Stunden aushärtet. Dieses Isoliermittel auf Epoxybasis wird leicht zu einem Überzug für einen Flecken innerhalb einer Stunde nach dem Mischen geformt und härtet zu einem flexiblen zähen, harten und guthaftenden Material aus. Es kann unter Wasser verwandt werden und es hat sich gezeigt, dass es geeignete Verbindungen bei seiner Verwendung als Isoliermittel bildet, wie es im Obigen beschrieben wurde. Es wurde zufriedenstellend bei V-förmig gebogenen Ermüdungsprobestücken sowohl in Luft als auch unter Wasser mit vollem Erfolg geprüft.

Ein Flecken, der mit diesem Material auf Epoxybasis herge-

2 stellt worden war, wurde unter einem Druck von bis zu 35 kg/cm (500 psig) in Wasser geprüft, und es stellte sich heraus, dass er eine gute Vakuumbeständigkeit hat, ohne dass seine Undurchlässigkeit verlorengeht.

Das durchlässige Material 27 oder die Entlüftungsmaterialien, die in die erfindungsgemäss vorgesehenen Hohlräume, insbesondere bei dem Ausführungsbeispiel, bei den Flecken verwandt werden, eingesetzt werden können, können irgendwelche Materialien sein, die den Hohlraum für die Fluidströmung offenhalten, wenn das Vakuum anliegt. Geeignete Materialien umfassen Papier, textile Stoffe aus Natur- oder Kunstfasern, offengeschäumte Kunststoffe und ähnliches. Ein aus Dacronfasern gewebtes textiles Material ist gut geeignet.

- 17 -

«09838/0548

Der Flecken kann auch ein Drahtelement oder etwas Ähnliches aufweisen,das vom Ende der Vakuumleitung aus verläuft und ein Folienstück oder eine ähnliche Uberdeckung stützt, um den Vakuumdurchgang unter der Isolierung des Flecken offenzuhalten.

Nach einem bevorzugten Durchführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird dann, wenn Flecken verwandt werden, das poröse Material oder das Entlüftungsmaterial bei der Herstellung der Flecken mit einer undurchlässigen Sperrschicht überlagert, bevor die Isolierung aufgebracht wird. Das Sperrschichtmaterial kann eines aus einer Vielzahl von Materialien sein, die für Fluide undurchlässig sind. Beispielsweise sind Metallfolien, wie einer Aluminiumfolie und Polyesterterephthalat-Kunststoffolien, von denen eine die unter der Bezeichnung MYLAR käuflich erhältliche Folie ist, gut geeignet.

Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem ein Dehnungsmeßstreifen in den durch den Flecken gebildeten Hohlraum oder den in das Bauelement gefrästen Hohlraum eingesetzt wird, kann der Dehnungsmeßstreifen durch irgendein geeignetes Klebemittel aufgeklebt werden. Beispiele dafür sind die käuflich erhältlichen Epoxyharze, die Klebemittel auf Siliconbasis, die Klebemittel auf Zyanacrylatbasis und ähnliche.

Der Dehnungsmeßstreifen in dem Flecken-oder Hohlraumausführungsbeispiel ist insofern sehr vorteilhaft, als durch die Vollständigkeit des Vakuums sichergestellt ist, dass der Dehnungsmeßstreifensensor gegenüber der Umgebung geschützt ist und nicht durch Feuchtigkeit und ähnliches beeinflusst wird. Die aus dieser Kombination erhaltenen Informationen sind für Korrelationszwecke wertvoll.

Obwohl die Erfindung im Obigen anhand eines Vakuums, d.h. eines sehr niedrigen Druckes beschrieben wurde, versteht es sich, dass in vielen Fällen ein Druck über dem an den Stellen des Flecken oder des Hohlraumes herrschenden Umgebungsdruck gleichfalls verwandt werden kann. Irgendein passendes Fluid,

809838/0546

- 18 -

vorzugsweise Luft, oder ein Inertgas kann für dieses Ausführung sbeispiel mit positivem Druck verwandt werden- Wenn jedoch ein positiver und kein negativer Druck,d.h. ein Vakuum, bezogen auf den Umgebungsdruck verwandt wird, muss darauf geachtet werden, dass nicht der Druck überschritten wird, der durch die Isolierungen und verwandten Leitungen ausgehalten wird.

Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, dass der zu überwachende Teil des Bauelementes nicht vollständig mit der Isolierung gegenüber der Umgebung dicht abgeschlossen wird. Sonst können sich Risse unter der Isolierung fortpflanzen, die nicht festgestellt werden, bis sie durch das Element hindurchtreten. Eine überdeckung von weniger als 10 % der Oberfläche ist in vielen Fällen sehr zweckmässig.

809838/0546

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

can.-Μα

H. KINKELDEY W. STOCKMAIR

K. SCHUMANN

or MBi mit. · on.-mt

P. H. JAKOB

QPL-INa

G. BEZOLD

8 MÜNCHEN 22

MAXtmnUANSTRASSS «S

P 12 079

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum frühzeitigen Feststellen der Rissbildung in einem undurchlässigen Bauelement, das einer Spannung ausgesetzt ist, bevor der Riss das Bauelement durchzieht, dadurch gekennzeichnet , dass

a) ein Hohlraum im Bauelement oder daneben derart gebildet wird, dass ein sich im Bauelement bildender Riss einen Durchgang für ein Fluid liefert, so dass dieses zwischen der Aussen-Umgebung und dem Hohlraum strömt, ohne durch das Bauelement zu gehen, dass

b) ein Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit dem Hohlraum und einer Druckquelle mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck am Bauelement anderen Druck und einem Drucksensor dicht abgeschlossen wird, dass

809838/0648 "²"

TSLBFON (Ο·β) 999Ββα TCLIXM-99MO TKLBA(MkMM* MOHAPAT TBLZKCWICRKR

c) dem Hohlraum und dem Fluiddurchgang ein höherer oder niedrigerer Druck als der Umgebungsdruck gegeben wird, und dass

d) der Innendruck im Hohlraum und im Fluiddurchgang mit dem Drucksensor überwacht wird, so dass ein Riss im Bauelement, der bis zum Hohlraum hindurchgeht, den Durchgang des Fluides zwischen der Aussenumgebung und dem Hohlraum erlaubt und somit durch den Drucksensor festgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Hohlraum in die wärmebeeinflusste Zone neben einer Schweißverbindung am Bauelement gefräst wird und dass der dem Hohlraum im Verfahrensschritt c) verliehene Druck ein Vakuum ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass eine Vielzahl von Hohlräumen in der wärmebeeinflussten Zone ausgebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Bauelement ein Teil einer Schelfplattform ist und dass die wärmebeeinflusste Zone sich neben einer Schweißverbindung befindet, die ein Element mit einem anderen Element der Schelfplattform verbindet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass der Durchgang ein Metallrohr ist, daß der Hohlraum eine Bohrung mit einer Grosse von weniger als 1 % der wärmebeeinflussten Zone ist, dass die Bohrung durch einen wesentlichen Teil der wärmebeeinflussten Zone geht und eine Länge hat, die wenigstens zehnmal so gross wie ihr Durchmesser ist, dass die Isolierung aus einem Isolierraittel auf Epoxyharzbasis besteht, dass die abgetastete wärmebeeinflusste Zone sich unter der Wasseroberfläche befindet und dass der Drucksensor sich über der Wassereberfläche befindet.

909838/0548
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor auf die Abnahme des Vakuums im System ein Alarmsignal auslöst.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Hohlräumen an einer wärmebeeinflussten Zone in der Nähe einer Schweissverbindung an einem unter einer kritischen Spannung stehenden Bauelement gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Bauelementen mit einem gemeinsamen Vakuumdurchgang und einer gemeinsamen Vakuumquelle überwacht wird und dass die Abnahme des Vakuums in einer Leitung, die zu irgendeinem Hohlraum führt, zu einem Auslösen des Alarmsignals und zu einem Absperren dieser Leitung von dem gemeinsamen Vakuumdurchgang führt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddurchgang ein Rohrelement ist und dass der Hohlraum neben dem Bauelement dadurch gebildet wird, dass das Rohrelement mit einer Isolierung an das Bauelement geklebt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η zeichnet, dass der Fluiddurchgang ein Rohrelement ist und dass der Hohlraum neben dem Bauelement dadurch gebildet wird, dass ein Flecken geformt wird, indem das Rohrelement neben dem Bauelement in Fluidverbindung mit einem durchlässigen Material angeordnet wird, das gleichfalls neben dem Bauelement angeordnet wird und dass beide gegenüber der Aussenumgebung mittels einer undurchlässigen Isolierung dicht abgeschlossen werden, und dass der Druck, der dem Hohlraum im Verfahrensschritt c) gegeben wird, unter dem Umgebungsdruck liegt oder ein Vakuum ist.

809838/0548
11. Verfahren nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet , dass das Rohrelement durch das durchlässige Material überlagert wird, dass das durchlässige Material von einer undurchlässigen Sperrschicht überlagert wird und dass beide gegenüber der Aussenumgebung durch die undurchlässige Isolierung dicht abgeschlossen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass das Rohrelement durch das durchlässige Material unterlegt wird, dass das Rohrelement durch eine undurchlässige Sperrschicht überlagert wird, und dass beide gegenüber der Aussenumgebung durch die undurchlässige Isolierung dicht abgeschlossen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement ein Teil einer Schelfplattform und an anderen Bauelementen durch Schweissverbindungen befestigt ist, und dass der Flecken über einem Teil der wärmebeeinflussten Zone neben einer Schweissverbindung angeordnet wird, die das Element mit einem anderen Element der Schelfplattform verbindet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , dass der Flecken nicht mehr als 50 % der wärmebeeinflussten Zone überdeckt, dass die Isolierung eine Isolierung auf Epoxyharzbasis ist, dass die abgetastete wärmebeeinflusste Zone unter der Wasseroberfläche liegt, und dass der Drucksensor über der Wasseroberfläche liegt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass der Drucksensor auf die Abnahme des Vakuums im System ein Alarmsignal auslöst.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass eine Vielzahl von Flecken quer über die wärmebeeinflusste Zone in der Nähe einer Schweissverbindung auf einem unter einer kritischen Spannung stehenden Element angeordnet wird.

809838/054$
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Bauelementen mit einem gemeinsamen Vakuumdurchgang überwacht wird, dass durch den Sensor auf eine vorbestimmte Abnahme des Vakuums ein Alarmsignal ausgelöst wird, und dass die Leitung, die das Leck zeigt, abgeschlossen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement im Flecken durch das durchlässige Material unterlegt wird und durch eine undurchlässige Sperrschicht überlagert wird, und dass beide gegenüber der Aussenumgebung durch die undurchlässige Isolierung dicht abgeschlossen werden.
19. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnung am Bauelement dadurch überwacht wird, dass ein Dehnungsmeßsensor in dem Flecken an das Bauelement geklebt wird und ein isolierter elektrischer Leiter davon zu einer dafür vorgesehenen Ausleseeinrichtung geführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , dass das Bauelement ein Teil einer Schelfplattform ist, dass der Flecken über der wärmebeeinflussten Zone neben einer Schweissverbindung am Bauelement angeordnet wird, dass die wärmebeeinflusste Zone neben einer Schweissverbindung liegt, die ein Element mit einem anderen Element der Schelfplattform verbindet, dass der Durchgang ein Metallrohr ist, dass die wärmebeeinflusste Zone, die abgetastet wird, unter der Wasseroberfläche liegt, dass der Vakuumsensor über der Wasseroberfläche liegt, und dass ein isolierter elektrischer Leiter wenigstens für die Strecke bis über die Wasseroberfläche durch das Metallrohr geführt ist.
21. Vorrichtung zum frühzeitigen Feststellen eines Risses in einem undurchlässigen Bauelement, das einer Spannung ausgesetzt ist, bevor der Riss das Element durchzieht, g e k e η η -

809838/054$ .

— ο —

zeichnet durch

a) einen Hohlraum (17) , der von der Oberfläche aus in das Bauelement hinein ausgebildet ist, und

b) einen Fluiddurchgang (9), der dicht an den Hohlraum (17) angeschlossen ist und vom Hohlraum (17) zu einer Druckquelle mit einem anderen Druck als dem Umgebungsdruck und zu einem Sensor führt, wobei eine fluiddichte Verbindung dazwischen hergestellt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , dass ein Dehnungsmeßsensor (31) innerhalb des Hohlraumes (17) an das Bauelement geklebt ist, und dass ein isolierter Leiter (32) von dem Dehnungsmeßsensor (31) zu einer dafür vorgesehenen Ausleseeinrichtung führt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , dass der Hohlraum (17) in die wärmebeeinflusste Zone (29) neben der Schweissverbindung (16) am Bauelement gefräst ist, dass die Druckquelle eine Vakuumquelle ist, dass das Bauelement ein Teil einer Schelfplattform ist, dass die wärmebeeinflusste Zone (29) neben einer Schweissverbindung (16) liegt, die ein Element mit einem anderen Element der Schelfplattform verbindet, dass der Durchgang (9) ein Metallrohr ist, dass der Hohlraum (17) eine Bohrung mit einer Grosse von weniger als 1 % der wärmebeeinflussten Zone (29) ist, dass die Bohrung quer durch einen wesentlichen Teil der wärmebeeinflussten Zone (29) geht, dass die Isolierung (2 8) eine Isolierung auf Epoxyharzbasis ist, dass die wärmebeeinflusste Zone (29), die abgetastet wird, unter der Wasseroberfläche liegt, dass der Drucksensor über der Wasseroberfläche liegt, und dass der Leiter (32) vom Dehnungsmesser (31) wenigstens bis über die Wasseroberfläche durch den Vakuumdurchgang (9) führt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , dass der Sensor so ausgebildet ist, dass er auf die Abnahme des Vakuums im System ein Alarmsignal auslöst,

809838/0546

daß sine Vielzahl von Bauelementen mit einem gemeinsamen Vakuumdurchgang überwacht werden, und dass ein Alarmsignal durch den Drucksensor auf eine vorbestimmte Abnahme des Vakuums hin ausgelöst wird.
25. Vorrichtung zum frühzeitigen Feststellen eines Risses

in einem undurchlässigen Bauelement, das einer Spannung ausgesetzt ist, bevor der Riss das Element durchzieht, g e k e n,-n zeichnet durch

a) einen fluiddichten Druchgang (9) in einer abgedichteten Vakuumverbindung zwischen einer Druckquelle mit einem vom Aussendruck verschiedenen Druck, einem Drucksensor und der Oberfläche des Bauelementes, durch

b) ein durchlässiges Material (27) neben dem Bauelement und

dem fluiddichten Durchgang (9) und da hindurch in fluiddichter Verbindung mit beiden und durch

c) eine undurchlässige Isolierung (28) , die das Ende des Durchganges (9) und das durchlässige Material (27) überdeckt und für eine fluiddichte Abdichtung zwischen beiden und der Aussenumgebung sorgt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , dass der fluiddichte Durchgang (9) ein Vakuumdurchgang ist, dessen eines Ende von dem durchlässigen Material (27) überlagert ist, dass das durchlässige Material

(27) von einer undurchlässigen Sperrschicht Überlagert ist, und dass beide durch die undurchlässige Isolierung (28) gegenüber der Aussenumgebung dicht abgeschlossen sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , dass die Isolierung (28) nicht mehr als 10 % der Oberfläche des abzutastenden Bauelementes überdeckt.
28. Vorrichtung zum frühzeitigen Feststellen eines Rissen in einem undurchlässigen Bauelement, das einer Spannung ausgesetzt ist, bevor der Riss das Element durchzieht, g e k e η η -

B09838/0546 - 8 -

zeichnet durch

a) eine Vakuumquelle,

b) einen Vakuumsensor

c) eine vakuumdichte Leitung (9), die die Vakuumquelle und den Vakuumsensor verbindet und

d) einen Flecken (7, 8), der vakuumdicht an die Leitung (9) angeschlossen ist, wobei der Flecken (7, 8) ein permeables Material (27) neben einem Ende der Vakuumleitung (9) und neben dem Bauelement aufweist, das mit einer fluidundurchlässigen Isolierung (28) dicht daran angebracht ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Flecken (7, 8) quer über die wärmebeeinflusste Zone (29) neben einer Schweissverbindung (16) am Bauelement angeordnet ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , dass eine Vielzahl von Flecken (7, 8) quer über die wärmebeeinflusste Zone (29) angeordnet ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch g e k e η η zeichnet , dass das Bauelement ein Teil einer Schelfplattform ist und dass die wärmebeeinflusste Zone (29) neben einer Schweissverbindung (16) liegt, die ein Element mit einem anderen Element der Schelfplattform verbindet.
32. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , dass der Flecken (7, 8) langgestreckt und so angeordnet ist, dass er zick-zack- oder schlangenförmig einen wesentlichen Teil der wärmebeeinflussten Zone (29) neben einer Schweissverbindung (16) überdeckt/ die ein unter -Wasser befindliches Element der Schelfplattform mit einem anderen unter Wasser befindlichen Element der Schelfplattform verbindet.
33. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , dass der Sensor so ausgebildet ist, dass er auf eine Abnahme des Vakuums im System ein Alarmsignal auslöst. 809838/0548
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , dass eine Vielzahl von Flecken (7, 8) mit einem gemeinsamen Vakuumdurchgang (9) überwacht werden, und dass ein Alarmsignal durch den Sensor auf eine vorbestimmte Abnahme des Vakuums hin ausgelöst wird.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet , dass im wesentlichen alle unter einer kritischen Spannung stehender Schweissverbindungen an einer Schelfplattform überwacht werden.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Flecken (7, 8) eine erste Schicht aus porösem Papier, ein Ende der Vakuumleitung, das über dem Papier liegt, eine über dem Ende der Vakuumleitung liegende Schicht aus einer Metallfolie, die das Ende der Vakuumleitung und das poröse Papier überdeckt und eine die Metallfolie überdeckende Überlagerungsschicht aus einem Dichtungsmaterial auf Epoxybasis aufweisen,die eine fluiddichte Sperrschicht bildet, die das Papier, das Ende der Vakuumleitung und die Sperrfolie an das Bauelement heftet.
37. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , dass die Flecken (7, 8) eine Öffnung dem Ende der Vakuumleitung (9) gegenüber aufweisen, so dass das System mit einem Fluid gespült werden kann.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet , dass der Flecken (7, 8) eine Länge aufweist, die wenigstens zweimal so gross wie seine Breite ist.
39. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Flecken (7, 8) quer über die wärmebeeinflusste Zone (29) neben einer Schweissverbindung (16) am Bauelement angeordnet ist, dass das Bauelement ein Teil einer Schelfplattform ist, dass die wärmebeeinflusste

- 10 -

809838/0540,

* 10 -

Zone (29) sich neben einer Schweissverbindung (16) befindet, die ein Element mit einem anderen Element der Schelfplattform verbindet, dass die Schweissverbindung (16) sich unter der Wasseroberfläche befindet, dass eine gemeinsame Vakuumquelle und ein Durchgang (9) verwandt werden, um ein Vakuum an die Vielzahl der Flecken (7, 8) zu legen, dass ein Differentialdrucksensor fluiddicht in die Vakuumleitung (9), die zu jedem Flecken (7, 8) führt, eingesetzt ist und dass der Differentialdrucksensor in jeder Vakuumleitung so ausgelegt ist, dass er ein Alarmsignal auslöst, das den Durchgang eines Risses im Bauelement anzeigt, so dass Fluide aus der Umgebung in das durchlässige Material des Flecken zutreten können.
40. Vorrichtung zum frühzeitigen Feststellen eines Risses in einem undurchlässigen Bauelement, das einer Spannung ausgesetzt ist, bevor der Riss das Element durchzieht, gekennzeichnet durch

a) eine Vakuumquelle,

b) ein Vakuumsensor,

c) eine vakuumdichte Leitung (9), die die Vakuumquelle und den Vakuumsensor verbindet und

d) einen Flecken, der vakuumdicht an die Leitung (9) angeschlossen ist und ein Stützelement (35) neben dem Ende der Vakuuraleitung (9) und ein undurchlässiges Folienmaterial (37) aufweist, das über dem Stützelement (35) liegt, so dass ein Fluidkanal gebildet ist, der davon ausgeht, wobei das Folienmaterial (37) und das Ende der Vakuumleitung (9) mit einer fluidundurchlässigen Isolierung gegenüber der Aussenumgebung dicht abgeschlossen sind.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Flecken quer über die wärmebeeinflusste Zone neben einer Schweissverbindung am Bauelement angeordnet ist.
42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet , dass eine Vielzahl von Flecken quer über die Schweissverbindung und die wärmebeeinflusste Zone angeordnet sind,

809838/0546 _ _n _

ORIGINAL INSPECTED ·

dass das Bauelement ein Teil einer Schelfplattform ist, dass die wärmebeeinflusste Zone neben einer Schweissverbindung liegt, die ein Element mit einem anderen Element der Schelfplattform verbindet und sich unter der Wasserlinie befindet, dass ein Differentialdrucksensor in jede Vakuumleitung zwischen der Vakuumquelle und jedem Flecken angeordnet ist und dass jeder Differentialdrucksensor so ausgebildet ist, dass er auf die Abnahme des Vakuums unter dem Flecken, die einen Druckunterschied hervorruft, ein Alarmsignal auslöst.

809838/0548