DE3327762C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Messen der Wanddicke eines ferromagnetischen Elementes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen der Wanddicke eines ferromagnetischen Elementes. Diese Vorrichtung bzw. dieses Verfahren werden vorzugsweise zur Durchführung von Tests an installierten Rohrleitungen aus ferromagnetischem Material verwendet.

Moderne Raffinerien, petrochemische Anlagen sowie Brun­ nenpumpanlagen enthalten eine relativ große Zahl von in­ stallierten Rohrleitungen und anderen, rohrförmigen Ele­ menten, die für den Transport von fluiden Medien durch die verschiedenen Stufen der in diesen Industriezweigen verwendeten Prozesse erforderlich sind. Ein großer Teil dieser Rohrleitungen besteht aus ferromagnetischen Mate­ rialien. In vielen Fällen sind die fluiden Medien, die durch die Rohrleitungen transportiert werden, entweder hochgiftig und/oder entflammbar und/oder stehen unter ho­ hem Druck oder hohen Temperaturen, so daß ein Bruch, oder bereits ein kleiner Riß, eines installierten Rohrs auf­ grund einer internen Verschlechterung der Eigenschaften des Rohrs durch Korrosion oder Erosion bereits ein ernst­ haftes Umweltschutz- und Sicherheitsproblem darstellt. Für Ölraffinerien und petrochemische Betriebe werden bereits seit langem Vorrichtungen gesucht, mit denen installierte Rohrleitungen aus ferromagnetischen Materialien zuverlässig getestet werden können, um bereits vorher festzustellen, wenn irgendein Abschnitt der installierten Rohrleitung in­ nen oder außen so weit korridiert oder erodiert ist, daß mit einem Bruch der Rohrleitung gerechnet werden muß.

Zu diesem Zweck sind eine Vielzahl von Testtechniken ent­ wickelt worden, die mit magnetischen Leckflüssen, mit Ultra­ schall und sogar mit Strahlung arbeiten. Die bisher vorge­ schlagenen Vorrichtungen sind jedoch in der Konstruktion im allgemeinen sehr aufwendig und entsprechend kostspielig und in der Bedienung sehr zeitraubend, so daß der für die Inspektion der Rohrleitungen erforderliche Aufwand sich bereits in den Betriebskosten einer solchen Anlage sehr stark bemerkbar macht. Außerdem konnten die bisher üblichen Vorrichtungen im allgemeinen nur durch sehr ge­ schickte und gut ausgebildete Techniker bedient werden, wodurch ebenfalls die Kosten für solche Tests stark be­ einflußt wurden.

Außerdem sind viele der vorgeschlagenen Testvorrichtungen nur über eine begrenzte Fläche der Rohrleitung effektiv, so daß mit diesen Vorrichtungen die gesamte Umfangsfläche der Rohrleitung sehr exakt und sorgfältig abgetastet wer­ den muß; dazu ist eine Bewegung relativ zum Rohr sowohl in axialer als auch in radialer Richtung erforderlich. In vielen Installationen liegen jedoch die Rohrleitungen sehr nahe beieinander oder bei anderen Geräten, so daß die Ab­ tastung des gesamten Umfangs einer installierten Rohrlei­ tung praktisch unmöglich ist.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit der DE 28 43 570 A1 bekannt geworden. Diese bekannte Vorrichtung wird zur störungsfreien Prüfung von langgestreckten ferromag­ netischen Gegenständen, wie z. B. Drahtseilen verwendet. Dabei wird der zu messende Abschnitt des ferromagnetischen Elementes einer Magnetisierungskraft unterworfen, die so hoch ist, daß sie sich der magnetischen Sättigung des zu messenden Elementes annä­ hert. Die Magnetisierung wird durch zwei Spulen bewirkt, die je­ weils auf ein Joch gewickelt sind, dessen Polschuhe am ferromag­ netischen Element anliegen. Im Luftspalt zwischen den Polschuhen und dem Element sind Hallgeneratoren vorgesehen, mit welchen die Stärke des in das Element eingeleiteten magnetischen Feldes ge­ messen wird. Eine Veränderung des in dem Element fließenden mag­ netischen Flusses zeigt eine Veränderung im Querschnitt des Elementes, also z. B. des Drahtseiles an.

Die DE 26 02 848 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum induktiven Messen der Dicke oder des Querschnittes von Blechen aus ferro­ magnetischen Werkstoffen, wobei als Maß für die Blechdicke der Sättigungsfluß verwendet wird. Zur Messung wird ein Erregermag­ net in einer ersten Spule und einer zweiten Spule, sowie eine Vergleichsinduktivität ebenfalls mit einer ersten und einer zweiten Spule verwendet. Die Primärspulen werden jeweils erregt, und die in der Sekundärspule des Erregermagneten induzierte Spannung mit der in der Vergleichsinduktivität induzierten Span­ nung verglichen, wobei in der Vergleichsinduktivität ein Ver­ gleichsblech bekannter Dicke eingeschoben wird.

Die DE 25 23 418 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erfassung von Fehlern, insbesondere von Rissen in metallischen, nichtferriti­ schen Werkstoffen. Es sind zwei Wirbelstrommeßsonden vorgesehen, deren Primärwicklung in Reihe geschaltet an einer Gleichstrom­ quelle liegen und deren Sekundärwicklungen über einen Verstärker mit einem Meßinstrument verbunden sind. Um die Meßsonden sind Permanentmagnete bzw. Elektromagnete angeordnet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfah­ ren zur Inspektion von ferromagnetischen Elementen, insbesondere zur Inspektion von ferromagnetischen Rohren, zu schaffen, wel­ ches bei einfachem Aufbau eine zuverlässige Beurteilung des fer­ romagnetischen Elementes ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruches 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 11.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der durch die Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung bzw. beim erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise eine axial geteilte Hülse oder Spule verwendet, die nahe bei der instal­ lierten Rohrleitung festgeklemmt werden kann. Ein Sättigungspe­ gel des magnetischen Flusses wird in der Rohrleitung durch ein fle­ xibles Kabel induziert, welches um die Spule in mehreren Wicklungen oder in einer einzigen Wicklung gelegt wird. Das Kabel enthält eine große Zahl von isolierten elektri­ schen Leitern, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit zwei Anschlußblöcken verbunden sind. Nachdem die Spule mit dem Kabel umwickelt wird, werden die Anschlußblöcke nahe beieinander angeordnet; bei einer Stift/Schlitz-Ver­ bindung werden sie statt dessen ineinander gesteckt; die sich ergebenden, elektrischen Anschlüsse liefern einen in mehreren Windungen erfolgenden Stromfluß rund um den Umfang der Rohrleitung. Ein Gleichstrom ausreichender Grö­ ße wird an diesen aus mehreren Windungen bestehenden Strom­ pfad angelegt, um eine Sättigung des magnetischen Flusses an dem Bereich der Rohrleitung hervorzurufen, an dem die Spule installiert wird. Bei der axialen Verschiebung der Spule längs der Rohrleitung bewegt sich der gesättige mag­ netische Fluß mit der Spule axial längs der Rohrleitung.

Mindestens eine Aufnehmerspule wird dann um die Spule her­ um angebracht. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Aufnehmerspulen in Umfangskanälen ein­ gebettet, die an der Außenseite oder der Innenseite der Spule vorgesehen sind; jede Aufnehmerspule weist mehrere Leiter auf, deren gegenüberliegende Enden in zwei Verbin­ dungskästen angebracht sind, die nahe beieinander angeord­ net und durch Schließen der Spule rund um das zu testende Rohr elektrisch verbunden werden. In jedem Fall entsteht ein getrennter, aus vielen Wicklungen bestehender Strom­ pfad durch jede Aufnehmerspule. Wenn eine einzige Aufneh­ merspule verwendet wird, wird das Ausgangssignal nach ei­ ner bevorzugten Ausführungsform integriert und dann ange­ zeigt. Dieses integrierte Signal stellt einen Meßwert für die mittlere Dicke der Rohrleitung rund um den ringförmi­ gen Bereich dar, der zu diesem Zeitpunkt von der Aufnehmer­ spule umgeben wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden drei axial benachbarte Aufnehmerspu­ len verwendet, wobei die mittlere Spule mit einer verstär­ kenden, integrierenden und anzeigenden Schaltungsanordnung verbunden ist, um wieder eine Anzeige für die mittlere Wanddicke des benachbarten Umfangsbereiches des Rohrs zu liefern. Die beiden stirnseitigen Aufnehmerspulen sind als Differenzglieder geschaltet, wodurch eine sehr viel höhere Verstärkung möglich wird; das sich ergebende, verstärkte Differenz- bzw. Differential-Spannungssignal wird inte­ griert und dann gleichzeitig mit dem mittleren Signal von der mittleren Spule angezeigt, so daß die Abweichung der Wanddicke von einem normalen Mittelwert betont und in Be­ zug auf die mittlere Dicke dargestellt wird.

Die axiale Lage der gesamten Vorrichtung, einschließlich der Sättigungsspule und der Aufnehmerspulen, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform, durch die Zuordnung der Spule in bezug auf das Rohr und durch die Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit von der axialen Bewegung der Auf­ nehmerspule längs der Rohrleitung angezeigt, wodurch sich wiederum ein Maß für die Lage der Spule und damit der Aufnehmerspule ergibt. Dieses Signal wird nach einer bevor­ zugten Ausführungsform als X-Achseneingangssignal eines X/Y-Schreibers mit beweglichem, bahnförmigem Aufzeichnungs­ träger verwendet, während die verstärkten und integrierten Signale, die von der mittleren Spule und den beiden, in Differenzschaltung geschalteten, stirnseitigen Spulen ge­ trennt als Eingangssignal für die Y-Achse auf dem Aufzeich­ nungsträger aufgezeichnet werden. Damit wird die präzise Lokalisierung jeder signifikanten Änderung der Wanddicke in Längsrichtung der Rohrleitung auf dem Aufzeichnungsträger angedeutet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schemati­ schen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm einer Vor­ richtung zur Inspektion von Rohrleitungen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht der wesentlichen Teile der Vorrichtung zur Inspektion von Rohrlei­ tungen nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Spulenbe­ festigungselementes, welches bei der Vorrich­ tung nach Fig. 2 verwendet wird, wobei das Spulenbefestigungselement in seinem geöffneten oder expandierten Zustand dargestellt ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Installation des Spulenbefestigungselementes nach Fig. 4 an einer Rohrleitung einer Folge von instal­ lierten Rohrleitungen, und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des nicht aufge­ wickelten Sättigungsspulenelementes, das bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendet wird.

Das Grundprinzip der Erfindung soll zunächst unter Bezug­ nahme auf das schematische Schaltdiagramm nach Fig. 1 so­ wie die apparativen Details nach den Fig. 2 und 3 er­ örtert werden. Ein Stück eines Rohrs P aus ferromagneti­ schem Material, das untersucht werden soll, wird durch eine Sättigungsspule 10 umgeben, an die ein ausreichender Gleichstrom angelegt wird, um die magnetische Sättigung wenigstens des Teils des Rohrs zu erreichen, das von der Spule 10 umgeben bzw. eingeschlossen wird. Eine erste Auf­ nehmerspule 20 umgibt das Rohr P ebenfalls; wenn die Sät­ tigungsspule 10 und die Aufnehmerspule 20 gleichzeitig axial längs dieses Stücks des Rohrs verschoben werden, wird in der Aufnehmerspule 20 eine Spannung induziert, die proportional zu der mittleren Wanddicke jedes Umfangsband­ bereiches des Rohrs ist, der momentan durch die sich be­ wegende Aufnehmerspule 20 umgeben wird. Der Ausgang der Spule 20 ist durch ein Kabel 21 mit den Eingängen einer herkömmlichen Verstärker- und Integratorschaltung 25 ver­ bunden; das integrierte Spannungsausgangssignal der Schal­ tung 25 wird an dem Eingang Y1 für die Y-Achse einer herkömm­ lichen X/Y-Aufzeichnungseinrichtung 26 mit beweglichem Aufzeichnungspapier angelegt. Durch die Integration wird jede Änderung aufgrund der Geschwindigkeit oder der Bewe­ gungsrichtung der Spulen 10 und 20 relativ zu dem Rohr P eliminiert.

Weiterhin ist ein Wandler 30 vorgesehen; dabei kann es sich um ein einfaches Widerstands-Potentiometer handeln, an das eine geeignete Gleichspannung angelegt wird. Der be­ wegliche Kontakt 31 des Wandlers 30 wird in direkter Pro­ portionalität zu der axialen Bewegung der Sättigungsspule 10 und der Aufnehmerspule 20 längs des Stücks des Rohrs P verschoben, so daß das Spannungsausgangssignal des Wandlers 30 ein Spannungssignal ist, welches die tatsäch­ liche momentane axiale Lage der Aufnehmerspule relativ zu dem Rohr anzeigt. Dieses Spannungssignal wird an die Eingänge X für das Eingangssignal der X-Achse der Aufzeich­ nungseinrichtung 26 angelegt. Die sich ergebende Bahn auf dem Aufzeichnungspapier der Aufzeichnungseinrichtung 26 ist also eine Kurvendarstellung der mittleren Wanddicke, aufgetragen über der axialen Länge des Rohrs, ausgedrückt durch die momentane axiale Lage der Aufnehmerspule 20, wie oben erörtert wurde.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß das Signal für die Wanddicke immer durch den gesamten magne­ tischen Fluß erzeugt wird, der in einem bestimmten Umfangs­ band des Rohrs P besteht, und nicht durch den Leckfluß, wie er bei den herkömmlichen Lösungen verwendet wurde. Die Benutzung des Wertes für den gesättigten Fluß in dem Rohr P erzeugt einen Gesamtfluß, der theoretisch propor­ tional zu der Querschnittsfläche des Rohrs P ist; in der Praxis ist er, innerhalb akzeptabler Grenzen, proportio­ nal zu der mittleren Wanddicke des Rohrbandes, das von der Aufnehmerspule 20 umgeben wird.

Um die Empfindlichkeit bei der Messung der Wanddicke zu verbessern, sind zwei zusätzliche Aufnehmerspulen 22 und 23 so angebracht, daß sie das Rohr P ebenfalls umgeben; nach einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich die beiden zusätzlichen Aufnehmerspulen 22, 23 auf den gegen­ über liegenden Seiten der zuerst erwähnten Aufnehmerspule 20, obwohl diese räumliche Anordnung in dem schematischen Schaltdiagramm nicht dargestellt ist, um dieses Diagramm zu vereinfachen. Die zusätzlichen Aufnehmerspulen 22, 23 sind in windungsverkehrter Beziehung geschaltet; das sich ergebende Differential-Spannungsausgangssignal dieser zusätzlichen Aufnehmerspulen wird durch ein Kabel 24 an dem Eingang einer zweiten, herkömmlichen Verstärker- und Integratorschaltung 28 übermittelt und dann an einen zwei­ ten Eingang Y2 für die Y-Achse der Aufzeichnungseinrichtung 26 angelegt. Durch die Verwendung eines solches Differenz­ spannungsaufnehmers läßt sich eine viel höhere Verstärkung erreichen, ohne daß die Aufzeichnungseinrichtung 26 aus dem Maßstab laufen kann; dieses Differenzspannungssignal zeigt Unterschiede in den mittleren Wanddicken der Umfangs­ bänder des Rohrs P noch viel genauer und klarer an, da die­ se Unterschiede von den Aufnehmerspulen 22, 23 erfaßt und definiert werden. In der Praxis haben die Differentialauf­ nehmerspulen 22, 23 eine solche Empfindlichkeit, daß sie Änderungen in der Oberflächentextur des Rohr-Inneren und -Äußeren anzeigen können, woraus sich wiederum Informatio­ nen über den Zustand der inneren und äußeren Korrosion ab­ leiten lassen. Die Aufzeichnung dieses Differenzsignals gleichzeitig mit dem Signal von der Spule 20, welches die mittlere Wanddicke des, Rohrs P darstellt, gibt eine klare­ re Anzeige für die Existenz von Bereichen mit erhöhter Dicke des Rohrs sowie dem Ausmaß von Bereichen mit verrin­ gerten Dicke im Vergleich mit der mittleren Wanddicke.

Die Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Schaltungsauf­ bau wird geeicht, indem zunächst die Sättigungsspule 10 und die Aufnehmerspule 20 an einen Bereich des Rohrs ge­ bracht werden, wo die mittlere Wanddicke bekannt ist; dann werden alle Auswirkungen der "magnetischen Geschichte" des Eichbereiches entfernt, indem in jeder der beiden Rich­ tungen ein Sättigungs-Gleichstrom durch die Spule 10 ge­ schickt wird; dabei wird der Netto-Magnetfluß in dem Rohr oder dem rohrförmigen Element gemessen. Der so erhaltene Meßwert kann als Bezugswert für die bekannte Wanddicke zur Eichung der Vorrichtung benutzt werden.

Ein größeres Problem tritt bei der Inspektion von instal­ lierten Rohrleitungen auf, weil in diesem Fall ohne die aufwendige Trennung des Rohrs von der Installation kein freies Rohrende zur Verfügung steht. Außerdem liegen in vielen Fällen mehrere installierte Rohre nahe beieinander, wie es in Fig. 5 angedeutet ist. Auch in diesem Falle können die Spulen nicht ohne weiteres über die Rohrleitun­ gen geschoben werden.

Zur Überwindung dieses Problems ist die Vorrichtung ent­ wickelt worden, die in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt ist. Es wird eine axial geteilte Spule 60 mit Scharnier- bzw. Gelenkelementen 41 vorgesehen, so daß die Spule ausreichend geöffnet und um ein Stück eines instal­ lierten Rohrs gelegt werden kann, also dieses Rohrstück umgibt. In den Umfang dieser Spule 60 sind drei Aufneh­ merspulen 20, 22 und 23 eingebettet, die in Fig. 2 und 3 nicht dargestellt sind; jede dieser Spulen enthält jedoch mehrere, nahe beieinander angeordnete, einzelne, isolierte Leiter, deren Enden jeweils mit Anschlußblöcken 42a, 42b mit mehreren Kontakten verbunden sind; wenn die Spule 60 rund um das Rohr P angeordnet wird, werden diese An­ schlußblöcke 42a und 42b in passenden Eingriff gebracht.

In ihrer auf dem Umfang geschlossenen Stellung ist die Spule 60 nach einer bevorzugten Ausführungsform mit wenig­ stens zwei internen Vorsprüngen 40a und 40b versehen, die mit dem Umfang des Rohrs P in Eingriff kommen und die Spu­ le 60 in einer vernünftigen konzentrischen Beziehung zu dem Rohr P halten. Diese Konzentrizität beeinflußt jedoch innerhalb akzeptabler Grenzen nicht die Genauigkeit der Messung der Wanddicke.

Die elektrischen Verbindungen, die in den Anschlußblöcken 42a und 42b enthalten sind, entsprechen den in dem Schalt­ diagramm nach Fig. 1 gezeigten Verbindungen und sorgen da­ für, daß die Leiterelemente jeder Spule 20, 22 und 23 in drei verschiedene Strompfade mit mehreren Wicklungen ge­ schaltet werden. Zusätzlich sind die Ausgangskabel 21 und 24 zu einem einzigen Kabel 43 kombiniert, welches zu den entfernt angeordneten Verstärker- und Integratorschaltungen 25 und 28 führt. Eine Schnelltrennkupplung 43a ist in dem Kabel 43 vorgesehen, um die Montage der Spule 60 rund um das Stück des installierten Rohrs P zu erleichtern.

Die Sättigungsspule 10 wird nach einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform an dem Stück des installierten Rohrs P angebracht, indem ein flexibler Leiter 59 rund um den Umfang der Spule 60 gewickelt wird, nachdem die Spule auf das Rohr P aufgesetzt worden ist. Radiale Flansche 66 der Spule 60 halten den Leiter 50. Das als Leiter dienende Kabel 50 enthält mehrere einzelne, isolierte Leiter (nicht dar­ gestellt), die an jedem Ende in die Anschlußblöcke 51, 52 auslaufen; wie man insbesondere in Fig. 6 erkennen kann, sind diese Anschlußblöcke 51, 52 mit Löchern bzw. Stiften versehen. Um die Verbindung der mehrere Zinken bzw. Zak­ ken aufweisenden Anschlußblöcke 51, 52 zu erleichtern und diese Blöcke im montierten Zustand zu halten, ist an einem der Anschlußblöcke ein herkömmlicher Befestigungs-Stift bzw. -Kolben 53 vorgesehen, der in eine Öffnung 54 in dem anderen Block eingesetzt wird. Geeignete, elastische Ver­ riegelungen (nicht dargestellt) wirken auf den eingesetzten Stift ein, um die Anschlußblöcke 51, 52 im montierten Zu­ stand zu halten.

Wenn diese Anschlußblöcke nebeneinander angeordnet werden, so daß die Stifte 52a des einen Blocks in die Löcher 51a des anderen Blockes eintreten, so bilden die sich ergeben­ den Anschlüsse einen einzigen Strompfad mit mehreren Wick­ lungen rund um den Umfang des Stückes des installierten Rohrs P. Das Kabel 50 kann beispielsweise wenigstens 200 Leiter enthalten, wobei wenigstens vier Windungen des Ka­ bels 50 rund um die Spule 60 gelegt werden, so daß insge­ samt 800 Windungen zur Verfügung stehen, um den Sättigungs­ gleichstrom anzulegen. Dadurch verringert sich wesentlich die Gleichstrommenge, die für das Erreichen der Sättigung des Teils des Rohrs P erforderlich ist, der von den Auf­ nehmerspulen 20, 22, 23 umgeben wird.

Der Wandler 30 wird schematisch durch eine Trommel oder eine Riemenscheibe 32 dargestellt, um die ein Kabel 33 ge­ wickelt ist; das freie Ende dieses Kabels 33 ist an der Spule 60 befestigt. Damit wird bei der axialen Verschie­ bung der Spule 60 längs des Rohrstückes P die Riemenschei­ be 32 gedreht, so daß ein Spannungssignal erzeugt wird, welches proportional zu der axialen Lage des Blockes 40 und der daran befestigten Aufnehmerspulen relativ zu dem Rohr P ist; es ergibt sich also ein Wandlereffekt, nämlich ein Maß für die axiale Lage an dem Rohrstück P.

In Fig. 4 ist eine geteilte Spule 60 aus einem thermo­ plastischen Material dargestellt, wie sie für die Reali­ sierung des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung ein­ gesetzt worden ist. Diese Spule 60 weist zwei im wesent­ lichen identische, halbzylindrische Halbteile 60a und 60b auf, die durch Scharniere 41 schwenkbar miteinander ver­ bunden sind. An der inneren Oberfläche der Spulenhälften sind nach innen vorstehende Positionieransätze 40a und 40b vorgesehen, um die Spule nahezu konzentrisch in bezug auf den Umfang des zu untersuchenden Rohrs anzuordnen. Die Leiter, welche die Aufnehmerspulen 20, 22 und 23 bilden, sind nicht im Detail dargestellt; die Kabel, welche diese Leiter enthalten, sind jedoch in den Gelenkverbindungen bei 20a, 22a und 23a angedeutet. Die Anschlußblöcke 42a und 42b sind in geeigneter Weise an einem axialen Ende der geteilten Spule 60 angebracht und werden durch das Schließen der Spule 60 rund um das Rohr nahe beieinander angeordnet. Eine Federverriegelung 65 kann an dem anderen axialen Ende der Spule 60 vorgesehen werden, um die beiden Hälften in ihrer geschlossenen Lage zu halten. Wenn die Anschlußblöcke 42a und 42b nahe beieinander angeordnet werden, werden gleichzeitig die erforderlichen Schaltungs­ verbindungen hergestellt, um die drei Strompfade mit mehreren Windungen zu bilden, die durch die Spulen 20, 22 und 23 in Fig. 1 repräsentiert werden. Die Kabel 21 und 24, welche die Ausgangsverbindungen dieser Spulen darstellen, sind zu einem einzigen Ausgangskabel 43 zusammengefaßt. Stirnflansche 66 bilden einen Kanal für die Befestigung der Windungen des flexiblen Kabels 50 sicher und zuver­ lässig rund um die Spule 60.

Aus Fig. 5 kann man ohne weiteres erkennen, daß eine axial geteilte Spule erforderlich ist, um die Testvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bei installierten Rohr­ stücken einsetzen zu können. Dabei ist eine Gruppe von vier Rohren P₁, P₂, P₃ und P₄ dargestellt, wie sie in vielen Raffinerien und petrochemischen Anlagen häufig auf­ tritt. Die axial geteilte Spule 60 nach der vorliegenden Erfindung kann ohne Probleme auf jedes Stück eines dieser verschiedenen Rohre aufgesetzt werden, wobei der flexible Leiter 50, der die Sättigungsspule bildet, um diese Spule gewickelt wird; die Inspektion des auf diese Weise um­ wickelten Rohrs erfolgt dann, wie oben erläutert wurde, nämlich durch eine Verschiebung der Spule in Längsrich­ tung des Rohrs.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Messen der Wanddicke eines ferromagnetischen Elementes mit einer Magnetisierungseinrichtung, welche eine Induktionsspule (10) aufweist, um einen magnetischen Fluß innerhalb des ferromagnetischen Elementes (P) in seiner Längsrichtung zu erzeugen, wobei das ferromagnetische Element (P) magnetisch gesättigt ist und wobei die Magnetisierungseinrichtung in bezug auf das ferromagnetische Element verschiebbar ist, sowie mit einer Meßeinrichtung, um den magnetischen Fluß innerhalb des ferromagnetischen Elementes zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (10) der Magnetisierungseinrichtung das ferromagnetische Element (P) umschließt, daß die Meßeinrichtung eine erste Aufnehmerspule (20) aufweist, welche ebenfalls das ferromagnetische Element (P) umgibt, und daß die Meßeinrichtung weiterhin eine Auswerteschaltung aufweist, um die in der Aufnehmerspule (20) bei einer Bewegung der Magnetisierungseinrichtung (10) und der Aufnehmerspule (20) induzierte Spannung zu messen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wandlereinrichtung (30) vorgesehen ist, welche ein Spannungsausgangssignal liefert, das direkt proportional zur axialen Bewegung von Magnetisierungseinrichtung (10) und Aufnehmerspule (20) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Aufnehmerspule (22) sowie eine dritte Aufnehmerspule (23) vorgesehen sind, welche gegeneinander geschaltet sind, und in welchen bei der Verschiebung der Magnetisierungseinrichtung (10) und der Aufnehmerspulen (20, 22, 23) eine Differenzspannung entsteht, die abhängig von der Wanddicke des ferromagnetischen Elementes ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Aufnehmerspule (20) induzierte Spannung einer ersten Verstärker- und Integratorschaltung (25) zugeführt wird und daß das integrierte Spannungsausgangssignal zur Beurteilung der Wanddicke des ferromagnetischen Elementes (P) herangezogen wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in den zweiten und dritten Aufnehmerspulen (22, 23) induzierte Spannung einer zweiten Verstärker- und Integratorschaltung (28) zugeführt wird und daß das dadurch gebildete Spannungsausgangssignal zur Beurteilung der Wanddicke des ferromagnetischen Elements (P) herangezogen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsausgangssignal der ersten Verstärker- und Integratorschaltung (25) an einen Eingang (Y1) für die Y-Achse einer X/Y-Aufzeichnungseinrichtung (26) angelegt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Wandlereinrichtung (30), welches die tatsächliche momentane axiale Lage der ersten Aufnehmerspule (20) relativ zum ferromagnetischen Element (P) anzeigt, an den Eingang (X) für die X-Achse der X/Y-Aufzeichnungseinrichtung (26) angelegt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufnehmerspule (20) und die zweite Aufnehmerspule (22) sowie die dritte Aufnehmerspule (23) in einer axial geteilten Aufnahmeeinrichtung (60) angeordnet sind, wobei jede dieser Spulen mehrere isolierte Leiter aufweist, deren Enden jeweils mit Anschlußblöcken (42a, 42b) mit mehreren Kontakten verbunden sind, wenn die Spulen mit der Aufnahmeeinrichtung (60) um das ferromagnetische Element (P) angeordnet werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungseinrichtung (10) als flexibler Leiter (50) ausgebildet ist, der rund um den Umfang der Aufnahmeeinrichtung (60) gewickelt wird, nachdem diese auf das zu inessende ferromagnetische Element (P) aufgesetzt worden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das als Magnetisierungseinrichtung dienende Kabel (50) mehrere einzelne, isolierte Leiter aufweist, die an jedem Ende in Anschlußblöcke (51, 52) auslaufen, welche miteinander verbindbar sind, um einen einzigen Strompfad mit mehreren Wicklungen rund um den Umfang des zu messenden ferromagnetischen Elementes (P) zu bilden.

11. Verfahren zum Messen der Wanddicke eines Stückes eines ferromagnetischen Elementes (P) wobei innerhalb des ferromagnetischen Elementes in Längsrichtung ein magnetischer Fluß erzeugt wird durch den das ferromagnetische Element (P) magnetisch gesättigt wird und dessen Stärke durch eine Meßeinrichtung mit einer Aufnehmerspule (20) gemessen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetisierung des ferromagnetischen Elementes durch eine Magnetisierungsspule (10) erfolgt, welche um das ferromagnetische Element herum angeordnet und mit Gleichstrom versorgt wird,
daß die Messung der Stärke des magnetischen Flusses und damit der Wanddicke des ferromagnetischen Elementes (P) durch die Auswertung der Spannung der um das ferromagnetische Element (P) herum angeordneten Aufnehmerspule (20) erfolgt, in welcher eine Spannung induziert wird, wenn die Magnetisierungsspule und die Aufnehmerspule entlang des ferromagnetischen Elementes (P) verschoben werden.