DE3337893A1

DE3337893A1 - System for testing a ferromagnetic pipe for faults

Info

Publication number: DE3337893A1
Application number: DE19833337893
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7410 Reutlingen Luz
Original assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Current assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1985-05-15

Abstract

To scan the surface of a ferromagnetic pipe (10) helically using a magnetic leakage-flux test head which can be raised from the surface, a system of two magnetic yokes (32) having U-shaped cores 934) is provided to magnetise the pipe surface longitudinally in the region in which the scanning by the magnetic leakage-flux probes (74) is to take place. <IMAGE>

Description

Anordnung zum Prüfen eines ferromagnetischen Rohres aufArrangement for testing a ferromagnetic tube

Fehler Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Prüfen eines ferromagnetischen Rohres auf Fehler, mit einem Magnetjoch zum Magnetisieren eines sich entlang einer Mantellinie des Rohres erstreckenden Bereiches durch einen im wesentlichen parallel zur Mantellinie ausgerichteten Magnetfluß, bestehend aus einem Kern aus ferromagnetischem Material, dessen beide Pole auf die Oberfläche des Rohres gerichtet und auf einer parallel zur Mantellinie verlaufenden Linie angeordnet sind, und aus einer um den Kern gewundenen Magnetisierungswicklung, mit einer Abtasteinrichtung zum Abtasten des magnetisierten Bereiches durch eine oder mehrere magnetische Streuflußso-nden und mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer schraubenförmigen relativen Bewegung zwischen Magnetjoch und Abtasteinrichtung einerseits und dem Rohr andererseits.Defects The invention relates to an arrangement for testing a ferromagnetic Rohres for errors, with a magnetic yoke to magnetize one along a Generating line of the pipe through a substantially parallel area Magnetic flux aligned with the surface line, consisting of a core made of ferromagnetic Material whose two poles are directed towards the surface of the pipe and on one are arranged parallel to the surface line, and from one to the Core wound magnetization winding, with a scanning device for scanning of the magnetized area by one or more magnetic leakage flux sons and having means for producing helical relative movement between the magnet yoke and the scanning device on the one hand and the pipe on the other.

Eine derartige Anordnung ist in der Offenlegungsschrift DE 32 40 480 A1 beschrieben. Bei der der Offenlegungsschrift zu Grunde liegenden Vorrichtung befindet sich die Abtasteinrichtung im Inneren des Rohres und tastet dort die innere Oberfläche des magnetisierten Bereiches der Rohrwand auf von Fehlern hervorgerufenen magnetischen Streufluß ab. Dazu gehört eine auf der Innenseiseite des Rohres angebrachte Abtastsonde, die für die Abtastung des von Querfehlern verursachten Längsstreuflusses gedacht ist. Ihr steht auf der Außenseite ein die Längsmagnetisierung bewirkendes, U-förmiges Magnetjoch genau gegenüber. Such an arrangement is disclosed in the laid-open specification DE 32 40 480 A1. In the device on which the laid-open specification is based the scanning device is located inside the tube and scans the inner one there Surface of the magnetized area of the pipe wall on defects caused magnetic leakage flux. This includes one on the inside side of Rohres attached scanning probe, which is used for scanning the transverse defects caused Longitudinal scattering flux is intended. The longitudinal magnetization stands on the outside causing, U-shaped magnet yoke exactly opposite.

Der Einsatz der beschriebenen Vorrichtung, die augenschei nl ich nur für die Prüfung kurzer Rohrstücke gedacht ist, bringt Nachteile mit sich, insbesondere wenn längere Rohre geprüft werden sollen. Die Abtastung der Innenwand eines Rohres ist an sich schon technologisch schwierig zu lösen, weil bei engbegrenzten Querabmessungen ggf. großer Länge des Sondenträgers eine solide und schwingungsfreie Lagerung der Sonde am Abtastort bewerkstelligt werden muß. Dazu kommt, daß eine optische Kontrolle von Lage und Sitz der Sonde kaum möglich ist. The use of the device described, the evidently is only intended for testing short pieces of pipe, has disadvantages, in particular when longer pipes are to be tested. The scanning of the inner wall of a pipe is technologically difficult to solve in itself because it has narrow transverse dimensions possibly large length of the probe carrier a solid and vibration-free mounting of the Probe must be done at the sampling location. In addition, there is a visual control from the position and seat of the probe is hardly possible.

Zwangsläufig entspricht die Baulänge, die für eine auf dem beschriebenen Prinzip beruhende Prüfanlage benötigt wird, der doppelten Länge des längsten zu prüfenden Rohres. Das bedeutet bei längeren Rohren eine vielfach untragbare Erhöhung der Baukosten. Bei schon vorhandenen Fertigungsstraßen kann es sein, daß diese Baulänge für eine nachträglich zu erstellende Prüfanlage nicht zur Verfügung steht. Besonders schwierig wird es, wenn zur Reduzierung der Prüfzeit eine eingenständige Abtastbewegung der Abtasteinrichtung in Richtung des längsgerichteten Magnetflusses verlangt wird, etwa durch einen schwingenden Sondenbalken oder eine rotierende Sondenscheibe. Auch ist die Erfassung von Außenfehlern durch eine Sonde im Inneren des Rohres nur bis zu begrenzten Wandstärkewerten möglich. In vielen Fällen wird es daher naheliegen, sich vom Prinzip der Innenabtastung abzukehren und eine Außenabtastung durchzuführen. Für eine solche steht jedoch nur der Raum unmittelbar zwischen den beiden Polen des Magnetjoches zur Verfügung, der zudem vom mittleren Balken des Magnetjoches und normalerweise auch von der Magnetisierungswicklung überdeckt ist.Inevitably, the length corresponds to the one described on the Principle-based testing system is required, twice the length of the longest testing pipe. In the case of longer pipes, this means an increase that is often unsustainable the construction costs. In the case of existing production lines, it may be that this length is not available for a test system to be created subsequently. Particularly It becomes difficult if an independent scanning movement is used to reduce the test time the scanning device is required in the direction of the longitudinal magnetic flux, for example by a vibrating probe beam or a rotating probe disk. Even the detection of external defects by a probe inside the pipe is only up to possible with limited wall thickness values. In many cases it will therefore be obvious To abandon the principle of inside scanning and perform outside scanning. However, only the space directly between the two poles represents such a thing of the magnet yoke available, which is also from the middle bar of the magnet yoke and is usually also covered by the magnetization winding.

Dies bedeutet zunächst eine starke Einschränkung des verfügbaren Raumes für die Abtasteinrichtung. Vergrößert man andererseits den Pol abstand des Magnetjoches, so muß man eine entsprechende Vergrößerung der ungeprüften Zone am Anfang und Ende des Rohres in Kauf nehmen. Noch schwerwiegender ist jedoch, daß im Prüfbereich nicht nur die gewünschte Tangentialkomponente des magnetischen Längsfeldes vorhanden ist, sondern auch eine starke Normalkomponente, die zudem kräftige Gradienten in Richtung senkrecht zur Rohroberfläche aufweist. Die gängigen, in der Praxis eingesetzten Streuflußsonden sprechen nicht nur auf Magnetfelder einer bestimmten Richtung, im vorliegenden Fall der Längsrichtung an. Da man außerdem nicht vermeiden kann, daß die Sonden beim Abtastvorgang auf Grund von Erschütterungen und Oberflächenunebenheiten Bewegungen senkrecht zur Rohroberfläche ausführen, muß man davon ausgehen, daß die vorhandenen kräftigen Gradienten in dieser Richtung in entsprechendem Maß als Anderungen des Normalfeldes von den Streuflußsonden mitgemessen werden. Dies hat einen unerwünschten Anstieg des Störpegels zur Folge, der die Prüfung stark beeinträchtigt.This means, first of all, a severe restriction of the available space for the scanning device. On the other hand, if the pole distance of the magnet yoke is increased, so you have to make a corresponding enlargement of the unchecked zone at the beginning and at the end accept the pipe. More serious, however, is that not in the testing area only the desired tangential component of the longitudinal magnetic field is present, but also a strong normal component that also has strong gradients in the direction of having perpendicular to the pipe surface. The common ones used in practice Stray flux probes do not only speak to magnetic fields in a certain direction, im the present case in the longitudinal direction. Since you can also not avoid that the probes during the scanning process due to vibrations and surface unevenness Perform movements perpendicular to the pipe surface, one must assume that the existing strong gradients in this direction to a corresponding extent as changes of the normal field can also be measured by the leakage flux probes. This has an undesirable effect The result is an increase in the interference level, which severely affects the test.

In der o.g. Offenlegungsschrift ist ferner eine Anordnung beschrieben, bei der das Längssfeld durch zwei das Rohr umfassende Wicklungen hergestellt wird, die in der Art einer Helmholtzschen Spule angeordnet sind. Mit einer solchen Anordnung lassen sich einige der genannten Nachteile vermeiden. Bei fast ganz fehlender Normalkomponente ergibt sich eine innerhalb eines großen Bereiches und über den ganzen Umfang des Rohres homogene Tangentialkomponente des Magnetfeldes. Außerdem bietet sich der Bereich zwischen den beiden Wicklungen offen zugänglich für die Anbringung einer Abtasteinrichtung an. Indessen müssen die zu untersuchenden Rohre in Längsrichtung in die Magnetisierungswicklungen eingefädelt werden, so daß auch hier eine Baulänge gefordert werden muß, die der doppelten Rohrlänge entspricht. In the above-mentioned laid-open specification, an arrangement is also described, in which the longitudinal field is created by two windings encompassing the pipe, which are arranged in the manner of a Helmholtz coil. With such an arrangement some of the disadvantages mentioned can be avoided. With almost no normal component results within a large area and over the entire scope of the Rohres homogeneous tangential component of the magnetic field. In addition, the Area between the two windings freely accessible for the attachment of a Scanning device. In the meantime, the pipes to be examined must be longitudinal are threaded into the magnetization windings, so that here too an overall length must be required, which corresponds to twice the pipe length.

Demgegenüber stellt sich die Erfindung zur Aufgabe, eine Anordnung der eingangs definierten Art zu schaffen, bei der Magnetisierungs- und Abtasteinrichtung vom Rohr abgehoben werden können, so daß ein seitliches Einbringen des zu prüfenden Rohres in die Anordnung möglich ist, bei der ferner innerhalb eines gewünschten Bereiches ein magnetisches Längsfeld ausreichender Homogenität erzielt wird und die Normalkomponente des Magnetfeldes vergleichbar klein bleibt. In contrast, the object of the invention is to provide an arrangement of the type defined at the outset, in the case of the magnetization and scanning device can be lifted off the pipe so that the side to be tested can be introduced Tube in the arrangement is possible, further within a desired A longitudinal magnetic field of sufficient homogeneity is achieved and the normal component of the magnetic field remains comparably small.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung, die gemäß Anspruch 1 gekennzeichnet ist. This object is achieved by an arrangement according to claim 1 is marked.

Eine solche Anordnung erlaubt es, einseitig von einer Basis außerhalb des Rohres ausgehend die Magnetstreuflüsse von Querfehl ern dieses Rohres innerhalb eines vorgegebenen Prüfbereiches mit guter Reproduzierbarkeit zu ermitteln. Bei einer schraubenförmigen Relativbewegung entsprechender Steigung zwischen Rohr und Prüfanordnung ist eine vollständige Abtastung der Rohroberfläche auf Fehler möglich. In einem typischen Beispiel besitzt der magnetisierte Prüfbereich, in dem die Feldstärke der Längsmagnetisierung um nicht mehr als + 10 % schwankt, eine Längsausdehung von etwa 70 % der Strecken zwischen Nord- und Südpol der beiden Magnetjoche. Ein typischer Wert für die in einem solchen Prüfbereich herrschende Normalkomponente des Magnetfeldes liegt bei etwa 1/50 des Wertes, der vorläge, wenn es sich um einen Prüfbereich entsprechender Länge unmittelbar zwischen den Polen eines einzelnen Magnetjoches handelte. Such an arrangement allows one-sided from a base outside of the pipe based on the magnetic leakage flux from transverse flaws within this pipe to determine a given test area with good reproducibility. at a helical relative movement of a corresponding slope between the pipe and A complete scanning of the pipe surface for defects is possible. In a typical example, the magnetized test area has the field strength the longitudinal magnetization does not fluctuate by more than + 10%, a longitudinal extent of about 70% of the distances between the north and south poles of the two magnet yokes. A typical one Value for the normal component of the magnetic field prevailing in such a test area is around 1/50 of the value that would exist if it were a corresponding test area Length acted immediately between the poles of a single magnetic yoke.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung soll im Interesse eines besonders niedrigen Anteils der Normalkomponente des Magnetfeldes ein mindestens 30° des Rohrumfanges umfassender Winkelbereich, in dessen Mitte der durch Streuflußsonden abzutastende magnetisierte Bereich liegt, von der Bedeckung durch gegenüberliegende Pole freibleiben. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Magnetjoche derart angeordnet, daß die von gegenüberliegenden Polen bedeckten Teile der Oberfläche des Rohres ganz in eine sich symmetrisch beiderseits des zu prüfenden magnetisierten Bereiches erstrekkende Hälfte des Rohrumfanges fallen. Das hat zur Folge, daß sich die Magnetjoche von der Oberfläche abheben lassen, ohne daß sie zuvor zu diesem Zweck auseinandergefahren werden müssen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß sich die Homogenität des Längsfeldes verbessert, wenn die beiden Magnetjoche näher zusammenrücken. Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den restlichen Unteransprüchen angegeben. According to an advantageous embodiment of the invention, in the interest a particularly low proportion of the normal component of the magnetic field is at least Angular range encompassing 30 ° of the circumference of the pipe, in the middle of which is that of the stray flux probes Magnetized area to be scanned lies, from being covered by opposite Poles remain free. According to a further advantageous embodiment of the invention are the magnet yokes arranged so that those of opposite Poles covered parts of the surface of the tube entirely in a symmetrical manner on either side of the magnetized area to be tested, the extending half of the pipe circumference fall. As a result, the magnetic yokes can be lifted off the surface without that they must first be moved apart for this purpose. Another advantage this embodiment is that the homogeneity of the longitudinal field is improved, when the two magnet yokes move closer together. Other advantageous developments of the invention are specified in the remaining subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren durch Beispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen Figuren la und lb ein U-förmiges Magnetjoch Figur 1c zugehörige Diagramme Figur 2a eine Anordnung mit zwei U-förmigen Magnetjochen Figur 2b zugehörige Diagramme Figur 3 eine Prüfanordnung nach der Erfindung Figur 4 eine Abwandlung der obigen Anordnung Figur 5 ein zugehöriges Diagramm Figur 6 eine weitere Abwandlung. In the following, the invention is illustrated by means of figures and examples explained in more detail. In detail, Figures la and lb show a U-shaped magnetic yoke FIG. 1c, associated diagrams, FIG. 2a an arrangement with two U-shaped magnet yokes FIG. 2b, associated diagrams, FIG. 3, a test arrangement according to the invention 4 shows a modification of the above arrangement; FIG. 5 shows an associated diagram in FIG. 6 another variation.

In den Figuren 1a und 1b ist ein auf ein zu prüfendes Rohr 10 aufgesetztes Magnetjoch 12 dargestellt, das aus einem U-förmigen Kern 14 aus ferromagnetischem Material mit Polen 16,18 und einer Magnetisierungswicklung 20 besteht. Außerhalb des Magnetjoches 12 nehmen die Feldlinien 22 einen stark gekrümmten Verlauf auf dem Rohr 10, so daß hier eine homogene Magnetisierung nicht möglich erscheint. Eine homogenere Feldverteilung liegt dagegen in einem unter dem Magnetjoch 12 befindlichen Bereich 24 beiderseits einer Mantelinie 26 vor. Nimmt man die starken räumlichen Einschränkungen in Kauf, die für den Bereich 24 vom Magnetjoch 12 her gegeben sind, und wählt diesen Bereich für die Abtastung durch Streuflußsonden so muß man noch einen weiteren sehr nachteiligen Umstand in Betracht ziehen. Ein Teil der Feldlinien 22 tritt bereits vor Erreichen der Polflächen 17,19 aus der Flanke der Pole 16,18 aus. Dadurch ergibt sich eine Normalkomponente Hy des Magnetfeldes H, die zu den Polen 16,18 hin kräftig ansteigt. In der Mitte des Bereiches 24 besitzt Hy einen Nulldurchgang-. In Figur 1c sind die Normalkomponente Hy und die Längskomponente Hz des Magnetfeldes H über der Koordinate z aufgetragen. Man kann erkennen, daß über einen großen Teil der Länge L des Abtastbereiches 24 die störende Normalkomponente Hy größer als die erwünschte Längskomponente Hz ist. An den Rändern des Bereiches 24 kommt die Normal komponente Hy sogar auf etwa den 5-fachen Wert der Längskomponente Hz.In FIGS. 1a and 1b, a pipe 10 to be tested is fitted Magnet yoke 12 shown, which consists of a U-shaped core 14 made of ferromagnetic Material with poles 16,18 and a magnetization winding 20 consists. Outside of of the magnetic yoke 12, the field lines 22 take a strongly curved course the tube 10, so that a homogeneous magnetization does not appear possible here. One on the other hand, there is a more homogeneous field distribution in one under the magnet yoke 12 located area 24 on both sides of a surface line 26 in front. Take the strong ones spatial restrictions in purchase for the area 24 from the magnet yoke 12 ago are given, and selects this area for the scanning by stray flux probes so one more very disadvantageous circumstance has to be taken into account. A part the field lines 22 emerge from the flank before they reach the pole faces 17, 19 of poles 16:18. This results in a normal component Hy of the magnetic field H, which rises sharply towards the poles 16.18. In the middle of the area 24 has Hy a zero crossing. In Figure 1c, the normal component Hy and the longitudinal component Hz of the magnetic field H plotted against the coordinate z. You can see that Over a large part of the length L of the scanning area 24 the disruptive normal component Hy is greater than the desired longitudinal component Hz. At the edges of the area 24 the normal component Hy even comes to about 5 times the value of the longitudinal component Hz.

In Figur 2a ist eine Anordnung mit zwei Magnetjochen 32 der oben beschriebenen Art dargestellt, deren Pole 36,38 gleich ausgerichtet sind und der Oberfläche des Rohres 10 an Orten gegenüberstehen, die sich diametral gegenüberliegen. Die Magnetjoche 32 besitzen wie Magnetjoch 12 einen U-förmigen Kern 34, eine Wicklung 40 und Polflächen 37,39, aus denen Feldlinien 42 austreten. Auf Grund der symmetrischen Lage der Magnetjoche 32 zum Rohr 10 verlaufen auch die Feldlinien 42 der beiden Magnetjoche vollkommen symmetrisch zueinander. Zerlegt man die Feldlinien in eine Längskomponente Hz und eine Querkomponente Hq, so addieren sich die jeweils von den beiden Magnetjochen herrührenden Längskomponenten Hz1 und Hz2, während sich die jeweils von den beiden Magnetjochen herrührenden Querkomponenten Hql und Hq2 gegenseitig aufheben. In den Bereichen zwischen den beiden Magnetjochen 32 wird auf diese Weise eine gute Homogenisierung des magnetischen Längsfeldes erreicht. Außerdem tritt mit zunehmendem Abstand von den Polen die Normalkomponente Hy stark zurück. Für einen Bereich 44, der dem Bereich 24 in der Größe entspricht, soll die Aufteilung in Normal- und Längskomponente näher betrachtet werden. Bereich 44 erstreckt sich beiderseits einer Mantellinie 46, die sich genau auf der Mitte zwischen den beiden Magnetjochen 32 befindet. Die Länge L des Bereiches 44 beträgt etwa 70 % der Strecke zwischen den beiden Polen 36,38 eines Magnetjoches 32. Figur 2b zeigt den Verlauf der Größe von Normal- und Längskomponente des Magnetfeldes H über die Längskoordinate z. Es erweist sich, daß die Schwankungsbreite s der Längskomponente Hz innerhalb der Strecke L kleiner als + 10 % eines mittleren Höchstwertes bleibt. Das bedeutet für die Streuflußabtastung des Bereiches 44 eine hinlänglich gute Reproduzierbarkeit der zu erwartenden Prüfergebnisse. In Figure 2a, an arrangement with two magnet yokes 32 is the above the type described, the poles 36,38 are aligned the same and the Face the surface of the tube 10 at locations that are diametrically opposed. The magnet yokes 32, like the magnet yoke 12, have a U-shaped core 34, a winding 40 and pole faces 37, 39, from which field lines 42 emerge. Due to the symmetrical The field lines 42 of the two also run in the position of the magnet yokes 32 in relation to the pipe 10 Magnetic yokes completely symmetrical to each other. Disassembled one the Field lines in a longitudinal component Hz and a transverse component Hq add up the longitudinal components Hz1 and Hz2 originating from the two magnet yokes, while the transverse components originating in each case from the two magnet yokes Hql and Hq2 cancel each other out. In the areas between the two magnet yokes 32 a good homogenization of the longitudinal magnetic field is achieved in this way. In addition, the normal component Hy occurs strongly with increasing distance from the poles return. For an area 44, which corresponds to the area 24 in size, the Division into normal and longitudinal components are considered more closely. Area 44 extends on both sides of a surface line 46, which is exactly in the middle between the two magnet yokes 32 is located. The length L of the area 44 is about 70% the distance between the two poles 36,38 of a magnetic yoke 32. Figure 2b shows the course of the size of the normal and longitudinal components of the magnetic field H over the Longitudinal coordinate z. It turns out that the fluctuation range s of the longitudinal component Hz within the distance L remains less than + 10% of a mean maximum value. This means a sufficiently good reproducibility for the leakage flux scanning of the area 44 the expected test results.

Die Höhe der Normal komponenten Hy liegt auch im ungünstigsten Fall noch bei etwa 1/10 der Höhe der Längskomponente Hz. Im Vergleich zur Anordnung von Figur 1 kann so das Verhältnis von Längskomponente Hz zur Normalkomponente Hy um etwa den Faktor 50 verbessert werden. Damit läßt sich eine starke Reduzierung des Störpegels und eine entsprechende Anhebung des Nutz/Störabstandes erzielen.The level of the normal components Hy is also in the worst case still at about 1/10 the height of the longitudinal component Hz. Compared to the arrangement of FIG. 1 shows the ratio of the longitudinal component Hz to the normal component Hy um can be improved by a factor of about 50. This allows a strong reduction in the Achieve interference level and a corresponding increase in the useful / signal-to-noise ratio.

In Figur 3 ist in stark vereinfachter, perspektivischer Darstellung eine Anordnung zum Prüfen des Rohres 10 wiedergegeben. Das Rohr 10 ruht auf Rollen 50, die von einer Antriebseinrichtung zur Rotation in Richtung der Pfeile 52 angetrieben werden und dem Rohr 10 eine Umdrehung in Richtung von Pfeil 54 verleihen. In einem Montagerahmen 56 ist eine Magnetisierungseinrichtung 58 und eine Abtasteinrichtung 60 eingebaut. In Figure 3 is a greatly simplified, perspective illustration an arrangement for testing the pipe 10 is reproduced. The tube 10 rests on rollers 50, which are driven by a drive device for rotation in the direction of arrows 52 and give tube 10 one turn in the direction of arrow 54. In one Mounting frame 56 is a magnetizing device 58 and a scanning device 60 installed.

Der Montagerahmen 56 besitzt eine Deckplatte 57. Er kann von nicht dargestellten Mitteln in Richtung von Pfeil 62 längs des Rohres 10 geführt und angetrieben werden. Dabei kann sich der Montagerahmen 56 mit Hilfe von an ihm angebrachten Stützrollen 64 auf die Oberfläche des Rohres 10 abstützen. Weiterhin sind Mittel vorgesehen mit deren Hilfe man den Montagerahmen 56 gänzlich von der Oberfläche des Rohres 10 abheben kann, um das geprüfte Rohr 10 gegen ein neues zu prüfendes auszutauschen, ohne daß das Rohr in axialer Richtung bewegt werden muß.The mounting frame 56 has a cover plate 57. He can not from Means shown guided in the direction of arrow 62 along the tube 10 and driven will. The mounting frame 56 can be moved with the aid of support rollers attached to it 64 on the surface of the tube 10. Funds are also provided with the help of which one removes the mounting frame 56 entirely from the surface of the pipe 10 can take off to exchange the tested pipe 10 for a new one to be tested, without the tube having to be moved in the axial direction.

Die Magnetisierungseinrichtung 58 besteht aus zwei Magnetjochen 32, die im wesentlichen gemäß Figur 2a aufgebaut sind, mit einer Magnetisierungswicklung 40, zugehörigen Anschlußdrähten 41, einem Kern 34 und Polen 36, 38. An den letzteren sind austauschbare Pol schuhe 35 angebracht, deren Polflächen 37,39 an die Krümmung der Rohroberfläche angepaßt sind. Die Magnetjoche 32 sind in Richtung von Pfeil 66 beweglich ausgeführt. Sie werden durch Federkraft oder dgl. an die Rohroberfläche angedrückt. Dabei stützen sie sich mit am Kern 34 befestigten Rollen 68 gegen die Rohroberfläche ab, um einen vorgegebenen Abstand zwischen der letzteren und den Polflächen einzuhalten. Beim Abheben des Montagerahmens 56 von der Rohroberfläche lassen sich die Magnetjoche 32 in eine rückwärtige Stellung führen.The magnetization device 58 consists of two magnet yokes 32, which are constructed essentially in accordance with FIG. 2a, with a magnetizing winding 40, associated connecting wires 41, a core 34 and poles 36, 38. On the latter Interchangeable pole shoes 35 are attached, the pole faces 37,39 of which on the curvature are adapted to the pipe surface. The magnet yokes 32 are in the direction of the arrow 66 executed movable. They are attached to the pipe surface by spring force or the like pressed on. In doing so, they are supported against the rollers 68 attached to the core 34 Pipe surface from a predetermined distance between the latter and the Observe pole faces. When lifting the mounting frame 56 from the pipe surface the magnet yokes 32 can be guided into a rearward position.

Die Abtasteinrichtung 60 setzt sich zusammen aus einer Abtastscheibe 70 mit drei auf einer Kreislinie 72 angeordneten magnetischen Streuflußsonden 74, aus einem Antriebsmotor 76 und aus einer Motor 76 und Scheibe 70 verbindenden Welle 78, über die die Scheibe 70 zur Rotation in Richtung von Pfeil 71 angetrieben wird. Die Sonden 74 sind über Rotierübertrager oder Schleifringe und ein Anschlußkabel (nicht sichtbar) mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden. In bekannter Weise werden die Sonden 74 so umgeschaltet, daß jeweils immer nur die Sonde an die Auswerteeinheit angeschlossen ist, die gerade den Bereich 44 der Rohroberfläche gemäß Figur 2a abtastet.The scanning device 60 is composed of a scanning disk 70 with three magnetic leakage flux probes 74 arranged on a circular line 72, from a drive motor 76 and from a motor 76 and disk 70 connecting shaft 78, via which the disk 70 is driven to rotate in the direction of arrow 71. The probes 74 are via rotary transmitters or slip rings and a connecting cable (not visible) connected to an electronic evaluation unit. In well-known Way, the probes 74 are switched so that only the probe to the Evaluation unit is connected, which is just the area 44 of the pipe surface scans according to Figure 2a.

Zu diesem Zweck ist an einem der rotierenden Teile ein Winkelgeber angebracht, mit dessen Hilfe bei jedem vollen Umlauf der Scheibe und bei bestimmten Bruchteilen eines Umlaufes elektrische Impulse abgeleitet werden, die zur Steuerung der Umschaltung dienen.For this purpose there is an angle encoder on one of the rotating parts attached, with the help of each full revolution of the disc and with certain Fractions of a cycle electrical impulses are derived, which are used for control serve to switch over.

Durch die Rotationsbewegung des Rohres 10 und die Translationsbewegung des Montagerahmens 56, in den die Abtasteinrichtung 60 eingebaut ist, ergibt sich die gewünschte schraubenförmige Relativbewegung zwischen der letzteren und dem Rohr 10. Stellt man durch entsprechende Wahl der Antriebsgeschwindigkeiten die Steigung der schraubenförmigen Bewegung so ein, daß sie der Länge L des Abtastbereiches 44 entspricht, so erzielt man eine vollständige Abtastung der Rohroberfläche durch die Sonden 74. Der Abtastweg der Sonden liegt dabei zwar auf einer Kreisbahn. Da jedoch nur ein kleiner Teil des Kreises 72 für die Abtastung ausgenützt wird, weicht der in den Abtastbereich 44 fallende Abtastweg nicht sehr weit vom Verlauf einer Geraden ab. By the rotational movement of the tube 10 and the translational movement of the mounting frame 56, in which the scanning device 60 is installed, results the desired helical relative movement between the latter and the tube 10. If you set the slope by selecting the appropriate drive speeds the helical movement so that they correspond to the length L of the scanning area 44 corresponds, a complete scanning of the pipe surface is achieved the probes 74. The scanning path of the probes lies on a circular path. There however, only a small part of the circle 72 is used for the scanning, gives way the scanning path falling in the scanning area 44 is not very far from the course of a Straight down.

Figur 4 zeigt in Vorderansicht eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Ein bügelförmiger Montagerahmen 80, der sich mit Hilfe von Stützrollen 82 auf die Oberfläche des Rohres 10 abstützt, trägt eine Ma(Jnetisierungseinrichtung 84 und eine Abtasteinrichtung 86. FIG. 4 shows another possible embodiment in a front view the invention. A bracket-shaped mounting frame 80, which is with the help of support rollers 82 is supported on the surface of the tube 10, carries a Ma (Jnetisierungseinrichtung 84 and a scanning device 86.

Die Magnetisierungseinrichtung 84 besteht wiederum aus zwei Magnetjochen 32, die an schrägen seitlichen Gliedem 88 des Montagerahmens 80 befestigt sind. Die Pole 36,38 der Magnetjoche 32 sind dadurch nur auf eine Hälfte der Rohroberfläche gerichtet, in der sich auch der jeweils zu prüfende Bereich befindet, normalerweise also die obere Hälfte. Die Lage der Magnetjoche 32 zum Rohr 10 ist in Richtung der Pfeile 90 verstellbar. Wie zuvor beschrieben, sind austauschbare Pol schuhe 35 vorgesehen. Auch sonst entsprechen die Magnetjoche 32 den zuvor beschriebenen, sodaß eine erneute Beschreibung überflüssig ist.The magnetization device 84 in turn consists of two magnet yokes 32 attached to inclined side members 88 of the mounting frame 80. The poles 36,38 of the magnet yokes 32 are only on one half of the pipe surface in which the area to be tested is located, usually so the upper half. The position of the magnet yokes 32 to the tube 10 is in the direction of Arrows 90 adjustable. As previously described, replaceable pole shoes 35 are provided. Otherwise, the magnet yokes 32 correspond to those previously described, so that a new one Description is redundant.

Bei der Abtasteinrichtung 86 kann es sich im vorliegenden Fall um einen mechanischen Schwinger handeln, der eine lineare oszillierende Bewegung senkrecht zur Zeichenebene herstellt und auf einen Sondenbalken 87 überträgt, auf dem eine Anzahl von Sonden angeordnet sind. Es ist auch ein Sondenbalken 87 denkbar mit einer größeren Anzahl hintereinander angeordneten Sonden, z.B. Hallsonden, die in schneller Folge elektronisch abgefragt werden, so daß eine mechanische Abtastbewegung entfällt. In the present case, the scanning device 86 can be act as a mechanical oscillator, which has a linear oscillating motion perpendicular to it to the plane of the drawing and transfers it to a probe bar 87, on which one Number of probes are arranged. A probe bar 87 is also conceivable with a larger number of probes arranged one behind the other, e.g. Hall probes, which in faster Sequence can be queried electronically, so that a mechanical scanning movement is not required.

Durch das Zusammenrücken der beiden Magnetjoche 32 auf die obere Rohrhälfte wird ein einfacheres Abheben des Montagerahmens 80 von Rohr 10 möglich, ohne daß dazu ein Auseinanderfahren der beiden Magnetjoche 32 erforderlich wird. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung geht aus Figur 5 hervor. Hier ist nochmals das Längs- feld Hz in einem Bereich entlang der mittleren Mantellinie zwischen den beiden Magnetjochen 32 über der Längskoordinate z aufgetragen. Man sieht, daß eine Verbess-erung der Konstanz des Längsfeldes stattgefunden hat. Die Schwankungsbreite S innerhalb der Länge L des Abtastbereiches liegt jetzt nur noch bei etwa + 4 %. Durch weiteres Zusammenrücken beider Joche kann die Konstanz des Längsfeldes Hz noch mehr verbessert werden. Allerdings soll im -Interesse eines besonders niedrigen Anteils der Normalkomponente Hy der Winkel II eines von Bedeckung durch Magnetpole freien Zwickels zwischen den Magnetjochen nicht kleiner als 300 werden. By moving the two magnet yokes 32 together on the upper one Half of the pipe, easier lifting of the mounting frame 80 from the pipe 10 is possible, without it being necessary to move the two magnet yokes 32 apart for this purpose. Another advantage of this arrangement can be seen from FIG. Here is again the longitudinal field Hz in a range along the central surface line plotted between the two magnet yokes 32 over the longitudinal coordinate z. Man sees that there has been an improvement in the constancy of the longitudinal field. the The fluctuation range S within the length L of the scanning area is now only at about + 4%. By moving both yokes closer together, the constancy of the Longitudinal field Hz can be improved even more. However, in the interests of one particularly low proportion of the normal component Hy the angle II one of coverage due to the magnetic pole-free gusset between the magnetic yokes not smaller than 300 will.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist durch die Magnetisierungsanordnung 92 gemäß Figur 6 geboten, die eine Vorderansicht in axialer Richtung wiedergibt. Hier werden zwei Magnetjoche 94 eingesetzt, die wie die bisher beschriebenen einen U-förmigen Kern 96 besitzen, auf dessen mittleren Schenkel zwischen Polen 98 eine Magnetisierungswicklung 100 angeordnet ist. Wie in der Anordnung nach Figur 4 sind die Pole 98 nur auf eine Hälfte der Rohroberfläche gerichtet, nämlich die, in der sich auch der jeweils zu prüfende Bereich befindet, normalerweise also die obere Hälfte. Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Magnetjochen 32 knicken die Pole 98 aus ihrer ursprünglichen Richtung ab. Im weiteren Verlauf liegen die Mittelebenen 99 der abknickenden Pole 98 in einer für beide Magnetjoche 94 gemeinsamen, des Rohr 10 symmetrisch zum Prüfbereich schneidenden Ebene. Für die vorgesehenen auswechselbaren Pol schuhe 102 ergibt sich dabei eine unsymmetrsiche spitze Form. Ein Nachstellen der Magnetjoche 94 bei Anderungen der Abmessungen des Rohres 10 kann parallel zu den Mittelebenen 99 in Richtung der Pfeile 104 erfolgen, wenn dies nicht bereits durch Auswechseln der Pol schuhe 102 möglich ist. Es emp- fiehlt sich auch hier, den Winkel & nicht kleiner als 30° zu machen. Bei der Anordnung nach Figur 6 ist ähnlich wie bei der nach Figur 4 ein Abheben der Magnetjoche 94 ohne ein Auseinanderfahren derselben möglich. Another possible embodiment of the invention is through the magnetization arrangement 92 according to FIG. 6, which shows a front view in the axial direction. Two magnet yokes 94 are used here, like the one previously described Have U-shaped core 96, on the middle leg between poles 98 a Magnetizing winding 100 is arranged. As in the arrangement of Figure 4 are the poles 98 directed only to one half of the pipe surface, namely the one in which the area to be tested is also located, usually the upper one Half. In contrast to the magnetic yokes 32 described so far, the poles bend 98 from its original direction. In the further course are the central planes 99 of the kinking poles 98 in a tube that is common to both magnet yokes 94 10 plane that is symmetrical to the plane that cuts the test area. For the intended interchangeable Pole shoes 102 result in an asymmetrical, pointed shape. A readjustment the magnet yokes 94 with changes in the dimensions of the tube 10 can be parallel to the central planes 99 take place in the direction of the arrows 104, if this has not already been done by replacing the pole shoes 102 is possible. It is recommended lacks here, too, not to make the angle & less than 30 °. In the arrangement According to FIG. 6, similar to that according to FIG. 4, the magnet yokes 94 are lifted off possible without moving them apart.

Oberhalb einer Ebene, die von der Oberseite der abknikkenden Pole 98 gebildet wird, ergibt sich ein Freiraum für die Unterbringung einer umfangreichen Abtasteinrichtung, in den das Rohr 10 hineinragt und der seitlich unbegrenzt ist.Above a level by the top of the kinking pole 98 is formed, there is space for the accommodation of an extensive Scanning device into which the tube 10 protrudes and which is laterally unlimited.

Das in Figur 6 beschriebene Prinzip der abknickenden Pole kann auch in umgekehrter Weise angewandt werden, wenn nämlich der Raum zwischen den beiden Magnetwicklungen 100 für die Unterbringung der Abtasteinrichtung ausreichend ist, und wenn andererseits unterhalb der Magnetjoche 94 ein Freiraum gewünscht wird. In diesem Falle sind die Pole 98 schräg oder senkrecht nach unten gerichtet und knicken in Richtung auf die Rohroberfläche ab, um wiederum mit ihren Mittelebenen 99 in eine gemeinsame horizontale Ebene zu münden. Die Unterseiten der abknickenden Pole 98 bilden dann eine Ebene, unterhalb deren sich der gewünschte Freiraum befindet.The principle of the kinking poles described in FIG. 6 can also be used can be applied in the opposite way, namely when the space between the two Magnet windings 100 are sufficient to accommodate the scanning device, and if, on the other hand, clearance is desired below the magnet yokes 94. In this case, the poles 98 are directed obliquely or vertically downwards and bend in the direction of the pipe surface from in order to turn with their mid-planes 99 flow into a common horizontal plane. The undersides of the kinking Poles 98 then form a plane below which the desired free space is located.

Auf diese Weise gelingt es, den Weg der Abhebung der Magnetisierungs- und Abtasteinrichtung von der Rohroberfläche, der zum seitwärts gerichteten Be- und Entladen der Prüfanlage mit Rohren notwendig ist, so klein wie möglich zu halten.In this way it is possible to break the path of the lifting of the magnetization and scanning device from the pipe surface, which is directed to the side and unloading the test rig with pipes is necessary to keep as small as possible.

Claims

Arrangement for testing a ferromagnetic tube for errors Patent claims X Arrangement for testing a ferromagnetic tube - for errors, with a magnetic yoke for magnetizing one extending along a surface line of the pipe Area by a magnetic flux aligned essentially parallel to the surface line, consisting of a core made of ferromagnetic material, both poles of which point to the Surface of the pipe directed and on a parallel to the surface line Line, and from a magnetization winding wound around the core, with a scanning device for scanning the magnetized area by a or several magnetic leakage flux probes and with a device for generating a helical relative movement between the magnetic yoke and the scanning device on the one hand and the pipe on the other hand, characterized in that on the two opposite sides of the to be scanned by the magnetic leakage flux probes (74) magnetized area (44) and symmetrical to said surface line (46) of the Tube (10) each has a magnetic yoke (32; 94) of the type mentioned is attached.

2) Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one Angular range encompassing 30 ° of the circumference of the pipe, in the middle of which is that of the stray flux probes (74) to be scanned magnetized area (44) is covered by opposite Pole (36,38; 98) remains free.

3) Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the Magnet yokes (32,94) are arranged such that the opposite poles £ 36.38; 98) covered parts of the surface of the tube (10) completely in a symmetrical manner on both sides of the above

magnetized area (44) extending half of the pipe circumference fall.

4) Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the Poles (36,38; 98) of the two magnet yokes (32; 94) for adaptation to different ones Wear exchangeable pole shoes (35; 102) for the pipe diameter.

5) Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the two magnet yokes (32; 94) can be placed against the surface of the tube (10) are.

6) Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the two magnet yokes (32; 94) are supported on the surface of the tube (10).

7) Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the two magnetic yokes (32; 94) and the scanning unit (60; 86) in a common Carrier unit (56; 80) are installed, which can be lifted off the tube (10).

8) Arrangement according to claim 7, characterized in that the carrier unit (56; 80) is supported on the tube (10).

9) Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the two magnet yokes (94) have kinked pole ends (98), their central planes (99) coincide.

10) Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the two magnet yokes (32) have straight poles (36) whose The middle planes are at an angle to one another.