DE3629066A1 - Vorrichtung und verfahren zur inspektion rohrfoermiger gegenstaende - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion rohrförmiger Gegenstände. Dabei geht es im besonderen um die Ermittlung von möglichen Schäden an oder im Bereich der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers.

Es ist gängige Praxis in der Öl- und Gasindustrie, Rohre, die für eine Bohrung eingesetzt werden, zerstörungsfrei zu unter­ suchen. Bei derartigen Rohren auftretende Schäden können zu Verzögerungen bei der Bohrung, Produktionsverlusten, Umwelt­ schäden, sowie zur Beschädigung von Bohrausrüstungen führen.

Es gibt zwei hauptsächliche Verfahren, Rohre, die für die Öl- und Gasförderung eingesetzt werden, zerstörungsfrei zu unter­ suchen. Das üblichste Verfahren ist das Magnetpartikelverfahren, bei welchem die Wandung des rohrförmigen Körpers, also typi­ scherweise eines Rohres, magnetisiert wird, oder in ein Rest­ magnetfeld eingebracht wird, worauf staubfeine Partikel aus Eisen oder Eisenoxyd auf einen Teil der Wandung aufgebracht werden. Das Muster der Partikel zeigt an, ob sich dort irgend­ welche Schäden in der Wandung befinden. Obwohl dieses Ver­ fahren sich oftmals für die Inspektion der äußeren Rohrober­ fläche oder auch im Bereich der Rohrenden für die innere Rohr­ oberfläche eignet, erweist es sich als ungeeignet, zur In­ spektion der Innenfläche des Rohres über die gesamte Länge. Dies liegt daran, daß das Magnetpartikelinspektionsverfahren den unmittelbaren Zugang an die zu untersuchende Fläche er­ forderlich macht, sowohl für das Aufstauben der Eisenpartikel auf das Rohr, wie auch für die visuelle Inspektion des Rohres zur Anzeige der Schäden.

Ein zweites Verfahren zur zerstörungsfreien Inspektion von Rohren ist eine Technik unter Verwendung des elektromagnetischen Flusses. Üblicherweise wird dieses Verfahren eingesetzt, in­ dem man eine Vorrichtung verwendet, bei welcher die Magneti­ sierungseinrichtung und die Vorrichtung zur Aufnahme des Magnetflusses außen an dem Rohr angeordnet sind. Diese Vor­ richtung wird in die Nähe der äußeren Oberfläche des Rohres gebracht und dann an der äußeren Oberfläche zum Zwecke der In­ spektion entlanggeschoben: Die Signale, die sich von der Auf­ nahmeeinrichtung für den Magnetstrom ergeben, werden im all­ gemeinen in analoger Form angezeigt, wie etwa auf einem Streifenaufzeichnungsgerät. Eine solche Vorrichtung ist bei­ spielsweise in der US-PS 45 10 447 (M.C. Moyer et al.) be­ schrieben. Diese Vorrichtung besitzt eine geringere Empfind­ lichkeit gegenüber Schäden auf der inneren Oberfläche des Rohres gegenüber Schäden, die sich auf der äußeren Oberfläche befinden. Dies gilt im besonderen für dickwandige Rohre.

Verschiedene andere Vorrichtungen sind vorgeschlagen worden zur Ermittlung von Schäden auf der inneren Rohroberfläche. Eine solche Vorrichtung wird in der US-PS 23 08 149 (Drummond et al.) beschrieben. Drummond beschreibt einen Detektor zur Er­ mittlung von Rohrschäden mit einem Antriebsmotor, der von Schienen geführt wird. An dem Motor befindet sich eine lange Welle, an deren Ende sich ein einzelner Sensorkern und eine einzelne Spule befindet, die zur Ermittlung der Schäden einge­ setzt werden. Für den Inspektionsvorgang wird ein Strom an das Rohr angelegt, um ein geschlossenes Magnetfeld zu erzeugen. Der Antriebsmotor wird erregt und dreht die hieran angeordnete Welle sowie den damit verbundenen Kern und die Spule. Der Motor wird dann auf der Schiene vorgezogen, so daß die Magnetauf­ nahmevorrichtung in das zu untersuchende Rohr hineingeführt wird. Wenn ein Schaden in dem Rohr vorliegt, wird ein elektri­ scher Strom in der einzigen Spule der Aufnahmevorrichtung erzeugt und dann auf einer Einrichtung, wie etwa einem Oszilloskop,angezeigt.

Die Drummond-Vorrichtung besitzt eine Reihe von Nachteilen. Der für die Drehung der Vorrichtung eingesetzte Motor ist oft zu groß, als daß er in das zu inspizierende Rohr einge­ führt werden könnte. Somit muß die sich drehende Antriebs­ welle häufig so lang wie das zu untersuchende Rohr sein, so daß ein sehr starker Motor vorgesehen werden muß, der die gesamte Vorrichtung durch die ganze Länge des Rohres hindurch­ schiebt. Die zur Ermittlung des Magnetflusses eingesetzte Spule zeigt allgemein an, daß ein Schaden vorliegt, wobei jedoch keine weitere Information wiedergegeben wird. Somit ergeben sich keine Details hinsichtlich der genauen Stelle, sei es axial oder auf den Umfang bezogen, oder im Hinblick auf die Größe des Schadens, so daß eine manuelle Inspektion und eine Reparatur schwierig abzuschätzen ist. Darüber hinaus beschreibt Drummond auch keine Möglichkeit für eine Anpassung der Vorrichtung an Rohre unterschiedlicher Größe.

Andere Vorrichtungen zur Bestimmung von Schäden, die sich im Bereich der inneren Oberfläche von Rohren befinden, werden in der US-PS 42 17 548 vom 12. August 1980 (Furukawa et al.) und der US-PS 42 58 318 (Furukawa et al.) beschrieben. Furukawa beschreibt eine Vorrichtung zur magnetischen Ermittlung von Schäden an der inneren Oberfläche von Rohren mit einer Magneti­ sierungseinrichtung, die außen an dem zu inspizierenden Rohr gehalten ist und eine Aufnahmeeinrichtung, die von einer Stütz­ stange gehalten ist, welche in das Innere des Rohres einge­ führt wird. Da weder die Magnetisierungseinrichtung noch die Aufnahmeeinrichtung drehbar ist, muß bei dem von Furukawa be­ schriebenen Gerät das Rohr während der Inspektion gedreht werden. Da die in den beiden Furukawa-Patenten beschriebene Vorrichtung die Rohre vom Rohräußeren magnetisiert, kann eine entsprechende Magnetisierung der inneren Oberfläche des Rohres nicht sicher­ gestellt werden. Dies trifft im besonderen für dickwandige Rohre zu. Das Rohr muß gedreht werden, wodurch eine er­ hebliche Kraftaufwendung erforderlich ist, während ander­ erseits hierdurch auch Vibrationen auftreten können. Darüber hinaus beschreibt keines der Furukawa-Patente eine Ein­ richtung zur Bestimmung der Axialposition oder der Umfangs­ stelle bzw. der Größe des Schadens. Auch hier ist wiederum eine manuelle lnspektion und eine Reparatur logistisch schwer durchführbar.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aufgezeigten Nacht­ teile, die Vorrichtung und das Verfahren der eingangs ge­ nannten Art so auszugestalten, daß Schäden, die an oder im Bereich der inneren Oberfläche eines rohrförmigen Körpers, wie etwa eines Rohres, auftreten können, hinsichtlich ihrer axialen Lage und ihrer Umfangsposition bestimmt werden können. Dabei sollen gleichzeitig auch Informationen hinsichtlich der Schadens­ größe zur Verfügung gestellt werden, um die Möglichkeit und den Aufwand einer Reparatur abschätzen zu können.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der im Kennzeichen des Haupt­ anspruches bzw. des Hauptverfahrensanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Die Vorrichtung umfaßt einen Inspektionskopf, der eine solche Größe besitzt, daß er in die Bohrung des rohrförmigen Körpers einsetzbar ist, eine Azimuthkodiereinrichtung zur Bestimmung der Umfangsposition des Inspektionskopfes, eine Längskodier­ einrichtung zur Bestimmung der Position des Inspektionskopfes in Beziehung auf die Längsachse des rohrförmigen Körpers, einen Motor für die Längsbewegung, um den Inspektionskopf in beiden Richtungen entlang der Längsachse des rohrförmigen Körpers zu führen, sowie jeweils elektrische Anschlüsse, so daß alle Daten einem Steuerdatensammelsystem zugeführt werden können, das in der Lage ist, die Signale aufzunehmen und zu verarbeiten. Der Inspektionskopf umfaßt einen Elektromagneten sowie einen Magnetflußsensor, die mittels eines ebenfalls vor­ gesehenen Rotationsmotors drehbar sind.

Die kombinierte Längs- und Rotationsbewegung des Inspektions­ kopfes gestattet die Führung des Elektromagneten und der Magnetflußsensoren entlang einer schraubenförmigen Bahn inner­ halb des rohrförmigen Körpers, so daß Schäden über im wesent­ lichen die gesamte innere Oberfläche des rohrförmigen Körpers bestimmt werden können. Die spezielle Position der Schäden kann bestimmt werden über die Verarbeitung der Signale, die von der Azimuthkodiereinrichtung und der Längskodiereinrichtung aufge­ nommen werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Inspektionskopf in den rohrförmigen Körper eingeführt. Der Inspektionskopf kann an verschiedene Innendurchmesser von Rohren angepaßt werden. Der Rotationsmotor treibt den Teil des Inspektionskopfes an, der den Elektromagneten und die Magnetflußsensoren umfaßt, während ein Magnetfluß durch einen Elektromagnet erzeugt wird und der Magnetfluß durch die Magnetflußsensoren aufgenommen wird. Gleich­ zeitig erzeugt die Azimuthkodiereinrichtung ein Signal hin­ sichtlich der Umfangsposition des Inspektionskopfes in dem rohr­ förmigen Körper, und die Längskodiereinrichtung erzeugt ein Signal in bezug auf die Position des Inspektionskopfes, relativ zur Längsachse des rohrförmigen Körpers. Alle Daten können dann zur Verarbeitung einem Steuerdatensammelsystem zugeführt werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Inspektions­ vorrichtung gemäß der Erfindung, beim Ein­ tritt in den rohrförmigen Körper,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1, unter Darstellung einer be­ vorzugten Ausführungsform der Inspektions­ vorrichtung, wobei der Elektromagnet und das Magnetflußsensorsystem unabhängig radial, in bezug auf die innere Oberfläche des rohrförmigen Körpers drehbar sind,

Fig. 3 eine ebene Darstellung der Schleifen einer typischen Sensorspulenanordnung,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Schleifen einer typischen Sensorspulenanordnung,

Fig. 5 die Draufsicht auf eine andere Ausführungsform auf zwei Schleifen einer typischen Sensorspulen­ anordnung,

Fig. 6 die Seitenansicht der Sensorspulenanordnung gemäß Fig. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungs­ form der Inspektionsvorrichtung gemäß der Er­ findung, mit einer Feder/Kolbenhebelanordnung, zur radialen Verschiebung des Elektromagneten und Magnetflußsensors, exzentrisch gegen einen kleinen Bereich der Rohrbohrung,

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Inspektionsvorrichtung entlang der Schnittlinie 8-8 der Fig. 7,

Fig. 9 ein Blockdiagramm der elektromechanischen Baugruppen der Rohrinspektionsvorrichtung gemäß der Erfindung, unter Darstellung der Einzelvorgänge bei der Ausführung der Erfindung und

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung der Rohr­ inspektionsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Gestell, auf welchem eine Mehrzahl von Rohren angeordnet sind, unter Erläuterung der Art und Weise, in welcher die Inspektion in der Praxis durchgeführt wird.

Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung dienen der Bestimmung von Schäden an oder im Bereich der inneren Oberfläche eines rohrförmigen Körpers, wie etwa eines Rohres. Im einzelnen umfaßt die Vorrichtung einen Inspektionskopf, der entlang einer schraubenförmigen Bahn geführt wird, während Bereiche der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers magnetisiert werden und der Magnetfluß aufgenommen wird, unter Beeinflussung im wesentlichen aller vorhandenen Rohrschäden. Die Erfindung kann ein Computer- System umfassen, mittels welchem die Daten gespeichert, analy­ siert und angezeigt werden, unter gleichzeitiger Steuerung der anderen Funktionen der Vorrichtung. Auf diese Weise kann die Stelle und das Ausmaß der Schäden an oder in der Nähe der inneren Oberfläche eines rohrförmigen Körpers genau bestimmt und aufge­ zeichnet werden.

Die Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Rohrinspektionsvorrichtung dar, während sie in die Bohrung des rohrförmigen Körpers 13 hineingeschoben wird. Der Inspektions­ kopf 17 beginnt an einem Kreuzgelenk 9. Eine Schubstange 10 ist an dem Inspektionskopf 17 über das Kreuzgelenk 9 gehalten und schiebt den Inspektionskopf 17 in Längsrichtung durch den rohrförmigen Körper 13. Die Schubstange 10 trägt Positions­ markierungen, die mittels mindestens eines Längspositions­ sensors 15 überwacht werden können, der an eine Längskodier­ einrichtung 11 angeschlossen ist, die angrenzend an die Schub­ stange angeordnet ist, um die Position des Inspektionskopfes 17, in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Körpers 13 zu bestimmen. Ein Motor für die Längsbewegung (in Fig. 1 nicht dargestellt) treibt Reibantriebsräder 12 an, die es ermöglichen, daß die Schubstange 10 den Inspektionskopf 17 durch die Bohrung des rohrförmigen Körpers 13 schiebt. Der Inspektionskopf 17 umfaßt einen Elektromagneten 20, der den rohrförmigen Körper 13 entlang seines Umfanges magnetisiert, während sich der In­ spektionskopf 17 entlang einer schraubenförmigen Bahn dreht. Mindestens ein Magnetflußsensor 3 liest den magnetischen Fluß, der durch irgendeinen Schaden erzeugt wird, ab, so daß dieser aus der Bohrung des rohrförmigen Körpers 13 bestimmbar ist. Eine Elektronikeinheit 18, die ebenfalls Teil des Inspektions­ kopfes 17 ist, verarbeitet die Signale, die von dem Magnetfluß­ sensor 3 aufgenommen worden sind. Die Welle 16 dreht den Teil des Inspektionskopfes 17, der den Elektromagneten 20, den Magnetflußsensor 3 sowie die Elektronikeinheit 18 enthält. Die Drehung der Welle 16 erfolgt mittels des Motors 8 über die Untersetzung 7. Die Rotationsgeschwindigkeit wird so ausgewählt, daß bei der Längsverschiebung des Inspektionskopfes 17 durch den rohrförmigen Körper 13 die Magnetisierungsschaltung und der Magnetflußsensor 3 einer schraubenförmigen Bahn folgen, die im wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des rohrförmigen Körpers 13 abdeckt.

Der Inspektionskopf 17 umfaßt weitere Einrichtungen. Ein Gleit­ ringsystem 4 überträgt die elektrische Energie sowie die Signale zum Elektromagneten 20, der Elektronikeinheit 18 sowie dem Magnetflußssensor 3 und von diesem weg. Ein Beschleunigungsmesser 22, der sich in der Nähe des Magnetflußsensors 3 befindet, wird eingesetzt, um Abweichungen von der erwarteten Umfangsbeschleuni­ gung des Magnetflußsensors 3 zu messen, die sonst unerwünschte Signale erzeugen würden. Diese Abweichungen können sich dadurch ergeben, daß der Magnetflußsensor 3 auf Widerstände oder Un­ regelmäßigkeiten an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers 13 stößt. Der Beschleunigungsmesser 22 erzeugt einen Signalausgang, der aufgenommen wird und zusammen mit dem Ma­ gnetfluß aufgezeichnet werden kann. Der Ausgang des Be­ schleunigungsmessers kann von einer menschlichen Bedienungs­ person registriert werden, oder mit Berechnungen verglichen werden, die von dem Datensammelsystem aufgestellt wurden, um zu bestimmen, ob unmaßgebliche Signale vorhanden sind, die keine Beachtung finden sollten. Eine Azimuthkodiereinrichtung 6 bestimmt die Umfangsposition der Welle 16 zu jeder Zeit während der Durchführung der Inspektion. Ein Bezugspendel 24 ist innerhalb der Azimuthkodiereinrichtung 6 aufgehängt, um einen Gravitationsbezugspunkt zur Verfügung zu stellen, der es ermöglicht, die Umfangsposition des sich drehenden Ab­ schnittes des Inspektionskopfes 17 zu jeder Zeit bestimmen zu können. Der Inspektionskopf 17 wird durch eine Mehrhebelein­ richtung mit einer durch einen pneumatischen Kolben betätigten Anordnung 5 zentriert, die an dem sich nicht drehenden Ab­ schnitt des Inspektionskopfes 17 montiert sind. Gummiräder 14 sind jeweils an der Anordnung 5 gehalten, um den Kontakt mit der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers 13 zu halten. Die Anordnungen 5 sind einstellbar, so daß der Inspektionskopf 17 in rohrförmigen Körpern unterschiedlicher Größe zentriert werden kann.

Im wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des rohrförmigen Körpers 13, mit Ausnahme einiger cm an jedem Ende, wird inspi­ ziert, ohne daß der rohrförmige Körper 13 gedreht oder ver­ schoben werden muß.

Die Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch den Inspektions­ kopf 17 dar, in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des rohrförmigen Körpers 13, entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1, unter Darstellung des Elektromagneten 20, sowie des Magnetflußsensors 3. Um den Inspektionsvorgang zu be­ ginnen, wird jeder der Anordnungen 5 Luftdruck zugeführt, um den Inspektionskopf 17 zu zentrieren, während dem Gleitring­ system 4 elektrische Energie zugeleitet wird, welche wiederum den Elektromagneten 20 vorzugsweise mit Gleichstrom versorgt. Der Strom tritt in die Spule 25 ein und induziert ein Magnet­ feld in dem Eisenkern 26 des Elektromagneten 20, wodurch wiederum ein Magnetfeld in dem rohrförmigen Körper 13 indu­ ziert wird. Im wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des rohrförmigen Körpers 13 wird magnetisiert, wobei sich die Magnetpole an den Stellen 28 und 30 befinden.

Ein nicht magnetischer Führungsschuh 32 befindet sich zwischen den Stellen 28 und 30, in welchem der Magnetflußsensor 3, der sich in einer Kunststoff-Matrix befindet, gehalten ist: Der Schuh 32 verhindert eine Abnutzung des Sensors 3. Der Schuh 32 trägt vorzugsweise eine dünne Schicht aus Chrom oder einem ähnlichen Metall, die auf einem weichen Lagermetall, wie Messing, aufgebracht ist. Ein Luftstrom wird durch kleine Löcher in den Führungsschuh 32 von dem (in Fig. 2 nicht dargestellten) Druckluftsystem ausgehend, über ein Drehgelenk (in Fig. 2 nicht dargestellt) geführt, um ein dünnes Luftkissen zu bilden, das die Reibung und Abnutzung vermindert.

Der Sensor 3 muß in einem geringen Abstand von dem rohrförmigen Körper 13 geführt werden, um die Signale in einer verläßlichen Weise aufzunehmen. Eine Feder-Kolbenhebelanordnung 35 ist an dem Führungsschuh 32 angeordnet, um das Abheben zu steuern, wie auch das Drehmoment zu vermindern. Die Feder/Kolbenhebelan­ ordnung 35 und der Luftkolben 29, verbunden mit einer konstanten Luftströmung, bewirken, daß der Elektromagnet 20 und der Führungsschuh 32 in einem vorbestimmten Abstand von dem rohrförmigen Körper 13 verbleiben. Rollen, wie die Rolle 38, bieten eine radiale Unterstützung für den sich drehenden Abschnitt des Inspektionskopfes 17.

Bei der Fig. 3 handelt es sich um eine Draufsicht auf den Sensor 3, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung. Die Fig. 4 ist eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Sensors. Das System besteht aus mindestens einer Gruppe von Kanälen mit jeweils einer um 45° ausgerichteten Sensorspule 42, sowie einer 0° Sensorspule 40. Die 45 Sensor­ spule 42 besteht aus zwei dreieckförmigen Wicklungen, die in Reihe angeschlossen und so ausgerichtet sind, daß die größte Empfindlichkeit gegenüber Schäden in einer Richtung von ± 45° zur Längsachse des rohrförmigen Körpers 13 liegt. Diese Aus­ bildung hat den Vorteil, daß Hintergrundgeräusche, die sich aus unmaßgeblichen Unregelmäßigkeiten des rohrförmigen Körpers 13 ergeben, ausgeschlossen werden. Wenn ein Schaden parallel zur Längsachse des rohrförmigen Körpers 13 liegt, nimmt eine der dreieckförmigen Wicklungen ein schwaches positives Signal auf, während die andere Wicklung ein schwaches negatives Signal aufnimmt. Somit heben sich die Signale gegeneinander auf, wenn der Schaden genau parallel zur Längsachse liegt.

Die 0°Sensorspule 40 ist dann auf die 45° Sensorspule 42 in einer "aufrechten" Spulenposition aufgelegt. Die 0° Sensor­ spule besitzt ihre größte Empfindlichkeit gegenüber Schäden, die parallel zur Längsachse des rohrförmigen Körpers 13 liegen. Die 0° Sensorspule 40 ermittelt exakt solche Schäden, die ihre Ausrichtung von parallel zur Längsachse bis ±22° zur Längsachse des rohrförmigen Körpers 13 besitzen. Die 45° Sensorspule 42 besitzt ihre größte Empfindlichkeit gegenüber Schäden, die im Bereich zwischen ± 22° bis ± 67° zur Längs­ achse liegen.

Die 0° Sensorspule 40 kann auch in der Ebene der 45° Spule 42 liegen, wie dies in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist: Diese Spulenposition wird auch als "Pfannkuchen"-Position bezeichnet. Die Fig. 5 gibt die Draufsicht und die Fig. 6 eine Seitenan­ sicht der Pfannkuchenspulenposition wieder. Die 0° Sensor­ spule 40 ist, wenn sie in dieser Ebene liegt, sehr empfind­ sam gegenüber Umfangsschäden. Darüber hinaus kann die Geo­ metrie der Sensorspule optimiert werden, um das Verhältnis von Signal zu Hintergrundgeräusch zu verbessern. Experimente haben ergeben, daß die erstrebenswerteste Breite der 0° Sensor­ spule im Bereich von 1,78 mm bis 3,18 mm liegt.

In allen Fällen nimmt die 0° Sensorspule 40 und in einem geringeren Ausmaß die 45° Sensorspule 42 Hintergrundgeräusche auf, die auf einen Magnetfluß zurückzuführen sind, der durch geringere Unregelmäßigkeiten verursacht wird, wie etwa durch die Oberflächenrauhigkeit. Ein elektronisches Filter 44, das innerhalb der Elektronikeinheit 18, gemäß Fig. 1, angeordnet ist, eliminiert einige dieser Hintergrundsignale. Der Rest wird durch das Steuerdatensammelsystem eliminiert, über die Einstellung eines gespeicherten Schwellenwertes, wie dies später noch im einzelnen beschrieben werden wird.

Wenn der rohrförmige Körper 13 magnetisiert wird, verlaufen die magnetischen Feldlinien im wesentlichen in Umfangsrichtung ent­ lang der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers 13. Wenn ein Schaden entlang dieser Oberfläche vorliegt, wie etwa der Schaden 27 gemäß Fig. 2, verlaufen die magnetischen Feldlinien im wesentlichen senkrecht oder radial zur inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers in diesem Punkt. Der Sensor 3 er­ zeugt ein Spannungssignal, das eine solche senkrecht oder radiale Komponente des Magnetfeldes in diesem Punkt anzeigt.

Eine andere Ausführungsform des Systems kann für die Inspektion solcher rohrförmiger Körper bevorzugt werden, die einen großen Innendurchmesser besitzen, wie beispielsweise einen solchen, der über 140 mm hinausgeht. Diese Ausführungsform soll nach­ folgend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben werden. Die Fig. 7 stellt einen Längsschnitt durch den Inspektionskopf der anderen Ausführungsform dar. Die Fig. 8 ist ein Querschnitt durch den Inspektionskopf gemäß Fig. 7, entlang der Schnitt­ linie 8-8 . Der Elektromagnet 20 umfaßt zwei elektrische Spu­ len 25 sowie einen Eisenkern 26. Ein magnetisches Feld wird dann zwischen den Polen 28 und 30 erzeugt. Das System gemäß dieser Ausführungsform arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise, wie dies im Zusammenhang mit der bereits diskutierten Ausführungsform beschrieben wurde. Es wird jedoch hier ledig­ lich die Oberfläche zwischen den Polen 28 und 30 magnetisiert. Der Sensor 3 nimmt die Schäden in der gleichen Weise auf. Eine einzige Feder/Kolbenhebelanordnung 35 ist erforderlich, da der Elektromagnet 20 und der Magnetflußsensor 3 miteinander verbunden sind. Außerdem wird eine Kolbenhebelanordnung 39 ein­ gesetzt, um den Elektromagneten 20 exzentrisch in der Nähe der Innenfläche der Bohrung zu positionieren. Die Kolben­ hebelanordnung 39 ist einstellbar um die Vorrichtung an eine Vielzahl von Rohrbohrungen anzupassen. So gelingt es beispiels­ weise durch die einfache Hebelanordnung, die Vorrichtung an Rohrinnendurchmesser anzupassen, die im Bereich zwischen 150 und 250 mm liegen.

Die Fig. 9 gibt ein Blockdiagramm der Rohrinspektionsvorrichtung gemäß der Erfindung wieder, während die Inspektion ausgeführt wird. Jeder Kanal des Sensorsystems 3 sendet seine Signale zu der elektronischen Schaltung innerhalb des Inspektionskopfes 17, die einen Vorverstärker 43 mit einem Filtersystem 44, einen Multiplexer 45, eine Impulscodemodulator ("PCM") Kodier­ einrichtung 46 sowie einen Linientreiber 47 umfaßt. Die Daten werden dem Vorverstärker 43 und dem Filtersystem 44 zugeführt, wo die Signale verstärkt und gefiltert werden, um dabei einen Teil des Hintergrundgeräusches zu eliminieren. Die Daten werden kodiert und digitalisiert mit Hilfe des Multiplexers 45 und der PCM-Kodiereinrichtung 46. Spannungssteuerschaltungen 69 erleichtern den Betrieb aller elektronischen Bestandteile. Die Daten werden durch einen Linientreiber 47, über die Gleitringanordnung 4, zu einer Steuerdatensammelkonsole 48 geschickt. Der Decommutator 49, vorzugsweise ein Intel Modell 7102, trennt die Daten, so daß die Daten von jedem Kanal in­ dividuell lesbar sind. Die Daten werden dann dem Zentralcom­ puter 50 zugeleitet, bei welchem es sich vorzugsweise um einen Hochgeschwindigkeitscomputer, wie etwa einen Intel SBC 86/05, handelt. Der Zentralcomputer 50 verarbeitet die Daten, die er von der PCM-Kodiereinrichtung 46 über den Decommutator 49 erhält. Die verarbeiteten Daten werden zum Systemschnitt­ stellencomputer 52 geleitet, bei welchem es sich vorzugsweise um einen Hewlett Packard Minicomputer HP-9915 handelt. Der Schnittstellencomputer 52 kann an einen Drucker 53, eine mag­ netische Speicherplatte 54 und/oder ein Aufzeichnungsgerät 55 angeschlossen sein, um den Ausgang in einer lesbaren Form zur Verfügung zu stellen. Der Schnittstellencomputer 52 ge­ stattet auch die Eingabe einer Bedienungsperson 56 über eine Eingabevorrichtung, wie etwa ein Tastenfeld 57. Der endgültige Ausgang kann in einer alphanumerischen Tabelle angezeigt werden, mit einem Schreibkopf oder als analoge Aufzeichnung auf einem Streifen. Algorithmen im Zentralcomputer 50 setzen die digita­ lisierten Signale um in eine reduzierte oder Summierte Form, durch die Berechnung der Spitzen-Spitzenspannung, der Signal­ frequenz sowie der Abschätzung der Schadenstiefe. Diese umge­ setzten Daten werden dann durch den Systemschnittstellencomputer 52 über die zuvor beschriebene Ausgangsauswahl angezeigt. Die Bedienungsperson 56 kann die gewünschte Ausgangsanzeige aus­ wählen.

Die Azimuthkodiereinrichtung 6 sendet die Daten hinsichtlich der Azimuthposition des Inspektionskopfes zum Zentralcomputer 50 über den Decoder 58. Die Längskodiereinrichtung 11 leitet ebefalls die Daten hinsichtlich der Position des Inspektions­ kopfes 17, in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Körpers 13 dem Zentralcomputer 50 zu.

Der Zentralcomputer 50 verwendet einen in seinem programmier­ baren Nur-Lese-Speicher (PROM) gespeicherten Algorithmus zusammen mit im RAM-Speicher vorgegebenen Parametern, um die Daten zu verarbeiten, die von dem Sensor 3 aufgenommen wurden. Wenn das Signal aufgenommen ist, wird dessen Wert mit einem gespeicherten Schwellenwert verglichen, wobei die programmier­ ten Werte ein höheres Niveau darstellen, als das zu erwartende Hintergrundgeräusch. Wenn beispielsweise die 45° Sensorspule 42 ein Signal aufnimmt, das den gespeicherten Schwellenwert für dieses Signal überschreitet, so wird dieses Signal zurück­ gehalten, zusammen mit dem gleichzeitig aufgenommenen Signal von der Azimuthkodiereinrichtung 6 und der Längskodierein­ richtung 11. Der Zentralcomputer 50 führt alle erforderlichen Berechnungen aus, und überführt diese über einen Kommuni­ kationskanal, wie etwa einen RS-232-C zum Systemschnitt­ stellencomputer 52.

Der Zentralcomputer 50 ist auch an die Motorsteuerung 60 ange­ schlossen, die ihre eigene getrennte zentrale Verarbeitungs­ einheit sowie einen Binärzähler enthält, über eine Schnittstelle in zwei Richtungen. Die Motorsteuerung 60 umfaßt ein manuelles Steuerpult mit Anzeige 61, eine Anzeige für die Längsposition, eine Anzeige für die Azimuthposition, eine Systemsteuerung für die elektronische logische Folge und einen Begrenzungsschalter.

Die Bedienungsperson 56 kann die Motorsteuerung 60 manuell über ein Tastschaltersystem bedienen, welches sich im Bereich eines Steuerpultes mit einer Anzeige 61 befindet. Der Zentral­ computer 50 kann selbsttätig den Betrieb steuern, unter Ein­ satz der Information, die im RAM-Speicher enthaIten ist. Das manuelle Steuerpult und die Anzeige 61 umfassen einen Mecha­ nismus, der die manuelle Steuerung der Funktionen, wie dem Betrieb des Elektromagneten, die Längsgeschwindigkeit, die Umdrehungsgeschwindigkeit, die Betätigung eines Ein/Aus­ schalters für den Elektromagneten 20, sowie eines Ein/Aus­ schalters für die Datensammlung gestattet.

Die Motorsteuerung 60 steuert mechanische Längs- und Rota­ tionstreiber 66, um die Längs- und die Drehgeschwindigkeit des Inspektionskopfes 17, wie auch die Längsrichtung auszu­ wählen. Die mechanischen Treiber sind in Kontakt mit der Schubstange 10 und der Welle 16. Informationen hinsichtlich der Längsposition des Inspektionskopfes 17 werden der Motor­ steuerung 60 über die Längskodiereinrichtung 11 zugeschickt, die sich in der Nähe der Schubstange 10 und der Azimuthkodier­ einrichtung 6 befindet. Die Längskodiereinrichtung 11 umfaßt zwei Wirbelstromsensoren, die in gleichem Abstand voneinander angeordnete Schlitze in der Schubstange 10 registrieren. Ein elektronisches Signal wird der Längenpositionszähl-und -anzeige­ einheit zugeleitet, die die Anzahl der Impulse zählt, die durch die Schlitze induziert wurden. Die Längskodiereinrichtung 11 wird eingesetzt, um Daten hinsichtlich der Position des In­ spektionskopfes 17 in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Körpers 13 zu übermitteln.

Die Azimuthkodiereinrichtung 6 umfaßt eine Gruppe optischer Sensoren, die Linien registrieren, welche auf einer Scheibe aufgebracht sind, die an der Welle 16 gehalten ist. Elektroni­ sche Impulse werden erzeugt und von dem Azimuthpositionszähler gezählt, während die Linien an den optischen Sensoren vorbei­ laufen. Ein Bezugspendel 24 ist innerhalb der Azimuthkodier­ einrichtung 6 aufgehängt, um eine stationäre Position in bezug auf das Gravitationsfeld der Erde aufrechtzuerhalten.

Die Motorsteuerung 60 sendet außerdem Statusinformationen an den Zentralcomputer 50, im Hinblick auf die Funktionen, die dieser steuert, einschließlich der Magentschaltung ein/aus, des Längsantriebs vorwärts/rückwärts, die In­ spektionsweise automatisch/manuell, die Inspektion ein/aus, Speicherdaten enthalten/nicht enthalten, sowie Datensammlung ein/aus. Die Positionssensoren 67 senden Informationen über die Linientreiber 47 an die Motorsteuerung 60, im Hinblick auf die Position des Inspektionskopfes 17, zu Beginn der In­ spektion, ob der Inspektionskopf 17 richtig an den rohrförmigen Körper 13 angeschlossen ist und, wenn sich der Inspektionskopf 17 in Ruhestellung befindet. Begrenzungsschalter 68 sind an die Motorsteuerung 60 über das Gleitringsystem 4 angeschlossen. Die Begrenzungsschalter 68 umfassen Schalter für die Umkehr der Bewegungsrichtung des Inspektionskopfes, wenn das Ende des Rohres erreicht ist, oder wenn sich ein mechanisches Hindernis entgegenstellt. Der Zentralcomputer 50 übersendet Statusin­ formationen an die Motorsteuerung 60, wie etwa über die Verfüg­ barkeit von Speicherplatz und ob das System bereit ist, Daten aufzunehmen.

Die Fig. 10 zeigt die Vorrichtung gemäß der Erfindung im praktischen Einsatz. Die rohrförmigen Körper 13 sind auf einem Gestellt 70 gehalten, das einzelne Stationen für die Speicher­ ung, die Säuberung und die Inspektion umfaßt. Die inneren Ober­ flächen der rohrförmigen Körper 13 werden zuerst an der Reini­ gungsstation 73 gereinigt und dann inspiziert. Die Rohrin­ spektionsvorrichtung 1 befindet sich auf einem Stützwagen 72 innerhalb der Inspektionsstation 74. Die Schubstange 10 ruht auf einer Stangenabstützung 76. Die Steuerdatensammelkonsole 48 befindet sich in unmittelbarer Nähe der Rohruntersuchungs­ vorrichtung 1.

Ein elektrisches Anschlußkabel 77 umfaßt die elektrischen Leitungen für die Übertragung der Daten und der Energie. Das Kabel 77 ist vom ersten Ende der Schubstange 10 im In­ spektionskopf 17 bis zum zweiten Ende der Schubstange 10 aufgehängt, an welchem sich der elektrische Endanschluß 79 befindet. Der Anschlußkasten 81 verbindet die Rohrin­ spektionsvorrichtung 1 über die Anschlußleituungen 83 mit der Steuerdatensammelkonsole 48 und allen übrigen Steuer­ einrichtungen.

Der Inspektionskopf 17 wird in einem Schutzrohr 78 gehalten, bis die Inspektion beginnt. Zu Beginn der Inspektion wird das erste Ende eines Anschlußstückes 80 an dem ersten Ende des rohrförmigen Körpers 13 befestigt. Das zweite Ende des An­ schlußstückes 80 ist mit dem Speicherrohr 78 verbunden, wo­ durch die Inspektionsvorrichtung 1 einen Zugang zu dem rohr­ förmigen Körper 13 besitzt.

Die Erfindung besitzt erhebliche Vorteile gegenüber dem her­ kömmlichen Stand der Technik. Die Vorrichtung ist in der Lage, Signale hinsichtlich der Existenz eines Schadens zur Ver­ fügung zu stellen. Das Steuerdatensammelsystem vermag diese Signale zu analysieren und zu verarbeiten, so daß das Ausmaß des Schadens, wie auch dessen Axial- und Umfangslage genau bestimmt werden kann. Der Computer gestattet es der Bedienungs­ person, eine Eingabe hinsichtlich der spezifischen Rohridenti­ fizierung mit dem entsprechenden Inspektionsstrahl zu machen. Hierdurch erübrigt sich die Notwendigkeit für eine eingehende und kostenaufwendige manuelle Inspektion vor der Reparatur. Signale, die einen Wert besitzen, der geringer ist als ein im Zentralcomputer 50 vorprogrammierter Schwellenwert, werden eliminiert. Außerdem wird der Endausgang in einer alphanumeri­ schen Tabelle digitalisierter Daten angegeben, mit entsprechen­ den Überschriften, die leicht zu verstehen sind. Der Ausgang ist auch als herkömmliche Aufzeichnung verfügbar. Dauerhafte Aufzeichnungen können auf Magnetplatten aufgenommen werden.

Die Erfindung ist darüber hinaus in der Lage, die Inspektion an verschiedene Rohrdurchmesser anzupassen. Eine Feder/Kolben­ hebelanordnung 35 kann in den Inspektionskopf 17 eingesetzt werden, so daß der Elektromagnet 20 und der Führungsschuh 32 in einem vorbestimmten Abstand von der Innenfläche des rohr­ förmigen Körpers 13 gehalten werden. Die andere Ausführungs­ form, bei welcher nur ein Teil der Wandung des rohrförmigen Körpers magnetisiert wird, eignet sich vorteilhaft für die Inspektion von Rohren mit unterschiedlichem Durchmesser, wie auch von Rohren, die einen großen Durchmesser besitzen. Darüber hinaus kann das Innere des Rohres so stark magnetisch erregt werden, daß Schäden auch innerhalb dickwandiger Rohre, (d.h. Rohre mit einer Wandstärke von mehr als 25 mm) bestimmt werden können. Eine Magnetflußveränderung kann ermittelt werden, die druch Risse verursacht wurde, die sich auf oder in der Nähe der Innenfläche des rohrförmigen Körpers 13 befinden.

Der Inspektionskopf 17 besitzt einen leichten Aufbau und ent­ hält einen eigenen Rotationsmotor. Ein relativ kleiner Motor für die Längsverschiebung und kleine Reibantriebsräder reichen aus, um eine Axialbewegung auszuführen, die zu einer schrauben­ förmigen Abtastbahn führt, die im wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des rohrförmigen Körpers 13 abdeckt. Das System eliminiert die Notwendigkeit, große und schwere Rohre drehen oder verschieben zu müssen, so daß die Inspektion sicherer und unter Aufwand geringerer Energie möglich ist, als dies her­ kömmlich der Fall war.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung nur um eine beispielshaften Charakters handelt und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (36)

1. Vorrichtung zur Inspektion rohrförmiger Gegenstände, ge­ kennzeichnet durch
einen in die Innenöffnung des rohrförmigen Körpers (10) ein­ führbaren Inspektionskopf (17), der einen Elektromagnet (20), mindestens einen Magnetflußsensor (3) sowie einen ersten Ro­ tationsmotor (8) umfaßt, der an den Elektromagneten (20) und den Magnetflußsensor (3) angeschlossen ist, wobei der Elektro­ magnet (20) und der Magnetflußsensor (3) entlang einer schraubenförmigen Bahn innerhalb des rohrförmigen Körpers (13) führbar ist,
eine Schubstange (10), die an einen Längsschubmotor sowie den Inspektionskopf (17) angeschlossen ist, zur Führung des Inspektionskopfes (17) in beiden Richtungen entlang der Längsachse des rohrförmigen Körpers (13),
eine Azimuthkodiereinrichtung (6), die an den Inspektions­ kopf (17) angeschlossen ist, zur Bestimmung der Umfangs­ position des Inspektionskopfes (17) innerhalb des rohr­ förmigen Körpers (13),
eine Längskodiereinrichtung (11), angrenzend an die Schub­ stange (10), zur Bestimmung der Position des Inspektions­ kopfes (17), in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Körpers (13), sowie
ein Signalübertragungssystem, das an den Magnetflußsensor (3), die Azimuthkodiereinrichtung (6) sowie die Längskodier­ einrichtung (11) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Inspektionskopf (17) sowie dem Magnetflußsensor (3) ein nicht magnetischer Führungsschuh (32) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Feder/Kolbenhebelanordnung (35), eine pneumatische Kolbenanordnung (29) sowie eine oder mehrere Rollen (38) an dem Inspektionskopf (17) angeordnet sind, woran der Führungsschuh (30) gehalten ist, wobei der Elektromagnet (20) sowie der Magnetflußsensor (3) in einem vorbestimmten Abstand von der inneren Oberfläche des rohr­ förmigen Körpers (13) führbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnetflußsensor (3) eine erste Sensorspule (42) umfaßt, die im wesentlichen die Form von zwei dreieckigen, in Reihe geschalteten Wicklungen besitzt und so angeordnet ist, daß ihre größte Empfindlichkeit gegen­ über Schäden, die in einem Winkel von ± 45° zur Längsachse des rohrförmigen Körpers liegen, gegeben ist, sowie eine zweite Spule (40), die gegenüber Schäden empfindlich ist, die im wesentlichen entlang der Längsachse in einem Winkel von ± 22° zur Längsachse des rohrförmigen Körpers liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite Sensorspule in einer aufrechten Spulenposition gewickelt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite Sensorspule in einer flachliegenden Spulenform gewickelt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längskodiereinrichtung mindestens einen Längenpositionssensor umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Mehrzahl von Stützarmanordnungen an den Inspektionskopf angeordnet sind, wobei diese Anordnungen in radialer Richtung expandierbar bzw. kontrahierbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Signalübertragungssystem eine elektro­ nische Einheit umfaßt, die mit dem Magnetflußsensor in Ver­ bindung steht, wobei die elektronische Einheit Signale von dem Magnetflußsensor aufzunehmen, die Signale zu kodieren und die kodierten Signale zu einem Steuerdatensammelsystem zu über­ tragen vermag.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektronische Einheit einen Vorverstärker umfaßt, um die von den Sensoren empfang­ enen Signale zu verstärken, sowie einen oder mehrere Filter, zur Eliminierung des Hintergrundgeräusches, einen Multiplexer sowie ein Impulscodemodulatorkodiersystem, zur Kodierung und Digitalisierung der Signale, während ein Linientreiber an das Übertragungssystem angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Beschleunigungsmesser (22) vorgesehen ist, zur Bestimmung von Abweichungen von der erwarteten Beschleunigung der Inspektionseinrichtung.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch :
einen Inspektionskopf, der eine solche Größe besitzt, daß er in die Bohrung des rohrförmigen Körpers einführbar ist, wobei der Inspektionskopf einen Elektromagnet, mindestens einen Magnetflußsensor sowie einen ersten Rotationsmotor umfaßt, der an den Elektromagneten und den Magnetflußsensor ange­ schlossen ist, wobei der Elektromagnet und der Magnetfluß­ sensor entlang einer schraubenförmigen Bahn innerhalb des rohrförmigen Körpers führbar sind,
einen Längsverschiebungsmotor,
eine Schubstange, die an den Längsverschiebungsmotor und den Inspektionskopf angeschlossen ist, zur Verschiebung des ln­ spektionskopfes in beiden Richtungen, entlang der Längs­ achse des rohrförmigen Körpers,
eine Azimuthkodiereinrichtung, die an dem Inspektionskopf an­ gebracht ist, zur Bestimmung der Umfangsposition des ln­ spektionskopfes innerhalb des rohrförmigen Körpers,
eine Längskodiereinrichtung, angrenzend an die Schub­ stange, zur Bestimmung der Längsposition des Inspektions­ kopfes, in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Körpers,
ein Steuerdatensammelsystem, das elektronisch an den In­ spektionskopf angeschlossen ist, zur Aufnahme und Verarbeitung von Signaldaten, die von dem Magnetflußsensor aufgenommen sind, sowie Signaldaten, die von der Längskodiereinrichtung und der Azimuthkodiereinrichtung erzeugt sind, wobei das Steuerdatensammelsystem alle Signaldaten hinsichtlich einer Axial- und Umfangsposition auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers miteinander in Beziehung setzt und in der Lage ist, die Signaldaten zu speichern, aufzuzeichnen und anzuzeigen, sowie
eine Motorsteuerung, die an das Steuerdatensammelsystem, den Inspektionskopf, die Azimuthkodiereinrichtung sowie die Längskodiereinrichtung angeschlossen ist, wobei die Motorsteuerung durch das Steuerdatensammelsystem derart geregelt wird, daß die Längsbewegung der Inspektionsvor­ richtung und die Drehbewegung des Inspektionskopfes derart gesteuert werden, daß der Elektromagnet und der Magnetfluß­ sensor in einer schraubenförmigen Bewegung innerhalb des rohrförmigen Körpers geführt werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steuerdatensammelsystem einen Hochgeschwindigkeitszentralcomputer sowie einen System­ schnittstellencomputer umfaßt.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ gekennzeichnet durch:
einen Inspektionskopf, der eine solche Größe besitzt, daß ein die Bohrung des rohrförmigen Körpers einführbar ist, wobei der Inspektionskopf einen Elektromagneten, eine Feder/ Kolbenhebelanordnung, mindestens einen Magnetflußsensor sowie einen Rotationsmotor umfaßt, der an den Elektromagneten und den Magnetflußsensor angeschlossen ist, eine Schubstange, die mit dem Längsschubmotor und dem Inspektionskopf in Verbindung steht, zur Ausführung einer Bewegung des Inspektionskopfes in beiden Richtungen, entlang der Längsachse des rohrförmigen Körpers,
eine Längskodiereinrichtung zur Bestimmung der Längenposition des Inspektionskopfes innerhalb des rohrförmigen Körpers,
ein Umkehrrelais für den Längsschubmotor, mittels welchem die Richtung der Längsbewegung des Inspektionskopfes umkehrbar ist,
eine Azimuthkodiereinrichtung, die an den Inspektionskopf ange­ ordnet ist, zur Bestimmung der Umfangsposition des Inspektions­ kopfes innerhalb des rohrförmigen Körpers,
ein Steuerdatensammelsystem mit einem Hochgeschwindigkeits­ zentralcomputer, sowie einem Systemschnittstellencomputer, wobei das Steuerdatensammelsystem elektronisch an den Inspektions­ kopf angeschlossen ist, zur Aufnahme und Verarbeitung von Signalen, die von dem Magnetflußsensor, der Längskodierein­ richtung und der Azimuthkodiereinrichtung aufgenommen sind und zur Inbeziehungsetzung aller Signale hinsichtlich der Axial- und der Umfangsposition an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers, wobei das Steuerdatensammelsystem außerdem in der Lage ist, die Signale zu speichern, aufzuzeichnen und anzuzeigen, sowie
eine Motorsteuereinheit mit einem Zentralrechner, zur Steuerung der Funktionen des Rotationsmotors, des Längsverschiebungsmotors, des Umkehrrelais für den Längsverschiebungsmotor sowie der Feder/Kolbenhebelanordnung, wobei die Motorsteuerung geregelt wird durch das Steuerdatensammelsystem über die Schnittstelle in beiden Richtungen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steuerdatensammelsystem außerdem eine Eingabeeinrichtung umfaßt, zur manuellen Steuerung aller Funktionen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steuerdatensammelsystem außerdem mindestens einen Begrenzungsschalter umfaßt, sowie mindestens einen Positionssensor, der mit der Motorsteuerung in Verbindung steht, zur selbsttätigen Abwicklung aller mecha­ nischen Funktionen der Vorrichtung.

17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch:
einen Inspektionskopf, der in die Bohrung des rohrförmigen Körpers einführbar ist, wobei der Inspektionskopf einen Gleich­ strommagneten umfaßt, sowie mindestens einen Magnetflußsensor, einen nicht magnetischen Führungsschuh, eine Feder/Kolbenhebel­ anordnung, die mit dem Führungsschuh in Verbindung steht, eine Kolbenhebelanordnung, mindestens eine Rolle, sowie einen Ro­ tationsmotor, wobei der Elektromagnet und der Magnetflußsensor in einem vorbestimmten Abstand von der Innenfläche des rohr­ förmigen Körpers durch die Feder/Kolbenhebelanordnung und die Kolbenhebelanordnung gehalten sind, während die Rolle entlang einer schraubenförmigen Bahn innerhalb des rohrförmigen Körpers angetrieben wird,
einen Motor zur Längsverschiebung,
eine Schubstange, die mit dem Motor zur Längsverschiebung sowie dem Inspektionskopf verbunden ist, zur Verschiebung des Inspektionskopfes in beiden Richtungen, entlang der Längs­ achse des rohrförmigen Körpers, wobei sich der Antriebs­ mechanismus außerhalb des rohrförmigen Körpers befindet,
eine Azimuthkodiereinrichtung, die mit dem Inspektionskopf in Verbindung steht, zur Bestimmung der Umfangsposition des Inspektionskopfes innerhalb des rohrförmigen Körpers,
eine Längskodiereinrichtung zur Bestimmung der Position des Inspektionskopfes, in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Körpers,
ein Steuerdatensammelsystem, das elektronisch an den In­ spektionskopf zur Aufnahme und Verarbeitung von Signalen an­ geschlossen ist, die von dem Magnetflußsensor aufgenommen und der Längskodiereinrichtung sowie der Winkelkodiereinrichtung erzeugt sind, sowie zur Inbeziehungsetzung aller Signale im Hinblick auf die Axial- und die Umfangsposition an der Innen­ fläche des rohrförmigen Körpers, wobei das Steuerdatensammel­ system außerdem in der Lage ist, alle Signale zu speichern, aufzuzeichnen und anzuzeigen,
eine Motorsteuereinheit mit einer zentralen Recheneinheit, zur Steuerung der Funktionen des Rotationsmotors, des Motors für die Längsbewegung, der Feder/Kolbenhebelanordnung sowie der Kolbenhebelanordnung, wobei die Motorsteuerung durch das Steuerdatensammelsystem über eine Schnittstelle in beiden Richtungen geregelt ist, sowie mindestens einen Begrenzungs­ schalter und mindestens einen Positionssensor, die an die Motorsteuerung angeschlossen ist, zur Automatisierung aller mechanischen Funktionen der Vorrichtung.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Magnetflußsensor eine erste Sensorspule umfaßt, die aus zwei im wesentlichen drei­ eckförmigen Wicklungen besteht, die in Reihe geschaltet sind und ihre stärkste Empfindlichkeit gegenüber Schäden besitzt, die ± 45° zur Längsachse des rohrförmigen Körpers liegen, sowie eine zweite Spule, die ihre größte Empfind­ lichkeit gegenüber Schäden besitzt, die im wesentlichen entlang der Längsachse in einem Winkel von ± 22° zur Längs­ achse des rohrförmigen Körpers liegen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Beschleunigungsmesser vorgesehen ist, zur Bestimmung von Abweichungen von der er­ warteten Beschleunigung des Rotationsabschnittes des In­ spektionskopfes.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Umkehrrelais für den Längsverschiebungsmotor vorgesehen ist, zur Richtungsumkehr der Längsverschiebung des Inspektionskopfes, wobei das Um­ kehrrelais durch die Motorsteuereinheit steuerbar ist.

21. Verfahren zur Inspektion rohrförmiger Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß man:
einen Inspektionskopf in das Innere des rohrförmigen Körpers hineinbringt, wobei der Inspektionskopf einen Elektromagneten, mindestens einen Magnetflußsensor sowie einen Rotationsmotor umfaßt, der an den Elektromagneten und den Magnetflußsensor angeschlossen ist,
den Abschnitt des Inspektionskopfes, der den Elektromagneten und den Magnetflußsensor umfaßt, dreht, während man den Inspektionskopf entlang der Längsachse des rohrförmigen Körpers verschiebt, so daß der gedrehte Abschnitt entlang einer schraubenförmigen Bahn durch den rohrförmigen Körper geführt wird,
einen Magnetfluß auf und in der Nähe der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers, angrenzend an den sich drehenden Abschnitt während der Rotation erzeugt,
die Magnetflußsignale unter Einsatz des Magnetflußsensors auf­ nimmt,
die Umfangsposition des Inspektionskopfes innerhalb des rohr­ förmigen Körpers, unter Verwendung einer Azimuthkodierein­ richtung, die an dem Inspektionskopf angeordnet ist, mißt, sowie die Position des Inspektionskopfes, in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Körpers, unter Einsatz einer Längs­ kodiereinrichtung mißt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man den Elektromagneten und den Magnet­ flußsensor in einem vorbestimmten Abstand von der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers hält, durch Verwendung eines nicht magnetischen Führungsschuhs, der an eine Feder/ Kolbenhebelanordnung, den Elektromagneten, sowie den Magnet­ fIußsensor angeschlossen ist, während mindestens eine Rolle zur Steuerung des Abhebens und zur Verminderung des Rotations­ drehmomentes des Inspektionskopfes vorgesehen ist.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man den Magnetflußsensor so anordnet, daß jeder Sensor eine erste Sensorspule umfaßt, die im wesentlichen aus zwei dreieckförmigen Wicklungen besteht, die in Reihe ge­ schlossen sind und ihre stärkste Empfindlichkeit gegenüber Schäden besitzen, die in einem Winkel von ± 45° zur Längs­ achse des rohrförmigen Körpers liegen, sowie eine zweite Spule, die ihre größte Empfindlichkeit gegenüber Schäden be­ sitzt, die im wesentlichen entlang der Längsachse des rohr­ förmigen Körpers liegen.

24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man eine Mehrzahl von Stützarmanordnungen, die mit dem Inspektionskopf in Ver­ bindung stehen, radial expandiert oder kontrahiert, zur Anpassung des Inspektionskopfes an unterschiedliche Durch­ messer der inneren Öffnung des rohrförmigen Körpers.

25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das Magnetflußsignal, das Umfangspositionssignal sowie das Längenpositionssignal auf eine mit den Sensoren verbundene elektronische Einheit überträgt, die alle Signale aufnimmt, kodiert und auf ein Steuerdatensammelsystem überträgt.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die von den Sensoren empfangenen Signale mittels eines Vorverstärkers verstärkt, das Hintergrundgeräusch mittels eines oder mehrerer Filter eliminiert, die Signale durch einen Multiplexer sowie ein Impulscodemodulatorkodiersystem kodiert und digitalisiert und die Ubertragung der Signale mittels eines Linientreibers auf die elektronische Einheit erleichtert.

27. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die Abweichungen von der erwarteten Beschleunigung des Inspektionskopfes mittels eines an dem Inspektionskopf angeordneten Beschleunigungsmessers ermittelt.

28. Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man:
einen Inspektionskopf innerhalb eines rohrförmigen Körpers einsetzt, wobei ein Abschnitt des Inspektionskopfes einen Elektromagneten, mindestens einen Magnetflußsensor sowie einen Rotationsmotor umfaßt, der mit dem Elektromagneten und dem Magnetflußsensor in Verbindung steht,
den Abschnitt des Inspektionskopfes mit dem Elektromagneten und dem Magnetflußsensor dreht, während man den Inspektions­ kopf vorwärts entlang der Längsachse des rohrförmigen Körpers verschiebt, unter Einsatz eines Motors für die Längsbewegung, sowie eines außerhalb des rohrförmigen Körpers angeordneten Reibantriebsrades, so daß der sich drehende Abschnitt in einer schraubenförmigen Bahn innerhalb des rohrförmigen Körpers geführt wird,
einen Magnetfluß auf oder in der Nähe der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers, angrenzend an den sich drehenden Abschnitt während der Drehung erzeugt,
die Magnetflußsignale unter Einsatz eines Magnetflußsensors aufnimmt,
die Umfangsposition des Inspektionskopfes innerhalb des rohr­ förmigen Körpers unter Verwendung eines an dem Inspektionskopf angeordneten Azimuthkodierers mißt,
die Position des Inspektionskopfes, in bezug auf die Längs­ achse des Inspektionskopfes unter Einsatz eines Längenkodierers mißt,
das Magnetflußsignal, das Azimuthpositionssignal sowie das Längenpositionssignal auf ein Steuerdatensammelsystem über­ trägt, das in der Lage ist, diese Signale zu empfangen und zu verarbeiten, wobei alle Signale miteinander in Beziehung gesetzt werden, zur Bestimmung der axialen Position sowie der Umfangsposition auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers, und
die Längsbewegung der Inspektionseinrichtung sowie die Rotationsbewegung des Elektromagneten und des Magnetfluß­ sensors, mittels einer Motorsteuereinheit leitet, die durch das Steuerdatensammelsystem geregelt ist, so daß der Elektro­ magnet und der Magnetflußsensor entlang einer schrauben­ förmigen Bahn innerhalb des rohrförmigen Körpers geführt werden, wobei im wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des rohrförmigen Körpers inspiziert wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die Werte der von dem Magnetflußsensor empfangenen Signale mit gespeicherten Schwellenwerten in dem Steuerdatensammelsystem vergleicht und nur diejenigen Magnetflußsignale zurückhält, die diese Schwellenwerte übersteigen.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die Magnetflußsignale, die Azimuthpositionssignale sowie die Längspositionssignale unter Einsatz des Steuerdatensammelsystems speichert, auf­ zeichnet und anzeigt.

31. Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man:
einen Inspektionskopf in den rohrförmigen Körper einsetzt, der einen Elektromagneten und mindestens einen Magnetfluß­ sensor umfaßt,
den Elektromagneten und den Magnetflußsensor mittels eines Rotationsmotors, der an den Elektromagneten und den Magnet­ flußsensor angeschlossen ist, dreht, während man den In­ spektionskopf entlang der Längsachse des rohrförmigen Elementes in einer Längsrichtung mittels eines Motors für die Längsbe­ wegung, der an eine Schubstange sowie ein Umkehrrelais für den Motor angeschlossen ist, verschiebt, so daß der Elektro­ magnet und der Magnetflußsensor in einer schraubenförmigen Bahn innerhalb des rohrförmigen Körpers geführt werden, wobei im wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des rohrförmigen Körpers inspiziert wird,
die Magnetflußsignale mittels des Magnetflußsensors aufnimmt,
die Position des Inspektionskopfes, in bezug auf die Längs­ achse des rohrförmigen Körpers, mittels einer Längenkodier­ einrichtung mißt,
die Umfangsposition des Inspektionskopfes innerhalb des rohr­ förmigen Körpers mittels einer Azimuthkodiereinrichtung, die mit dem Inspektionskopf in Verbindung steht, mißt,
das Magnetflußsignal, das Umfangspositionssignal sowie das Längenpositionssignal auf ein mit dem Inspektionskopf in Ver­ bindung stehendes zentrales Datensammelsystem überträgt, zur Aufnahme und Verarbeitung der Signale sowie zur Inbeziehung­ setzung aller Signale, unter Bestimmung der Axialposition sowie der Umfangsposition auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers und
die Funktionen des Rotationsmotors, des Motors für die Längs­ verschiebung, des Umkehrrelais für den Längsverschiebungs­ motor und die Feder/Kolbenhebelanordnung mittels einer Motor­ steuereinheit steuert, wobei die Motorsteuereinheit durch das Steuerdatensammelsystem über eine Schnittstelle in beiden Richtungen geregelt wird.

32. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Betrieb des Inspektionskopfes mittels einer manuellen Eingabeeinrichtung manuell steuert, wobei das Steuerdatensammelsystem eine Eingabeeinrichtung zur Durch­ führung des handbetätigten Betriebes umfaßt.

33. Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrens­ ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man
einen Inspektionskopf in den rohrförmigen Körper einführt, wobei der Inspektionskopf einen Elektromagneten, mindestens einen Magnetflußsensor, einen nicht magnetischen Führungs­ schuh, eine Feder/Kolbenhebelanordnung, die mit dem Führungs­ schuh in Verbindung steht, sowie mindestens eine Rolle um­ faßt, wobei der Elektromagnet und der Magnetflußsensor von der Feder/Kolbenhebelanordnung in einem vorbestimmten Abstand von der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers gehalten sind, während die Rolle entlang der schrauben­ förmigen Bahn innerhalb des rohrförmigen Körpers ange­ trieben wird,
den Abschnitt des Inspektionskopfes mit dem Elektromagneten und dem Magnetflußsensor dreht, während der Inspektionskopf vorwärts entlang der Längsachse des rohrförmigen Körpers ge­ schoben wird, so daß der sich drehende Abschnitt entlang einer schraubenförmigen Bahn innerhalb des rohrförmigen Körpers geführt wird,
einen Magnetfluß auf oder in der Nähe der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers während der Drehung des sich drehenden Abschnittes des Inspektionskopfes erzeugt,
die Magnetflußsignale mittels des Magnetflußsensors aufnimmt,
die Umfangsposition des Inspektionskopfes innerhalb des rohrförmigen Körpers mit Hilfe einer Azimuthkodierein­ richtung, die mit dem Inspektionskopf in Verbindung steht, mißt,
die Position des Inspektionskopfes in bezug auf die Längs­ achse des Inspektionskopfes mit Hilfe einer Längenkodierein­ richtung mißt,
das Magnetflußsignal, das Azimuthpositionssignal auf ein Steuerdatensammelsystem zur Aufnahme und Verarbeitung der Signale überträgt, wobei auch alle Signale zur Bestimmung der Axial- sowie der Umfangsposition auf der inneren Ober­ fläche des rohrförmigen Körpers miteinander in Beziehung setzt:

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man den Magnetflußsensor derart positioniert, daß jeder Sensor eine erste Sensorspule umfaßt, die im wesentlichen aus zwei in Reihe angeschlossenen, dreieckförmigen Wicklungen besteht und die höchste Empfind­ lichkeit auf Schäden besitzt, die ± 45° zur Längsachse des rohrförmigen Körpers liegen, während eine zweite Spule die höchste Empfindlichkeit gegenüber Schäden besitzt, die genau entlang der Längsachse des rohrförmigen Körpers liegen.

35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die Abweichungen von der erwarteten Beschleunigung des Inspektionskopfes mittels eines Beschleunigungsmessers, der mit dem Inspektionskopf in Verbindung steht, ermittelt.

36. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch ge­ kennzeichnet daß man die Funktionen des Rotationsmotors, des Motors für die Längsbewegung, des Umkehrrelais für den Motor für die Längsbewegung sowie die Feder/Kolbenhebelanordnung mittels einer Motorsteuer­ einheit steuert, wobei die Motorsteuereinheit durch das Steuerdatensammelsystem über eine Schnittstelle in beiden Richtungen geregelt wird.