DE3686166T2

DE3686166T2 - Verfahren und vorrichtung zur kennzeichnung der fehler in leitungen.

Info

Publication number: DE3686166T2
Application number: DE8787900528T
Authority: DE
Inventors: James David Glascock
Original assignee: SOUND OPTICS SYSTEMS Inc
Current assignee: Varco LP
Priority date: 1985-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1993-03-11
Anticipated expiration: 2006-12-13
Also published as: CA1280201C; AU6837687A; DE3686166D1; ATE78593T1; JP2642370B2; EP0284611A1; US4718277A; JPS63502773A; WO1987003688A1; EP0284611A4; EP0284611B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die zerstörungsfreie Ultraschallprüfung von rohrförmigen Elementen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung einer Ultraschallwandleranordnung zur Erkennung und Kennzeichnung von Fehlern in rohrförmigen Elementen.

Hintergrund der Erfindung

Die Prüfung von in der Öl- und Gasbohrindustrie verwendeten rohrförmigen Elementen befaßt sich in erster Linie mit der Lokalisierung und der Entfernung von Fehlern in diesen Elementen. Die Charakteristika eines Fehlers, d. h. die Größe, Form und Lage, bestimmen, ob das rohrförmige Element in der Öl- und Gasbohrindustrie benutzt werden kann.
Wenn ein Fehler an der Oberfläche des rohrförmigen Elements festgestellt wird, kann der Fehler visuell charakterisiert und geprüft werden, um zu entscheiden, ob die Entfernung des Fehlers erforderlich ist, und ob die Entfernung durch Schleifen oder andere Mittel ausführbar ist. Wenn jedoch ein Fehler innerhalb des rohrförmigen Elementes liegt, ist der Fehler nicht so einfach zu kennzeichnen oder zu quantifizieren. Rohrförmige Elemente werden gewöhnlich als Ausschuß verworfen, wenn Fehler nicht in angemessener Weise charakterisiert oder quantifiziert werden können.
Bekannte Ultraschallprüfeinrichtungen verwenden zur Lokalisierung von Fehlern in rohrförmigen Elementen Schallwellenbündel. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent Nr. 4 217 782, übertragen an W.C. Lamb, eine Ultraschallprüfeinrichtung zur Untersuchung von rohrförmigen Elementen für die Öl- und Gasbohrindustrie. Die beschriebene Einrichtung verwendet zwei Paare von strichfokussierten Wandlern, welche Schallwellenbündel mit einem rechteckigen Bündelquerschnitt von ungefähr einem 3/4 Zoll in der Länge aussenden. Ein erstes Wandlerpaar sendet zur Erkennung von in Querrichtung verlaufender Fehler Schallwellenbündel in Längsrichtung in das Element hinein. Das zweite Paar sendet zur Erkennung von in Längsrichtung verlaufender Fehler Schallwellenbündel in Querrichtung in das Element hinein. Die Wandler jedes Paares senden Schallwellenbündel in gegenläufige Richtungen. Zwei zusätzliche Wandler kontrollieren die Wandstärke des rohrförmigen Elementes.
Bei der Prüfung von rohrförmigen Elementen werden Schallwellenbündel in Längs- und Querrichtung gesendet, weil einige Fehler nur in der einen oder anderen Richtung sichtbar sind. Tatsächlich sind einige Fehler weder durch längs- noch quergesendete Schallwellenbündel erkennbar. In wenigstens einem Beispiel ist die Ultraschallprüfeinrichtung des Patentes 4 217 782 dahingehend modifiziert worden, daß sie vier punktfokussierte Wandler aufweist, die Schallwellenbündel mit einem kreisförmigen Bündelquerschnitt schräg durch das rohrförmige Element senden. Oft werden auch, wie im US Patent Nr. 3 289 468 beschrieben, Wandlerpaare verwendet, die zur Erkennung von Fehlern in rohrförmigen Elementen in gegenläufige Richtungen senden, da ein vorliegender Fehler für einen Wandler, der aus einer Richtung auf ihn schaut, unsichtbar sein kann, aber sichtbar sein kann für einen Wandler, der aus der entgegengesetzten Richtung auf ihn schaut.
Die Kennzeichnung eines Fehlers hinsichtlich Größe, Form und Lage erfordert im allgemeinen die Aussendung von Schallwellenbündeln aus mehreren verschiedenen Richtungen, gefolgt vom Empfang der vom Fehler reflektierten Bündel. In der Vergangenheit sind zur Erkennung einiger der Fehler, wie das in dem US Patent Nr. 3 332 278 beschrieben wird, die reflektierten Bündel von einem Wandler von mehreren Wandlern empfangen worden. Jedoch sind bei der bisher zur Anwendung gekommenen Ultraschallprüfung von rohrförmigen Elementen, die von mehrfach empfangenden Wandlern Gebrauch macht, bei der Erkennung und Kennzeichnung von Fehlern in Rohren mit unterschiedlichen Außendurchmessern und unterschiedlicher Wandstärke Schwierigkeiten aufgetreten.
Es besteht daher ein Bedarf an Ultraschallprüfeinrichtungen, mit denen Fehler in rohrförmigen Elementen gekennzeichnet werden können.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ultraschalluntersuchung eines rohrförmigen Elements mit einer Längsachse werden Schallwellenbündel mittels eines Wandlers durch das Element gesendet. Diese Schallwellenbündel sind strichfokussiert, haben einen rechteckigen Bündelquerschnitt und sind mittels wenigstens einem Wandler in Bezug auf die Längsachse des Elementes quergerichtet, und zwar derart, daß die gebrochenen Bündel von einem Rechteck, dessen Längsachse parallel zur Längsachse des Elementes verläuft, reflektiert werden. Die an den Fehlern im Element reflektierten Schallwellenbündel werden empfangen.
Eine erfindungsgemäße Ultraschalluntersuchungseinrichtung zur Prüfung eines rohrförmigen Elements mit einer Längsachse umfaßt einen Wandler zum Aussenden eines strichfokussierten Wellenbündels mit einem rechteckigen Querschnitt und Empfangsmittel zum Empfangen der von Fehlern im Element reflektierten Schallwellenbündel. Dabei ist ein Wandlerpositioniermittel mit dem Wandler verbunden, um die strichfokussierten Schallwellenbündel in Bezug auf die Längsachse des Elements schräg durch das Element senden zu können, und zwar derart, daß die gebrochenen Wellenbündel von einem Rechteck auf der inneren Oberfläche des Elements, dessen Längsachse parallel zur Längsachse des Elements verläuft, reflektiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sendet eine Hälfte der Anordnung von sich gegenüberliegenden Wandlern Schallwellenbündel aus, und empfängt dann die reflektierten Wellenbündel, die von derselben Hälfte der Anordnung ausgesendet wurden.
Da alle Wellenbündel auf derselben rechteckigen Fläche auf der inneren Oberfläche des Rohres zusammentreffen, verlassen die reflektierten Wellenbündel das Rohr am Wellenbündeleintrittspunkt auf der äußeren Oberfläche des Rohres, wodurch ohne Ausdehnung oder Einengung der Anordnung der Empfang durch andere Wandler möglich ist.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft eine Wandlerbaugruppe zur Positionierung einer Wandleranordnung, um Schallwellenbündel aussenden zu können, die sich an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elements treffen, welches unterschiedliche Außendurchmesser und unterschiedliche Wandstärken besitzt. Zum Anbau jedes der schrägsendenden Wandler macht die Baugruppe Gebrauch von zwei zusammenwirkenden, winkelmessenden Bogenträgern, und erlaubt die Drehung jedes Wandlers längs und quer um einen Punkt auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elements. Zur Baugruppe gehört auch ein winkelmessender Bogenträger für die Montage jedes der längs- und quersendenden Wandler. Die winkelmessenden Bogenträger gestatten es, jeden der längssendenden Wandler in Längsrichtung und jeden der quersendenden Wandler in Querrichtung zu drehen, und zwar um Punkte auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elements.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wandlerbaugruppe an einem wellenförmigen Mittel eines Prüfrades verstellbar aufgehängt, wodurch ein unabhängiges Drehen der Wandlerbaugruppe innerhalb des Prüfrades gestattet ist. Dementsprechend kann das Prüfrad gedreht werden, um der relativen, schraubenförmigen Bewegung zwischen der Wandlerbaugruppe und dem rohrförmigen Element zu folgen, und die Wandlerbaugruppe kann gedreht werden, um eine sachgemäße Ausrichtung mit dem rohrförmigen Element aufrecht zu halten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Radbaugruppe, die dem Einbau eines Prüfrades dient, und zeigt äußere und innere Details eines bevorzugten Prüfrades;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Radbaugruppe nach Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 nach Fig. 1, und zeigt zusätzliche Details des bevorzugten Prüfrades einschließlich der Anbringung von gegenüberliegenden Paaren von längs-, quer- und schrägsendenden Wandlern;
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4 nach Fig. 3 und zeigt weiter Details der Anbringung der quer- und schrägsendenden Wandler;
Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 5-5 nach Fig. 3, und zeigt weiter Details der Anbringung eines gegenüberliegenden Paares von längssendenden Wandlern einschließlich einer schematischen Darstellung von gebrochenen Wellenbündeln, die sich auf einem Rechteck auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elements treffen;
Fig. 6 zeigt schematisch die Wege der Schallwellenbündel, die durch die Wandleranordnung derart längs-, quer- und schräg gesendet werden, daß sich die gebrochenen Wellenbündel auf der inneren Oberfläche eines rohrförmigen Elementes treffen, während die Wandler in Bezug auf das rohrförmige Element auf einem schraubenförmigen Weg bewegt werden;
Fig. 7 zeigt Details eines typischen, winkelmessenden Bogenträgers;
Fig. 8 ist eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie 8-8 nach Fig. 7, und zeigt weiter Details des winkelmessenden Bogenträgers;
Fig. 9 ist eine Querschnittsdarstellung des winkelmessenden Bogenträgers entlang der Linie 9-9 nach Fig. 8;
Fig. 10 ist eine Seitenansicht des winkelmessenden Bogenträgers entlang der Linie 10-10 nach Fig. 8;
Fig. 11 ist eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung in ihrer Normalposition zum Gebrauch für die Ultraschalluntersuchung eines Rohres, wobei der Schlitten und die Prüfradbaugruppen links zu Beginn der Bewegung relativ zum Rohr in ausgezogenen Linien gezeigt werden, und die Darstellung rechts in unterbrochenen Linien die Bewegungsstrecke relativ zum Rohr dokumentiert;
Fig. 12 ist eine Seitenansicht entlang der Linie 12-12 nach Fig. 11;
Fig. 13 ist eine Ansicht entlang der Linie 13-13 nach Fig. 11; und
Fig. 14 ist eine Draufsicht entlang der Linie 14-14 nach Fig. 11.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Wie aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, weist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein Ultraschallprüfrad W zur Untersuchung von Rohren oder anderen rohrförmigen Elementen T auf, welches mit einer Radbaugruppe C zusammengebaut ist. Die Radbaugruppe C ist in einen Schlitten K (Fig. 11) eingebaut, der jeden geeigneten Aufbau für eine Bewegung der Radbaugruppe C in Längsrichtung über die Oberfläche des rotierenden rohrförmigen Elementes T aufweisen kann. Das rohrförmige Element T wird durch angetriebene Rollen R' (Fig. 11) oder irgend eine andere bekannte Ausrüstung in Drehung versetzt. Die Kombination von Rotation des rohrförmigen Elementes T und Längsbewegung von Schlitten K und Tragbaugruppe C bewirkt eine Bewegung des Prüfrades W auf einem schraubenförmigen Weg relativ zum rohrförmigen Element T (Fig. 6).
Vorzugsweise sind zwei Prüfräder W an den Schlitten K angebaut, die sich simultan auf separaten schraubenförmigen Wegen um das rohrförmige Element T herum bewegen. Die Verwendung von zwei Prüfrädern W gestattet eine schnellere Untersuchung, da Ultraschallprüfräder im allgemeinen dicht an der oberen Grenze der zulässigen Inspektionsrate betrieben werden, die durch die erforderliche Auflösung der reflektierten Schallwellen vorgegeben ist.

Radbaugruppe

Die Radbaugruppe C ist so konstruiert, daß das Prüfrad W in Kontakt mit dem rohrförmigen Element T gehalten wird, welches unterschiedliche Durchmesser hat. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, wird die Anpassung an die verschiedenen Durchmesser mittels von vier Stützrollen 10 erreicht, die so eingestellt werden können, daß sie das rohrförmige Element T berühren, nachdem die Radbaugruppe C positioniert worden ist, um das Prüfrad W in Kontakt mit dem rohrförmigen Element T zu bringen. Die Stützrollen 10 sind vorzugsweise nach Art eines Kugelzapfens ausgeführt, so daß die Rollen 10 ohne zusätzliche Einstellarbeiten jedem schraubenförmigen Weg folgen können.
Jede Stützrolle 10 ist an einem Eckstempel 12 befestigt, der verstellbar mit der Radbaugruppe C verbunden ist. Jeder Eckstempel 12 ist gleitend in einem Führungsblock 14 gelagert. Die Führungsblöcke 14 selbst sind gleitend in Laufbahnen 16 geführt, die mit der Radbaugruppe C verbunden sind. Die Eckstempel 12 gleiten vertikal in den Führungsblöcken 14 und die Führungsblöcke 14 gleiten horizontal in den Laufbahnen 16. Beide Führungsblöcke 14 sind auf jeder Seite der Radbaugruppe C durch eine Schraubenspindel 18 verbunden, die ein Linksgewinde für den Eingriff mit dem einen Block 14 und ein Rechtsgewinde für den Eingriff mit dem anderen Block 14 aufweist. Der linke und der rechte Abschnitt der Schraubenspindel 18 sind über eine Kuppelung 20 miteinander verbunden, die sich in einem Axiallager 22 dreht. Wird die Schraube 18 über ein Handrad 24 gedreht, bewegen sich die Blöcke 14 aufeinander zu oder voneinander weg.
Beide Eckstempel 12 auf beiden Seiten der Radbaugruppe C besitzen eine Zahnstange 12 a, die in Eingriff mit einem Ritzel 26 steht, das sich, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, über die gesamte Breite der Vorrichtung erstreckt. Am Ende des Ritzels 26 ist ein Handrad 28 befestigt, so daß durch Drehen des Rades 28 über das sich mitdrehende Ritzel 26 ein Heben und Senken der Eckstempel 12 bewirkt wird. Beim Gleiten der Führungsblöcke 14 in den Laufbahnen 16 bleiben die Eckstempel 12 mit dem langgestreckten Ritzel 26 in Eingriff. Wenn die Eckstempel 12 so positioniert sind, daß Kontakt zwischen den Stützrollen 10 und dem rohrförmigen Element T besteht, werden Stellschrauben 30 eingestellt, um zu verhindern, daß die Eckstempel 12 sich in den Blöcken 14 nach oben bewegen. Desweiteren ist ein Keil 32 mit einer geneigten Fläche 32 a am Führungsblock 14 angeordnet, der sich in die Führungsbahnen 16 bewegt, wenn der Gewindebolzen 33 gedreht wird, um den Führungsblock 14 in der Führungsbahn 16 zu verkeilen, damit die Position jedes der Blöcke 14 in den Führungsbahnen 16 beibehalten wird (Fig. 1 und 2).
Die Radbaugruppe C ist mittels eines Kugelanschlusses 34 mit einem Aufhängerahmen M verbunden, an den ein kanalförmig geformtes Bauteil 35 angeschraubt oder anderweitig befestigt ist, um die Radbaugruppe C für seine Längsbewegung entlang des rohrförmigen Bauteils T an den Schlitten K (Fig. 11) anbauen zu können. Der Kugelanschluß 34 ermöglicht ein dichtes Anliegen der Stützrollen 10 am rohrförmigen Element T trotz geringfügiger Abweichungen in der Geradlinigkeit des rohrförmigen Elementes T. Zwischen Aufhängerahmen M und Radbaugruppe C sind luftgefüllte Stoßdämpfer 36 eingebaut, so daß die Radbaugruppe C ihre senkrechte Lage zur äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T bei behält.
Im Prüfrad W ist eine Wandlerbaugruppe A untergebracht, die mit zwei nichtrotlerenden Wellen 40 verbunden ist, welche axial zueinander ausgerichtet und auf jeder Seite des Rades W überstehen. Jede Welle 40 ist mit einer Innenbohrung 42 für elektrische Kabel (nicht dargestellt) versehen, die die Wandlerbaugruppe A über einen Anschlußkasten 43 mit externen Steuergeräten (nicht dargestellt) verbindet. Jede Welle 40 ist mittels einer Sicherungsklemme 45 in einen Block 44 so eingebaut, daß sich die Wellen 40 in den Blöcken 44 nicht drehen. Die Blöcke 44 sind über einen U-förmigen Arm 46 mit der Radbaugruppe C verbunden. Der U-förmige Arm 46 seinerseits ist mittels Schrauben 50 mit einer kreisförmigen Platte 52 verbunden, die in eine kreisförmige Tragleiste 54 so eingepaßt ist, daß die Platte 52 in Grenzen relativ zur Leiste 54 verdrehbar ist. Die Tragleiste 54 ist mittels Schrauben 56 so mit der Radbaugruppe C verbunden, daß eine Drehung des Prüfrades W in Richtung der gewünschten schraubenförmigen Bewegung relativ zum rohrförmigen Element T möglich ist. In diesem Zusammenhang sollte beachtet werden, daß in Fig. 2 der Block 44 in Bezug auf die Teile 20,22 (am besten aus Fig. 1 ersichtlich) weiter innen angeordnet ist, so daß sich der Block 44 relativ zu den Teilen 20,22 bewegt, um den Betrag des Spiralwinkels zu ändern, unter dem das Rad W positioniert ist. Die Einstellung der Arbeitsbewegungsrichtung des Prüfrades W wird per Hand durch Bewegung der drehbaren Platte 52 relativ zu der ringförmigen Tragleiste 54 ausgeführt, wobei dann das Rad W in der ausgewählten Position durch Anziehen der Schraube 55 oder irgendeines anderen geeigneten Mittels, das kraftschlüssig in die kreisförmige Platte 52 eingreift, festgestellt wird.
Das Prüfrad W weist ein flexibles blasenförmiges Teil 60 aus Urethan, Gummi, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material auf, deren Enden dicht zwischen Abschlußflanschen 62 und Klemmplatten 64 festgelegt sind, um eine flüssigkeitsdichte Verbindung zu erreichen. Das blasenförmige Teils 60 und die Abschlußflansche 62 rotieren um die feststehende Welle 40. Das Prüfrad W ist mit einer Flüssigkeit, solcher wie Wasser, gefüllt, die als Medium für die Übertragung von Schallwellen dient.

Wandlerbaugruppe

Die Wandlerbaugruppe A besteht aus einer Anordnung von zur Kennzeichnung von Fehlern längs-, quer- und schrägsendenden Wandlern und ist so ausgeführt, daß jeder Wandler in einem festen Abstand zu den Punkten P (Mol-%5) auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elements T positioniert ist. Die Lageeinstellung der Punkte P (Fig. 5) auf der äußeren Oberfläche wird durch vertikales Justieren der Einrichtung, wie oben beschrieben, erreicht. Auf diese Weise liegen, wenn die Wandler von oben betrachtet werden, die Punkte P unbeschadet des Durchmessers des rohrförmigen Elementes T in festen Positionen, wie in der in Fig. 6 gezeigten kreisförmigen Anordnung, vor.
Die Wandler senden vorzugsweise strichfokussierte Schallwellenbündel mit einem rechteckigen Querschnitt von ungefähr einem 3/4 Zoll in der Länge aus. Derartige Wandler erhalten gegenüber punktfokussierten Wandlern den Vorrang, weil erstere einen besseren Erfassungsbereich haben und für eine vollständige Untersuchung weniger Umdrehungen des rohrförmigen Elementes erfordern.
Wie aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich ist, ist ein erstes gegenüberliegendes Wandlerpaar 70 mittels winkelmessender Bogenträger 72 unter Verwendung von abgeschrägten Lagerblöcken 76 an einer ersten Wandlerbefestigungsplatte 74 montiert. Das erste Wandlerpaar 70 ist geneigt angeordnet, so daß Schallwellenbündel in gegenläufige Richtungen längs in das rohrförmige Element T gesendet werden können.
Ein zweites, gegenüberliegendes Wandlerpaar 80 ist mittels winkelmessender Bogenträger 82 unter Verwendung von schrägen Armen 86 an eine zweite Wandlerbefestigungsplatte 84 angebaut. Das zweite Wandlerpaar 80 ist geneigt angeordnet, so daß Schallwellenbündel in gegenläufige Richtungen quer in das rohrförmige Element T gesendet werden können. Die zweite Platte 84 ist über drei Stellschrauben 88 verstellbar mit der ersten Platte 74 verbunden, mittels derer zwecks Anpassung an die unterschiedlichen Durchmesser des rohrförmigen Elements T die zweite Platte 84 relativ zur ersten Platte 74 angehoben oder gesenkt werden kann.
Dritte und vierte gegenüberliegende Wandlerpaare 90 senden Schallwellenbündel in gegenläufige Richtung schräg in das rohrförmige Element T. Jeder dieser Wandler 90 ist über zwei zusammenwirkende winkelmessende Bogenträger 92 und 93 und zwei schräge Arme 96 und 97 an einer dritten Wandlerbefestigungsplatte 94 montiert. Die dritte Platte 94 ist über drei Stellschrauben 98 verstellbar mit der ersten Platte 74 verbunden, um, wie schon zuvor für die zweite Platte 84 beschrieben, eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser des rohrförmigen Elements T vornehmen zu können.
In der Mitte der ersten Platte 74 ist mittels einer Klemmplatte 102 ein Wandstärkenwandler 100 und ein Laminarfehlerwandler 101 befestigt. Diese Wandler senden Schallwellenbündel direkt in das rohrförmige Element T. Sie haben gleichfalls einen festen Abstand von der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T und senden ebenfalls strichfokussierte Schallwellenbündel mit einem Querschnitt von ungefähr einem 3/4 Zoll in der Länge. Praktisch können der Wandstärkenwandler 100 und der Laminarfehlerwandler 101 identische Wandler sein, da der Unterschied zwischen derartigen Wandlern der ist, daß Wandstärkenwandler mit einer geringeren Empfindlichkeit arbeiten.
Die Ausrichtung der Wandler auf die Längsachse des rohrförmigen Elements T zwecks Sendung der Schallwellenbündel längs, quer und schräg dazu, wird durch eine verstellbare Verbindung zwischen der ersten Wandlerbefestigungsplatte 74 und den Wellen 40 des Prüfrades W erreicht, wodurch die Wandlerbaugruppe A innerhalb des Prüfrades W, wie später noch erklärt wird, gedreht werden kann. An den Wellen 40 ist innerhalb des Prüfrades W ein U-förmiger Träger 110 befestigt, an dem die Wandlerbaugruppe A montiert ist. Träger 110 und Baugruppe A sind über einen Drehzapfen 112 (Fig. 1 und 4) miteinander verbunden, der in ein Zahnrad 114 eingepaßt ist. Das Zahnrad 114 seinerseits ist an einem Tragrahmen 116 befestigt und wird mittels einer Schneckenschraube 118 angetrieben. Die Schneckenschraube 118 dreht sich in einer Tragleiste 120, die am Träger 110 befestigt ist.
Die Einstellung der Stellschrauben 88 und 98, der Schneckenschraube 118 und der winkelmessenden Bogenträger kann manuell ausgeführt werden, nachdem das flexible blasenförmige Teil 60 des Prüfrades W entfernt worden ist. Das Einstellen der Stellschrauben 88 (Fig. 5) für die zweite Befestigungsplatte 84 wird durch einen die Stellschrauben 88 verbindenden Riemen 121 (Fig. 5) erleichtert, da durch Drehen an einer Schraube 88 die anderen Schrauben 88 im gleichen Maße mitgedreht werden. In gleicher Weise wird ein Riemen 122 für das gleichzeitige Drehen der Schrauben 98 zwecks Verstellung der dritten Befestigungsplatte 94 eingesetzt. Alternativ können mechanische Fernsteuerungseinrichtungen (nicht dargestellt) mit den verschiedenen, verstellbaren Einrichtungskomponenten verbunden sein, die durch eine oder beide der Bohrungen 42 in den feststehenden Wellen 40 aus dem Prüfrad W herausgeführt sind.

Die winkelmessenden Bogenträger

Wie man Fig. 6 entnehmen kann, ist die Position der Wandleranordnung mittels der winkelmessenden Bogenträger derart einstellbar, daß die gebrochenen Schallwellenbündel sich auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T treffen, dessen Wandstärke und Durchmesser im weiten Rahmen schwanken. Bei den bevorzugten Wandlern treffen sich die strichfokussierten Schallwellenbündel in überlappenden Rechtecken R an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Längsachsen der Rechtecke R müssen parallel zur Achse des rohrförmigen Elementes T gehalten werden, damit die Wellen durch Reflektion an einer konvexen Oberfläche nicht breit gestreut werden.
Die winkelmessenden Bogenträger ändern lediglich den Einfallwinkel unter dem die Schallwellenbündel in das rohrförmige Element T eintreten, und damit auch den Brechungswinkel innerhalb des rohrförmigen Elementes T, indem die Wandler in einem festen Abstand um die Punkte P auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T verschwenkt werden. Die verschiedenen Wandler werden entweder in Längs- oder in Querrichtung oder in beiden Richtungen um die Punkte P verschwenkt. Die Wandler werden auf ihren Bogenträgern so bewegt, daß jeder von ihnen derart positioniert ist, daß die bevorzugten strichfokussierten Schallwellenbündel von den sich überlappenden Rechtecken R auf der inneren Oberfläche reflektiert werden, wobei die Längsachsen der Rechtecke parallel zur Längsachse des rohrförmigen Elementes T verlaufen.
Die Fig. 7, 8, 9 und 10 zeigen spezielle Details eines typischen Wandlers 90, der unter Verwendung eines winkelmessenden Bogenträgers 92 an einen geneigten Arm 97 angebaut ist. Jeder winkelmessende Bogenträger besitzt eine Anbaufläche 130 und eine gekrümmte Fläche 132 mit einem feststehenden Radius. Ein Gleitblock 134 zum Anbau des Wandlers ist entlang der gekrümmten Fläche 132 verschiebbar. Er ist mit einer dünnen Leiste 136 verbunden, die in eine Nut 138 (Fig. 10) der gekrümmten Fläche 132 des winkelmessenden Bogenträgers eingepaßt ist. Die dünne Leiste 136 ist an Ihrer Oberseite mit einem Gewinde versehen, in das eine Schneckenschraube 140 eingreift. Die Schneckenschraube 140 ist unter Verwendung von Drehlagern 144, welche auswechselbar in die winkelmessenden Bogenträger eingebaut sind, drehbar in der Bohrung 142 des winkelmessenden Bogenträgers gelagert.
Alle winkelmessenden Bogenträger können den eben beschriebenen Aufbau aufweisen. Eine Ausnahme bildet der äußere winkelmessende Bogenträger 93 jedes Paares der zusammenwirkenden winkelmessenden Bogenträger, dessen gekrümmte Fläche 132 einen größeren feststehenden Radius besitzt, als die gekrümmte Fläche 132 des inneren, winkelmessenden Bogenträgers 92, damit beide winkelmessenden Bogenträger sich um den gleichen Punkt P auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T drehen.
Die Plazierung der winkelmessenden Bogenträger innerhalb der Wandlerbaugruppe A kann unter Nutzung der vorausgegangenen Ausführungen mathematisch oder graphisch derart optimiert werden, daß die gebrochenen Schallwellenbündel aller Wandler der Anordnung sich auf den inneren Oberflächen der im Durchmesser und in der Wandstärke variierenden rohrförmigen Elemente T treffen.

Schlitten für die Radbaugruppen

Wie am besten aus den Fig. 11-14 zu ersehen ist, sind die Radbaugruppen C, wenn erforderlich zusammen mit anderer Prüfausrüstung (nicht dargestellt), am Schlitten K befestigt. Der Schlitten K besitzt einen Rahmen 150 von im allgemeinen rechteckiger Kastenform und hat Räder 152, die auf einem parallelen Schienenpaar 154 laufen, das auf einem Bett 155 montiert ist. Der Schlitten K wird vorzugsweise mittels eines Antriebs, z. B. mittels eines Motors 156, längs zum Rohr T bewegt. Der Motor 156 treibt ein Zahnrad 157 an, das in eine Zahnstange 158 eingreift. Auf diese Weise wird der gesamte Schlitten K längs zum Rohr T bewegt, während dieses durch die drehbaren Rollen R' gedreht wird. Wenigstens eine der Rollen R' wird durch einen hydraulischen oder elektrischen Motor 160 angetrieben.
Die Rollen R' sind auf einen geeigneten Sockel 162 montiert und vorzugsweise mittels eines hydraulischen Hubmechanismus 164 herkömmlicher Konstruktion nach oben und unten verstellbar, um das Rohr oder das rohrförmige Element T in die gewünschte Lage zu bringen.
Die Radbaugruppen C sind am Oberteil des Rahmens 150 befestigt, und vorzugsweise ist jede von ihnen abwärts und aufwärts verstellbar, um die Prüfräder W mit einem gewünschten Druck zur Anlage an die äußere Oberfläche des Rohres T zu bringen. Da das blasenförmige Teil 60 des Prüfrades aus Urethan, Gummi oder einem anderen flexiblen Material hergestellt ist, wird es in eine Position bewegt, in der die Kontaktfläche zwischen dem Rohr T und dem blasenförmigen Teil 60 groß genug ist, damit alle Schallwellenbündel der Wandleranordnung über das flüssigkeitsgefüllte, blasenförmige Teil 60 in das Rohr T gelangen, was am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Auf- und Abwärtsbewegung der Radbaugruppe C wird vorzugsweise durch Befestigen jedes der Kanalteile 35 an einem rechteckigen Rahmen 165 erreicht, der durch geeignete Mittel auf und ab bewegbar ist. Zum Beispiel ist ein elektrischer oder hydraulischer Motor 167 (Fig. 12 und 14) mit einer Antriebswelle 167 a verbunden, um Ritzel (nicht dargestellt) anzutreiben, die mit vertikalen Schneckenschrauben 168 a kämmen, welche jeweils mit dem Rahmen 165 verbunden sind. Mit der Welle 167 a ist auch ein Kegelradgetriebe 166 verbunden, über das eine Welle 167 b sowie die Zahnräder eines zweiten Kegelradgetriebes 169 angetrieben werden. Mit dem Getriebe 169 ist eine Antriebswelle 169 a verbunden, die Ritzel antreibt, welche mit vertikalen Schneckenschrauben 168 b kämmen, die ebenfalls am Rahmen 165 befestigt sind. Hülsen 171 schützen die nach oben aus dem Rahmen 150 herausragenden Schrauben 168 a und 168 b vor Beschädigung.
Das Kanalteil 35 ist mittels einer pneumatischen Kolben 35 a - Zylinder 170-Anordnung beschränkt vertikal bewegbar, vorzugsweise ungefähr sechs Zoll, die das Teil 35 mit dem Rahmen 165 verbindet. Die gesamte Radbaugruppe C kann relativ zur äußeren Oberfläche des Rohres T durch vertikale Verfahren des Rahmens 165 nach oben und unten bewegt werden. Das pneumatische System 170 wird in Betrieb genommen, wenn die Prüfräder W sich in einem Abstand von weniger als sechs Zoll vom Rohr T befinden, damit das blasenförmige Teil 60 in eine sachgemäße Anlage an die äußere Oberfläche des Rohres T gebracht werden kann, was am besten aus Fig. 1 erkennbar ist.

Verfahren zur Kennzeichnung von Fehlern

Das bevorzugte Verfahren für die Anwendung der beschriebenen Wandleranordnung zur Kennzeichnung von Fehlern in rohrförmigen Elementen T stellt eine Kombination aus dem herkömmlichen Impuls-Echo-Verfahren und dem herkömmlichen, sogenannten Pitch-Catch-Verfahren dar. Jeder Wandler der Anordnung wird erregt, um Schallwellenbündel auszusenden und dann entregt, um jede Reflektion der zum Wandler zurückkehrenden Bündel plus die Reflektionen der von anderen Wandlern der Anordnung gesendeten Schallwellenbündel zu empfangen.
Vorzugsweise werden die von einem Wandler eines gegenüberliegenden Wandlerpaares gesendeten Schallwellenbündel nicht vom anderen Wandler des Paares empfangen. Jedoch werden die meisten der gesendeten Schallwellenbündel in der Tendenz von der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T zu dem anderen Wandler des Paares hin reflektiert. Demgemäß besteht das bevorzugte Verfahren zur Nutzung der Wandleranordnung darin, daß Schallwellenbündel zu einem Zeltpunkt von einem Wandler eines gegenüberliegenden Paares gesendet werden, an dem der andere Wandler keine Bündel empfängt. Ferner erhält man die brauchbarsten Informationen über die Charakteristika eines Fehlers von Wandlern, die so positioniert sind, daß sie in erster Linie am Fehler reflektierte Bündel empfangen, und keine Bündel, die direkt an der inneren oder äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elementes reflektiert werden.
Nach Maßgabe der vorstehenden Informationen besteht das bevorzugte Verfahren zur Nutzung der erfindungsgemäßen Wandleranordnung darin, mit vier benachbarten Wandlern gleichzeitig Schallwellenbündel zu senden, wobei zu den benachbarten Wandlern ein Wandler jedes gegenüberliegenden Wandlerpaares plus entweder der Wandstärkenwandler 100 oder der Laminarfehlerwandler 101 gehört. Praktisch sendet eine erste Wandlergruppe, zu der die vier benachbarten Wandler 70, 90, 80 und 90 (nach Fig. 6 im Uhrzeigersinn aufwärts von 70 bis 90) und der Wandstärkenwandler 100 gehören, Schallwellenbündel aus, und empfangen dann reflektierte Bündel. Dann senden und empfangen die anderen vier benachbarten Wandler 70, 90, 80 und 90 (nach Fig. 6 im Uhrzeigersinn abwärts von 70 bis 90) und der Laminarfehlerwandler 101 Schallwellenbündel. Auf diese Weise ist die erste Fünfergruppe der Wandleranordnung gegenüber der anderen Fünfergruppe in der Phase verschoben und kann in rascher Folge erregt werden, während die Wandleranordnung einen schraubenförmigen Weg um das rohrförmige Element T herum beschreibt. Weiterhin kann jeder Wandler einer Gruppe der Wandleranordnung reflektierte Schallwellenbündel empfangen, welche von jedem anderen Wandler der gleichen Gruppe gesendet werden.
Der aus den reflektierten Schallwellenbündel resultierende Output jedes der verschiedenen Wandler kann konventionell angezeigt oder aufgezeichnet werden, obgleich der Output vorzugsweise an einem Computer (nicht dargestellt) übertragen wird, der so programmiert ist, daß die brauchbarsten Daten zur Kennzeichnung von Fehlern selektiert werden. Der Computer kann primär auch für Berechnungen der erforderlichen Einfallwinkel aller Schallwellenbündel herangezogen werden, damit diese auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T zusammentreffen. Wenn kein Computer vorhanden ist, können die Einfallwinkel für häufig untersuchte Größen der rohrförmigen Elemente T in einem Nachschlagebuch zusammengestellt werden, und der Wandleroutput kann in jeder verfügbaren Weise weiterverarbeitet werden.

Das Verfahren

Nach Maßgabe der vorstehenden Erläuterungen bestehen die Schritte zur Nutzung der beschriebenen Einrichtung darin, daß zunächst die Stützrollen 10 der Radbaugruppe C in Berührung mit dem rohrförmigen Element T gebracht werden, nachdem die Prüfräder W abgesenkt worden sind, um den Kontakt mit dem Rohr oder dem rohrförmigen Element T herzustellen.
Anschließend wird dann das Prüfrad W, wie zuvor beschrieben, positioniert oder gedreht, um einen gewünschten schraubenförmigen Weg um die äußere Oberfläche des rohrförmigen Elementes T vollführen zu können. Die Wandlerbaugruppe A wird dann, wie zuvor beschrieben, im Prüfrad W gedreht, um diese Baugruppen mit der Längsachse des rohrförmigen Teils T so auszurichten, daß die Wandler 70 auf einer Linie mit der Rohrachse, die Wandler 80 senkrecht zur Rohrachse und die Wandler 90 im Winkel zur Rohrachse stehen.
Die zweiten und die dritten Wandlerbefestigungsplatten 84 und 94 werden, wie zuvor beschrieben, in Abhängigkeit vom Durchmesser des rohrförmigen Elementes T verstellt, um jeden Wandler in einen feststehenden Abstand zu einem Punkt P auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T zu bringen.
Die winkelmessenden Bogenträger werden, wie zuvor beschrieben, in Abhängigkeit von der Wandstärke und dem Durchmesser des rohrförmigen Elementes T verstellt, um jeden Wandler der Anordnung in eine Position zu bringen, in der die gebrochenen Bündel auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elementes T zusammentreffen.
Das rohrförmige Element T wird dann mittels der Rollen R' in Drehung versetzt, und der Schlitten K mit einer oder mehreren Radbaugruppen C in Längsrichtung entlang dem rohrförmigen Element T bewegt, um während der Ultraschallprüfung des Rohres T die schraubenförmige Bewegung zu realisieren.
Während das Prüfrad W jeder Baugruppe C sich über die äußere Oberfläche des rohrförmigen Elemente T bewegt, senden und empfangen separate Hälften der Wandleranordnung in rascher Folge Schallwellenbündel, wie zuvor beschrieben. Die von den Wandlern erhaltenen Informationen können konventionell aufgezeichnet und analysiert werden, oder zwecks Datenselektion und Berechnungen an einen Computer übertragen werden, um im wesentlichen sofort während der Prüfung des Rohres Ergebnisse zur Verfügung zu haben.
Die vorstehende genaue Beschreibung der Erfindung hat erläuternden Charakter. Änderungen in der Größe, Form und den Materialien ebenso wie in den Details der veranschaulichten Konstruktion können erfolgen, ohne die Erfindung zu verlassen, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Verfahren zur Ultraschalluntersuchung eines rohrförmigen Elementes (T) mit einer Längsachse, wobei Schallwellenbündel durch das Element mittels eines Wandlers übertragen werden, worin die Schallwellenbündel strichfokussiert werden und einen rechteckigen Bündelquerschnitt haben und mittels mindestens einem Wandler (90) schräg in bezug auf die Längsachse des Elements, gerichtet werden, so daß gebrochene Wellenbündel von einen Rechteck (R) auf der inneren Oberfläche des Elementes (T) reflektiert werden, wobei das Rechteck eine zur Längsachse des Elements parallele Längsachse hat und wobei Schallwellenbündel aufgefangen werden, die von Fehlern im Element reflektiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiters den Schritt der Schaffung einer relativen, schraubenförmigen Bewegung zwischen dem Element um dem Wandler enthält, um mit dem Rechteck einen schraubenförmigen Weg um die innere Oberfläche des Elementes zu verfolgen.

3. Verfahren gemaß Anspruch 1 oder 2, das weiters den Schritt des gleichzeitigen Sendens von strichfokussierten Schallwellenbündeln längs und quer durch das Element mittels mindestens zusätzlichen Wandlern (70, 80) enthält, so daß diese Schallwellenbündel in dem Element aufeinandertreffen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Schallwellenbündel auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elements aufeinandertreffen und Schallwellenbündel, die von Fehlern im Element reflektiert werden, von zumindest zwei Wandlern (90, 70, 80) empfangen werden.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiters den Schritt des Sendens von strichfokussierten Schallwellerbündeln mit mindestens einem zusätzlichen Wandler (70, 80) direkt in das Element entalt, so daß die genannten Schallwellenbündel im Element aufeinandertreffen.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem die Wannler eine Reihe von Wandlern (70, 80, 90) bilden, so daß die Schallwellenbündel in dem rohrförmigen Element aufeinandertreffen und von Fehlern in dem Element reflektiert werden, und bei dem die reflektierten Wellenbündel durch die genannte Reihe von Wandlern empfangen werden.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem alle Wandler strichfokussierte Schallwellenbündel senden und die gebrochenen Wellenbündel in überlappenden Rechtecken auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elements aufeinandertreffen, wobei die Rechtecke Längsachsen haben, die parallel zur Längsachse des rohrförmigen Elements sind.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, das weiters enthält den Schritt der Anbringung des mindestens einen Wandlers in einem Prüfrad (W); der Positionierung des Prüfrades, um einer relativen, schraubenförmigen Bewegung zwischen dem Wandler und dem Element zu folgen; und der Positionierung des Wandlers im Prüfrad, so daß die strichfokussierten Schallwellenbündel von einem Rechteck auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elements reflektiert werden, wobei das Rechteck eine Längsachse hat, die parallel zur Achse des rohrförmigen Elements ist, während das Prüfrad der relativen, schraubenförmigen Bewegung zwischen dem Wandler und dem Element folgt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, das weiters enthält den Schritt des Einstellens des Wandlers (70, 80, 90) im Prüfrad (W) unabhängig vom Prüfrad, um den schraubenförmigen Weg des Prüfrades relativ zum rohrförmigen Element zu verändern, während der Beibehaltung des parallelen Sendens von strichfokussierten Schallwellenbündeln in bezug auf die Achse des rohrförmigen Elements.

10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem eine Reihe von strichfokusierten Wandlern (70, 80, 90) im Prüfrad (W) angebracht ist und die strichfokussierten Schallwellenbündel im rohrförmigen Element aufeinandertreffen.

11. Ultraschalluntersuchungseinrichtung verwendbar zum Untersuchen eines rohrförmigen Elements (T) mit einer Längsachse, welches einen Wandler zum Senden von strichfokussierten Wellenbündeln, die einen rechteckigen Querschnitt haben, und Empfangseinrichtungen zum Empfangen der Schallwellenbündel, die von den Fehlern im Element reflektiert wurden, enthält, bei dem eine Wandlerpositionierungseinrichtung wie (A) mit dem Wandler (90) verbunden ist, um die strichfokussierten Schallwellenbündel schräg in bezug auf die Längsachse durch das Element zu senden, so daß gebrochene Wellenbündel von einem Rechteck (R) auf der inneren Oberfläche des Elements (T) reflektiert werden, wobei das Rechteck eine zur Längsachse des Elements parallele Längsachse hat.

12. Ultraalluntersuchungseinrichtung gemäß Anspruch 11, die weiters Mittel (RK) zur Schaffung einer relativen, schraubenförmigen Bewegung zwischen dem Element und dem Wandler enthält, um mit dem Rechteck einem schraubenförmigen Weg um die innere Oberfläche des Elements zu folgen.

13. Ultraschalluntersuchungseinrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, die weiters ein Prüfrad (W) enthält, das eine fixierte Welle (40) und Einrichtungen (110, 114, 118) zum verstellbaren Herabhängen der Wandlerpositionierungseinrichtung (A) von der fixierten Welle hat, so daß die Positionierungsmittel unabhängig vom Prüfrad gedreht werden können.

14. Ultraschalluntersuchungseinrichtung gemäß Anspruch 13, die weiters enthält einen Schlitten (K), der Einrichtungen zur longitudinalen Bewegung parallel zur Achse des rohrförmigen Elements während der Drehung des rohrförmigen Elements hat; Prüfradbefestigungsmittel (52), die das Prüfrad (W) an dem Schlitten zum Kontakt mit dem rohrförmigen Element befestigen, bei dem die Prüfradbefestigung so konstruiert und angeordnet ist, daß die Drehachse des Prüfrades in einem Winkel zur Achse des rohrförmigen Elements angeordnet ist, um das Bewegen des Prüfrades auf einem schraubenförmigen Weg zu bewirken, wenn das rohrförmige Element gedreht wird und der Schlitten in Längsrichtung relativ zum rohrförmigen Element bewegt wird, und bei dem die Wandlerpositionierungseinrichtung (A) den Wandler in dem Prüfrad befestigt, wodurch das strichfokussierte Wellenbündel vom Wandler von einem Rechteck (R) auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elements reflektiert wird, wobei das Rechteck eine zur Achse des rohrförmigen Elements parallele Längsachse hat.

15. Einrichtung gemäß Anspruch 14, bei der die Prüfradbefestigungsmittel (52) relativ zum Schlitten einstellbar sind, um den Winkel der schraubenförmigen Bewegung des Prüfrades relativ zum rohrförmigen Element zu verändern.

16. Einrichtung gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem die Wandlerpositionierungseinrichtung (A) einstellbar ist, um die Achse des Rechtecks parallel zur Achse des rohrförmigen Elements unabhängig vom Winkel der schraubenförmigen Bewegung des Prüfrades zu halten.

17. Einrichtung gemäß einer der Ansprüche 11 bis 16, die weiters zusätzliche Wandler (70, 80) zum Senden von strichfokussierten Schallwellenbündeln enthält.

18. Einrichtung gemäß Anspruch 17, die weiters zusätzliche Wandlerpositionierungseinrichtungen (72, 82) enthält, die mit den zusätzlichen Wandler (70, 80) zum Senden der Schallwellenbündel längs und quer durch das Element verbunden sind, so daß die Schallwellenbündel in dem rohrförmigen Element aufeinandertreffen.

19. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 18, bei der die Empfangseinrichtung Mittel enthält, um den oder jeden Wandler rasch zu erregen und entregen, um nacheinander Schallwellenbündel zu senden und zu empfangen.

20. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 19, die weiters einen zusätzlichen Wandler erhält, der angebracht ist, um strichfokussierte Schallwellenbündel direkt in das Element zu senden, so daß die Schallwellenbündel in dem Element aufeinandertreffen.

21. Einrichtung gemäß der Ansprüche 17,18 oder 20, bei der die Wandler (70, 80, 90) eine Reihe von gegenüberliegenden Wandlern zum Senden von strichfokussierten Schallwellenbündeln bilden und worin die Wandlerpositionierungseinrichtungen mit den Wandlern zur Positionierung der Wandler zum Senden der Schallwellenbündel längs, quer und schräg durch das Element verbunden sind, so daß gebrochene Wellerbündel von überlappenden Rechtecken an der inneren Oberfläche des Elements reflektiert werden, wobei die Rechtecke zur Längsachse des Elements parallele Längsachsen und Mittel zum raschen Erregen und Entregen einer ersten Hälfte von Wandlern und dann einer zweiten Hälfte von Wandlern zum Senden und Empfangen von Schallwellenbündeln heben, wobei keine Hälfte der Wandler ein Paar von gegenüberliegenden Wandlern enthält.

22. Einrichtung gemäß einer der Ansprüche 11 bis 21, die weiters einen Wandstärkenwandler (100) und einen Laminarfehlerwaler (101) enthält, die mit den Wandlerpositionierungseinrichtungen befestigt sind, um strichfokussierte Schallwellenbündel direkt in das Element zu senden, so daß die Wellenbündel im wesentlichen von den überlappenden Rechtecken reflektiert werden.

23. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 22, wobei die Wandlerpositionierungeinrichtung (A) enthält eine erste Wandlerbefettigungsplatte (74), ein erstes Paar von winkelmessenden Bogenträgern (72), die mit der ersten Befestigungsplatte zum Befestigen eines ersten gegenüberliegenden Paars von Wandlern (70) zusammengesetzt ist, das longitudinal Schallwellenbündel in entgegengesetzte Richten sendet, wobei das erste Paar von winkelmessenden Bogenträgern angeordnet ist, um die Drehung jedes Wandlers des ersten Paars von Wandlern längs eines Punktes an der äußeren Oberfläche der Elemente zu erlauben; eine zweite Wandlerbefestigungsplatte (84), ein zweites Paar von winkelmessenden Bogenträgern (82), die mit der zweiten Befestigungsplatte (84) zur Befestigung eines zweiten gegenüberliegenden Paares von Wandlern (80) zusammengesetzt ist, das quer Schallwellenbündel in entgegengesetzte Richtungen sendet, wobei das zweite Paar von winkelinessenden Bogenträgern angeordnet ist, um jedem Wandler des zweiten Paars von Wandlern die Drehung quer zu einem Punkt an der äußeren Oberfläche der Elemente zu erlauben; erste einstellbare Verbindungsmittel (88), um radiale Bewegung der zweiten Wandlerbefestigungsplatte zu erlauben, um die Drehpunkte für das zweite Wandlerpaar auf der äußeren Oberfläche der Elemente anzuordnen; eine dritte Wandlerbefestigungsplatte (94); zwei Paare von zwei zusammenwirkenden winkelmessenden Bogenträgern (92, 93), die an der dritten Befestigungsplatte zur Befestigung dritter und vierter gegenüberliegender Paare von Wandlern (90) angebracht sind, die Schallwellenbündel schräg in entgegengesetzte Richtungen senden, wobei die beiden Paare von zwei zusammenwirkenden winkelmessenden Bogenträgern (92, 93) angeordnet sind, um die Drehung jedes Wandlers der dritten und vierten Paare von Wandlern (90) sowohl längs als auch quer um einen Punkt auf der äußeren Oberfläche des Elements zu erlauben; und zweite einstellbare Verbindungsmittel (98), um eine radiale Bewegung der dritten Wandlerbefestigungsplatte zu ermöglichen, um die Drehpunkte für die dritten und vierten Wandlerpaare an der äußeren Oberfläche des Elements anzuordnen.

24. Einrichtung gemäß Anspruch 23, bei der die Wandler strichfokussierte Schallwellenbündel senden und die gebrochenen Wellenbündel in den überlappenden Rechtecken auf der inneren Oberfläche der rohrförmigen Elemente aufeinandertreffen, wobei die Rechtecke zu den Längsachsen der Elemente parallele Längsachsen haben.

25. Ultraschallwandlerbefestigungseinheit verwendbar zum Befestigen einer Reihe von Wandlern (70, 80, 90), die längs, quer und schräg Schallwellenbündel aussenden, um rohrförmige Elemente mit verschiedenen Durchmessern und Wandstärken zu überprüfen, so daß gebrochene Wellenbündel auf der inneren Oberfläche der Elemente aufeinandertreffen, wobei die Einheit enthält eine erste Wandlerbefestigungsplatte (74); ein erstes Paar von winkelmessenden Bogenträgern (72) die mit der ersten Befestigungsplatte zum Befestigen eines ersten gegenüberliegenden Paars von Wandlern (70) zusammengesetzt ist, welche längs in entgegengesetzte Richtungen Schallwellenbündel aussenden, wobei das erste Paar von winkelmessenden Bogenträgern angeordnet ist, um die Drehung jedes Wandlers des ersten Paars von Wandlern längs eines Punktes an der äußeren Oberfläche der Elemente zu erlauben; eine zweite Wandlerbefestigungsplatte (84), ein zweites Paar von winkelmessenden Bogenträgern (82), die mit der zweiten Befestigungsplatte (84) zur Befestigung eines zweiten gegenüberliegenden Paares von Wandlern (80) zusammengesetzt ist, das quer Schallwellenbündel in entgegengesetzte Richtungen sendet, wobei das zweite Paar von winkelmessenden Bogenträgern angeordnet ist, um jedem Wandler des zweiten Paars von Wandlern die Drehung quer um einen Punkt an der äußeren Oberfläche der Elemente zu erlauben; erste einstellbare Verbindungsmittel (88), um eine radiale Bewegung der zweiten Wandlerbefestigungsplatte zu erlauben, um die Drehpunkte für das zweite Wannlerpaar auf der äußeren Oberfläche der Elemente anzuordnen, eine dritte Wandlerbefestigungsplatte (94); zwei Paare von zwei zusammenwirkenden winkelmessenden Bogenträgern (92, 93), die mit der dritten Berestigungsplatte zur Befestigung dritter und vierter gegenüberliegender Paare von Wandlern (90) zusammengesetzt sind, wobei die Bogenträger (92, 93) zur Längsachse des Elements ausgerichtet sind um die Schallwellen schräg, in entgegengesetzte Richtungen zu richten, wobei die beiden Paare von zwei zusammenwirkenden winkelmessenden Bogenträger (92, 93), die angeordnet sind, um die Drehung jedes Wandlers der dritten und vierten Paare von Wandlern (90) sowohl längs als auch quer um einen Punkt auf der äußeren Oberfläche des Elements zu erlauben, und zweite einstellbare Verbindungsmittel (98), um eine radiale Bewegung der dritten Wandlerbefestigungsplatte zu ermöglichen, um die Drehpunkte für die dritten und vierten Wandlerpaare an der äußeren Oberfläche des Elements anzuordnen, worin die Wandler strichfokussierte Schallwellenbündel mit rechteckigem Wellenbündelquerschnitt senden und die gebrochenen Wellenbündel in überlappenden Rechtecken (R) auf die innere Oberfläche (T) des rohrförmigen Elements treffen, wobei die Rechtecke zu Längsachsen der Elemente parallele Längsachsen haben.

26. Ultraschallwandlerbefestigungseinheit gemäß Anspruch 25, die weiters Mittel zur Befestigung eines Wandstärkenwandlers (100) und eines Laminarfehlerwandlers (101) enthält, so daß die Schallwellen für alle Wandler auf der inneren Oberfläche des Elements aufeinandertreffen.