KR101771898B1

KR101771898B1 - 경사형 자화기를 갖는 파이프라인 검사 도구

Info

Publication number: KR101771898B1
Application number: KR1020170018672A
Authority: KR
Inventors: 제임스 시멕; 토드 베이커; 마크 그레고르
Original assignee: 티.디.더블유델라웨어인코포레이티드
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-08-28
Also published as: GB201010493D0; US8653811B2; MY160354A; GB2471387B; DE102010025065A1; AT508477B1; KR20170019391A; BRMU9001058U2; CN101936950A; US20100327859A1; KR101718348B1; RU2010126138A; CN101936950B; BRMU9001058Y1; KR20110000526A; RU2557336C2; AT508477A2; GB2471387A; AT508477A3; NL2004963C2

Abstract

파이프라인 검사 도구는 도구의 길이에 걸쳐 등간격으로 이격된 짝수의 "n"개의 나선형 극 자석을 갖는다. 바람직하게는 합치 가능한 상부면을 갖는 각각의 극 자석은 도구 본체 둘레에 회전되거나 나선 형태로 되어 각각의 극 자석의 제2 단부가 동일한 극 자석의 제1 단부에 대해 미리 결정된 양("α")으로 오프셋된다. 극 자석의 각각에 인가된 회전량(α)은 도구 본체(따라서, 파이프)의 중심 길이방향 축에 경사진 자기장을 생성하고 파이프의 내부 벽 표면의 360°를 덮는 자기장을 생성한다. 자속 센서의 나선형 어레이는 도구 본체 둘레에 배열되고 인접한 쌍의 극 자석 사이에 실질적으로 등간격으로 이격될 수 있다. 도구는 축방향 배향, 원주방향 배향 및 체적 이상을 검출하고, 단일 패스 검사를 허용한다.

Description

경사형 자화기를 갖는 파이프라인 검사 도구{Pipeline Inspection Tool with Oblique Magnetizer}

계류 출원의 참조

본 출원은 2009년 6월 26일 출원된 미국 가출원 제 61/220,734호의 이득을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 튜빙, 파이핑 및 파이프라인 내의 이상을 검출하도록 설계된 검사 도구에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 자속 누설 검출 기술을 이용하는 인라인 검사 도구에 관한 것이다.

다수의 설치된 파이프라인은 주로 금속 손실 이상을 식별하기 위해 자속 누설(MFL)을 사용하여 검사될 수 있다. 자속 누설은 금속 손실 이상의 주축 및 필드각이 변경됨에 따라 파이프라인의 벽 내의 이상에 예측 가능한 방식으로 응답하는 것으로 나타나고 있다. 실험 및 모델링 결과의 모두가 또한 관련 문헌에 광범위하게 설명되어 있는 이 효과를 확인하는데 사용되어 왔다.

데이터 취득, 데이터 저장 및 자기 회로 디자인에 의해 부여되는 제한에 부분적으로 기인하여, 대부분의 인라인 검사 도구는 축방향으로 배열된 자화기(magnetizer)를 이용하고 있다[예를 들어, 쉠프(Schempf) 등의 미국 특허 제 6,820,653 등 참조]. 그러나, 현재의 축방향 필드 자화기 디자인은 극단적으로 좁은 축방향 특징의 식별 및 정량화를 곤란하게 하거나 몇몇 경우에는 불가능하게 한다. 이들 특징 분류에 대해, 원주방향 또는 횡방향에서 자기장을 사용하는 용액이 파이프라인 검사 공급자에 의해 지난 십년에 걸쳐 시판되고 공급되어 왔다. 그러나, 물리적인 특성의 제약에 기인하여, 이들 횡방향 자속 검사(TFI) 도구의 성능 및 정확도는 일반적으로 일반적인 금속 손실 이상을 위한 축방향 필드 도구의 성능 및 정확도보다 낮다.

부가적으로, 이들 TFI 도구는 통상적으로 적당한 커버리지(coverage)를 성취하기 위해 최소 2개의 자화기 조립체를 필요로 하여, 이들 도구를 현존하는 축방향 MFL 도구에 합체하는 것을 불가능하게 하거나 곤란하게 한다.

극단적으로 좁은 금속 손실 특징 또는 특정 분류의 시임 용접(seam weld) 이상을 가질 수 있는 이들 파이프라인에 대해, 표준 축방향 필드 도구는 적당한 검출 및 정량화 능력을 제공하지 않는다. 이들 경우에, MFL 기반 도구에서, 초기 또는 보충 조사가 TFI 도구를 사용하여 수행된다. TFI 도구가 극단적으로 좁은 이상 및 특정 시임 용접 이상을 검출할 수 있지만, 이들은 또한 파이프라인 내에서 통상적으로 발견되는 잔여 체적 금속 손실 특징의 모두를 검출하여, 목표화된 이상 분류를 식별하는 프로세스를 복잡하게 한다.

초기의 TFI 장치 중 하나가 크로우치(Crouch) 등의 미국 특허 제 3,483,466호에 설명되어 있다. 크로우치 특허는 자석의 각 측면에 위치된 자력계(magnetometer) 또는 탐색 코일과 같은 검출기를 갖고 서로 수직으로 배열된 한 쌍의 전자석을 개시하고 있다. 영구 자석 및 홀 디바이스형 센서의 사용 이외에, 크로우치 특허의 장치는 최신식 구현을 위한 기초로서 남아 있다. 부가적으로, 몇몇 디자인은 대부분의 경우에 횡방향 또는 원주방향 필드 검출을 보유하는 분할된 또는 개별의 별개의 자석을 수반한다. 예를 들어, 위어스(Wiers) 등의 미국 특허 제 3,786,684호는 다른 것들에 수직인 각각의 어레이의 필드를 갖고 파이프 축에 경사져서 어레이로 배열된 개별 자석을 개시하고 있다. 그러나, 이 장치는 각각의 개별 자석의 극 사이의 섹션 및 영역에 필드를 제한한다. 더욱이, 위어스형 구현을 위해 요구되는 짧은 극 간격은 자기 회로의 길이를 감소시켜 이에 의해 도구가 속도 효과의 문제점을 겪게 하고 또한 용접부, 오목부에서 데이터 품질을 마스킹하고, 왜곡하거나 열화시키거나 다른 이상을 겪게 한다.

다른 디자인은 복잡한 기하학적 형상, 다수의 자화기 섹션 및 자화기 섹션의 소용돌이형 또는 나선형 움직임을 유도하도록 설계된 나선형 드라이브, 기어 및 휠과 같은 복잡한 기계적인 장치를 포함한다. 예를 들어, 베르니케(Wernicke)의 미국 특허 제 5,565,633호는 2개 이상의 자기 회로 및 과잉의 감지 유닛을 갖는 자화기 섹션과 함께 사용하기 위한 기계적으로 복잡한 디바이스를 개시하고 있다. 일 실시예에서, 자석 블록이 나선형으로 배치된 평행한 극을 갖고 배열된다. 다른 실시예에서, 자석 블록은 축방향으로 변위된 비틀린 극 쌍이다. 양 실시예는 내부 파이프 표면의 완전한 커버리지를 성취하기 위해 기계적으로 유도된 회전을 필요로 한다. 베르니케와 유사하게, 라무아트(Ramuat)의 미국 특허 제 6,100,684호는 섹션의 나선형 움직임을 유도하고 파이프 벽의 중첩 또는 완전한 커버리지를 성취하기 위해 다수의 자화기 섹션 및 복잡한 휠의 배열을 포함하는 실질적으로 횡방향 필드 자화 장치를 개시하고 있다. 톰슨(Thompson) 등의 미국 특허 제 7,548,059호는 파이프 주위에 나선형으로 있는 공칭적으로 횡방향 필드를 생성하기 위해 밀접하게 이격된 쌍으로 배열된 고정 자석을 구비하는 2개의 스키드(극)를 포함한다. 이 도구[지지 텐던(tendon), 풀리 및 스프링과 같은 다양한 이동부를 포함함]는 파이프라인 내의 굴곡부를 수용하기 위해 충분히 가요성이 되도록 훨씬 추가된 복잡성을 필요로 한다. 더욱이, 이 장치의 자석은 2개의 평행한 극 사이에 필드를 유도하여, 개별의 별개의 자석 블록의 극 사이에 단일의 폐루프 회로를 형성한다.

톰슨 등의 특허와 유사하게, 종래 기술에 사용된 자석은 자석 블록을 위해 사용된 순응성 또는 합치 가능한 상부면에 대한 참조 없이 블록으로서 설명되어 있다. 자기 회로에 대한 강성 접촉 장치의 사용은 파이프라인 내에 존재할 수 있는 오목부에서 또는 용접부 및 다른 업셋을 따른 자기장 경로 내에 공기 갭 또는 가변적인 자기 저항 구역을 유도함으로써 데이터 품질을 열화시킨다. 소정의 특징의 분류에서, 주위의 필드 내에 생성된 방해물은 관심의 특징에 기인하여 존재하는 자속 누설 신호를 마스킹하거나 다른 방식으로 왜곡한다. 오목부 및 용접 구역 내에 존재하는 임의의 자기 이상은 이들 구역 내의 이들의 존재에 기인하여 큰 중요성을 갖고, 이와 같이 데이터 품질이 중요한 영역을 표현한다.

부가적으로, 종래 기술은 파이프 벽 표면에 대해 친밀 접촉 배열의 다수의 극 또는 표면의 사용을 필요로 한다. 이 배열은 자화기 조립체에 의해 경험되고 있는 움직임에 대한 극도로 높은 마찰력 또는 저항을 초래하여, 이에 의해 낮은 마찰을 필요로 하는 용례에서 그 사용을 억제하거나 방해한다.

기계적으로 복잡한 구조의 요구 없이 내부 파이프 벽 표면의 전체 커버리지를 제공하고, 축방향 배향, 원주방향 배향 및 체적 특징을 검출하는 필드를 생성하고, 특징이 축방향 또는 원주방향으로 배향되었는지 여부에 무관하게 특징으로부터 유사한 응답을 생성하고, 속도 효과 뿐만 아니라 용접부, 오목부에서의 신호 마스킹, 방해 및 왜곡 및 다른 업셋을 제거하거나 감소시키고, 파이프라인 장애물, 굴곡부 및 감소부를 조종하고, 신호 패스에서 파이프라인 조사가 성취되게 하는 MFL 도구에 대한 요구가 존재한다.

본 발명에 따라 제조된 파이프라인 검사 도구는 원통형 도구 본체를 갖는 자화기 조립체, 적어도 2개의 반경방향 디스크 및 원통형 도구 본체의 외부면 둘레에 배열된 짝수 "n"개의 조립체를 포함한다. 각각의 극 자석(바람직하게는, 자석과 파이프의 내부 벽 표면 사이에 브러시형 표면과 같은 합치 가능한 상부면을 가짐)은 2개의 반경방향 디스크 사이에 위치된 원통형 본체의 길이로 연장한다. 인접한 극 자석 사이의 간격은 약 360°/n이고, "n"은 이용된 극 자석의 수이다. 자속 경로는 자극으로부터 방사되고, 대향 방향으로 분기되어 유사한 방식으로 반대 극으로 복귀한다.

극 자석은 원통형 도구 본체 둘레로 회전되거나 나선 형태로 되어 각각의 극 자석의 제2 단부가 동일한 극 자석의 제1 단부에 대해 미리 결정된 양("α")으로 오프셋된다. 극 자석의 각각에 인가된 회전량(α)은 도구 본체(따라서, 파이프)의 중심 길이방향 축에 경사진 자기장을 생성한다. 30°내지 150°의 범위일 수 있는 회전량(α)은 바람직하게는 도구 본체에 대향하여 놓인 파이프의 내부 벽 표면의 360°를 덮는 자기장을 생성하기 위해 효과적인 회전량이다.

자속 센서의 나선형 어레이가 원통형 도구 본체 둘레에 배열되어 인접한 쌍의 극 자석 사이에 실질적으로 등간격으로 이격될 수 있다. 바람직하게는, 센서 어레이 내에 소정의 정도의 중첩이 제공되고, 자속 센서의 어레이의 제1 단부는 어레이의 제2 단부를 포함하는 라인을 지나 거리("Δ")로 연장된다.

본 발명의 목적은 자속 누설 신호를 생성할 수 있는 광범위한 이상에 응답하는 자속 누설(MFL) 도구를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 다수의 자화기 섹션, 자화기 또는 공칭의 축방향 배향 특징의 검출을 성취하기 위한 센서 또는 섹션 사이의 상대 움직임의 요구 없이 단일의 자화기를 사용하여 내부 파이프 벽의 360°커버리지를 가능하게 하는 MFL 도구를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 초음파, 전자기 음향 트랜스듀서 또는 자기 저항 검출 방법과 함께 체적형 금속 손실을 검출할 수 있는 MFL 도구를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 축방향 배향 또는 횡방향 배향 특징으로부터의 실질적으로 유사한 응답을 생성할 뿐만 아니라 체적형 금속 손실 특징으로부터의 검출 가능한 응답을 생성하는 자기장을 생성하는 MFL 도구를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 용접부, 오목부 및 다른 업셋에서 자속 누설 신호에 대한 기계적 움직임 영향을 제거하거나 감소시키는 MFL 도구를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 현존하는 축방향 필드 자화기와 함께 이를 수행하는 부가된 이득을 갖고 금속 손실 이상 정량화의 더 큰 전체 정확도를 제공하는 극단적으로 좁은 축방향 이상 분류를 검출하고 정량화하는 MFL 도구를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 MFL 도구 내에 합체된 이동부 및 조립체의 수를 최소화하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 파이프 내의 장애물, 굴곡부 및 감소부를 통과하기 위해 MFL 도구를 압축하기 위한 수단을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 파이프라인 조사가 단일 패스에 수행되어, 현장 작업, 데이터 취급, 데이터 분석 및 최종 보고 생성을 위해 파이프라인 조작자 및 검사 요원의 모두에 의해 요구되는 수고의 양을 감소시키는 단일 도구를 제공하는 것이다.

기계적으로 복잡한 구조의 요구 없이 내부 파이프 벽 표면의 전체 커버리지를 제공하고, 축방향 배향, 원주방향 배향 및 체적 특징을 검출하는 필드를 생성하고, 특징이 축방향 또는 원주방향으로 배향되었는지 여부에 무관하게 특징으로부터 유사한 응답을 생성하고, 속도 효과 뿐만 아니라 용접부, 오목부에서의 신호 마스킹, 방해 및 왜곡 및 다른 업셋을 제거하거나 감소시키고, 파이프라인 장애물, 굴곡부 및 감소부를 조종하고, 신호 패스에서 파이프라인 조사가 성취되게 한다.

도 1은 축방향으로 배향된 자화기 디자인의 등각도로서, 자기장의 방향이 파이프의 길이방향 축에 대해 원주방향 또는 횡방향인 등각도.
도 2는 나선형 자석 극 디자인을 이용하는 본 발명에 따른 경사형 자화기 조립체의 실시예의 등각도로서, 극 자석은 약 30°로 회전되거나 나선형 형태이고, 가요성 또는 합치 가능한 상부면을 포함하는 등각도.
도 3은 극 자석이 약 60°회전되어 있는 경사형 자화기 조립체의 다른 실시예의 도면.
도 4는 극 자석이 약 90°회전되어 있는 경사형 자화기 조립체의 또 다른 실시예의 도면.
도 5는 극 자석이 약 120°회전되어 있는 경사형 자화기 조립체의 또 다른 실시예의 도면.
도 6은 극 자석이 약 150°회전되어 있는 경사형 자화기 조립체의 또 다른 실시예의 도면.
도 7은 나선형 형태 또는 회전된 극 자석의 2개의 단부 사이의 관계를 도시하는 경사형 자화기 조립체의 다른 실시예의 단부도로서, 이 예에서, 극 자석은 약 135°회전되고, 각각의 극 자석의 합치 가능한 상부면은 강모(bristle) 또는 브러시형 표면을 포함하는 단부도.
도 8은 경사형 자화기 배열로부터의 필드 결과를 도시하는 도면으로서, 필드 방향은 파이프의 길이방향 축에 대해 대각선이거나 경사져 있는 도면.
도 9는 내부 파이프 벽 표면의 완전한 커버리지를 제공하고 발생할 수 있는 임의의 도구 회전을 수용하기 위한 중첩각을 포함하는 자화기의 일 단부로부터 다른 단부로 장착된 나선형 센서 어레이를 포함하는 경사형 자화기 조립체의 실시예의 도면.
도 10은 파이프 섹션 내에 포위된 도 8의 경사형 자화기 조립체의 도면.
도 11은 경사형 자화기 조립체, 축방향 자화기 및 변형 감지 섹션을 포함하는 인라인 검사 도구의 도면.

본 발명에 따라 제조된 자속 누설(MFL) 도구의 바람직한 실시예가 이제 도면 및 도면에 도시된 이하의 요소를 참조하여 설명될 것이다.

먼저 도 1을 참조하면, N극 자석(41) 및 S극 자석(61)이 원통형 도구 본체(21) 상에 약 180°로 서로 반대측에 배열되어 각각의 극 자석(41, 61)의 각각의 길이방향 중심선(47, 67)이 원통형 도구 본체(21)의 길이방향 중심선(27)에 평행하게 된다(따라서, 검사되는 파이프의 중심 길이방향 축에 평행함). 극 자석(41, 61)은 예를 들어 각각의 자석(41, 61)이 원통형 본체(21)의 전체 길이를 따라 연장하는 점에서 종래의 구현예와는 상이하지만, 본 명센서에 설명된 바와 같이 이들의 축 배향은 종래의 구현예와 같다. 이 방식으로 배열되어 극 자석(41, 61)은 파이프 벽에 대해 원주방향 또는 횡방향 자기장을 생성하고[자속 경로(81)에 의해 도시된 바와 같이], 다수의 자화기 섹션이 파이프의 내부벽 표면의 완전한 커버리지를 제공하도록 요구된다.

이제, 도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 경사형 자화기 조립체(20)는 원통형 도구 본체(21) 상에 180°로 서로 반대측에 배열된 2개의 나선형 극 자석(41, 61)을 갖는 자기 회로(40)를 포함한다. 각각의 극 자석(41, 61)은 원통형 도구 본체(21)의 제 1 단부(23)와 제 2 단부(25) 사이로 연장한다. 부가의 쌍의 나선형 극 자석(41, 61)이 또한 이용되고, 각각의 나선형 극 자석(41 또는 61)은 원통형 도구 본체(21)의 단부들(23, 25) 사이로 연장하고 그 인접한 반대측 극 자석(61, 41)으로부터 360°/n 이격된다["n"은 이용된 극 자석(41, 61)의 수와 동일]. 극 자석(41, 61)은 바람직하게는 경사형 자화기 조립체(20)가 파이프의 내부를 통해 이동할 때 마찰력을 감소시키고 속도 효과를 최소화하는 가요성 또는 합치 가능한 상부면(49, 69)을 각각 갖는다. 합치 가능한 상부면(49, 69)은 또한 자화기 조립체(20)에 손상을 주거나 그 통과를 느리게 하거나 방해할 수 있는 파이프 내의 내부 장애물, 굴곡부 및 감소부를 통과하기 위해 충분한 양으로 자화기 조립체(20)가 압축되는 것을 허용한다.

극 자석(41, 61)의 회전량은 내부 파이프 벽 표면의 전체 커버리지를 성취하는데 요구되는 회전량에 의존한다. 도 2 내지 도 6으로부터의 순서로 진행하면, 극 자석(41, 61)은 약 150도의 공칭 회전에 대해(도 6에 도시된 바와 같이) 증분량으로 각각 회전되거나 나선형 형태로 된다. 회전시에, 극 자석(41, 61)의 제 2 단부(45, 65)는 그 각각의 제 1 단부(43, 63)(도 7 참조)에 대해 미리 결정된 각도 또는 양(α)만큼 오프셋된다. 이 회전량(α)에 기인하여, 각각의 나선형 극 자석(41, 61)의 각각의 길이방향 중심선(47, 67)은 원통형 도구 본체(21)의 중심 길이방향 축(27)에 평행하지 않다. 극 자석(41, 61)의 회전은 또한 파이프의 내부를 통해 이동할 때 자화기 조립체(20)의 충분한 양의 회전을 유도하는 것을 돕는다.

도 8은 도 2 내지 도 6의 회전 순서로 도시된 자화기 조립체(20)와 유사하게 구성된 경사형 자화기 조립체(20)의 전형으로부터 생성된 자기장(80)을 도시한다. 종래의 인라인 검사 도구와는 달리, 자기장(80)의 방향은 원주방향 또는 횡방향보다는 파이프 축에 대각선 또는 경사져 있고, 자속 경로(81)는 극 자석(41, 61)으로부터 나와 반대측 극 자석(41, 61)에 도달하도록 반대 방향으로 이동한다. 각각의 극 자석(41, 61)에 의해 생성된 자속 라인(81)은 최소 저항의 경로로 파이프 벽 내로 인접한 극 자석(61, 41)을 향해 안내된다. 자기장(80)의 각도는 일반적으로 극 자석(41, 61)에 의해 형성된 자속 라인(81)에 수직이고, 일반적으로 극 자석(41, 61) 사이에 최단 거리를 형성하는 라인에 평행하다. 극 자석(41, 61)의 연장부 내의 자기장(80)의 방향은 파이프 축에 대해 30 내지 60도의 범위일 수 있다.

이제, 도 9 및 도 10을 참조하면, 경사형 자화기 조립체(20)는 회전된 극 자석(41, 61) 사이에 실질적으로 등간격으로 위치되어 파이프(P)의 내부벽 표면(W)의 완전한 커버리지를 제공하고 발생할 수 있는 자화기 조립체(20)의 임의의 회전을 수용하도록 배열된 나선형 센서 어레이(90)를 포함할 수 있다. 센서 어레이(90) 내의 개별 센서는 자속 누설 신호를 검출하기 위해 종래에 공지된 종류일 수 있다. 센서 어레이(90)는 바람직하게는 원통형 본체(21)의 제 1 단부(23)와 제 2 단부(25) 사이[따라서, 극 자석(41, 61)의 각각의 단부(43, 45 및 63, 65) 사이]로 연장하고, 센서 어레이(90)의 제 1 단부(91)와 제 2 단부(93) 사이에 소정 정도의 중첩(Δ)을 포함한다. 극 자석(41, 61)(도 6 참조)의 합치 가능한 상부면(49, 69)은 브러시(51, 71)의 형태일 수 있다. 반경방향 디스크(31A, 31B)는 차압 하에서 파이프(P) 내에서 전방으로 이동할 때 자화기 조립체(20)를 추진하여 중심 설정하는 것을 돕는다.

경사형 자화기 조립체(20)의 최종 구성은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 변형, 고레벨 축방향 MFL, 내부/외부 식별, 맵핑을 위한 관성 데이터 및 저레벨 또는 잔류 MFL을 포함하는 데이터 세트의 임의의 현재 조합을 포함할 수 있다. 경사형 자화기 조립체(20)를 포함하는 인라인 검사 도구(10)의 일 바람직한 실시예에서, 도구(10)는 축방향 자화기(100) 및 변형 감지 섹션(110)(도 11 참조)을 포함한다.

경사형 자화기 및 나선형 센서 어레이를 포함하는 MFL 도구가 소정 정도의 상세를 갖고 설명되었지만, 다수의 변경이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 구조의 상세 및 구성 요소의 배열에 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 MFL 도구는 그 각각의 요소가 관련되는 전체 범위의 등가성을 포함하는 첨부된 청구범위의 범주에 의해서만 한정된다.

10: 인라인 검사 도구 20: 자화기 조립체
21: 원통형 도구 본체 23: 제 1 단부
25: 제 2 단부 27: 21의 중심 길이방향 축
31A, 31B: 반경방향 디스크 40: 자기 회로
41, 61: 극 자석 43, 63: 제 1 단부
45, 65: 제 2 단부 47, 67: 중심선
49, 69: 상부면 71: 브러시
80: 자기장 81: 자속 경로
90: 센서 어레이 91: 제 1 단부
93: 제 2 단부 100: 축방향 자화기
110: 변형 감지 섹션

Claims

파이프라인 검사 도구로서,
원통형 도구 본체, 및 반대 극성을 갖는 적어도 2개의 극 자석들을 가지는 자화기 조립체를 포함하고,
각각의 극 자석은 다른 극 자석으로부터 이격되고 상기 원통형 도구 본체 둘레에서 반 회전보다 작은 나선형 형태로 되어 상기 원통형 도구 본체 주위에 단일 경사진 자기장을 생성하고,
상기 단일 경사진 자기장에 의한 내부 파이프라인 벽의 360°커버리지를 제공하기 위해서, 상기 자화기 조립체의 유도된 회전이 요구되지 않는 파이프라인 검사 도구.
제1 항에 있어서, 30°내지 150°범위에 있는 나선형 형태의 각도의 양을 추가로 포함하는 파이프라인 검사 도구.
제1 항에 있어서, 가요성 상부면을 갖는 적어도 하나의 극 자석을 추가로 포함하는 파이프라인 검사 도구.
제3 항에 있어서, 상기 가요성 상부면은 브러시들인 파이프라인 검사 도구.
제1 항에 있어서, 상기 원통형 도구 본체 둘레에 그리고 상기 2개의 극 자석들 사이에 배열되는 자속 센서들의 어레이를 추가로 포함하는 파이프라인 검사 도구.
제5 항에 있어서, 나선형 배열로 배열되는 상기 자속 센서들의 어레이를 추가로 포함하는 파이프라인 검사 도구.
제6 항에 있어서, 상기 어레이의 제 2 단부를 포함하는 라인을 지나 거리("Δ")로 연장하는 상기 자속 센서들의 어레이의 제1 단부를 추가로 포함하는 파이프라인 검사 도구.
제1 항에 있어서, 상기 원통형 도구 본체의 중심 길이방향 축에 대해 30°내지 60°범위 내의 방향을 갖는 상기 단일 경사진 자기장을 추가로 포함하는 파이프라인 검사 도구.
파이프라인 검사 도구로서,
원통형 도구 본체, 및 반대 극성을 갖는 단일 쌍의 극 자석들을 가지는 자화기 조립체를 포함하고,
상기 단일 쌍의 극 자석들 내의 각각의 극 자석은 서로 이격되고, 상기 원통형 도구 본체 둘레에서 나선형 형태로 되고, 제 1 단부와 제 2 단부를 가지며, 상기 제 1 단부는 다른 극 자석의 제 1 단부의 반대측에서 상기 원통형 도구 본체의 수평 원통형 세그먼트 상에 놓여서, 상기 원통형 도구 본체 둘레에 나선형 방향으로 유동하는 자속을 생성하는 자기 회로를 제공하는 파이프라인 검사 도구.
제9 항에 있어서, 상기 원통형 도구 본체는 파이프라인 내에서 제품 유동의 방향으로 선행 방식으로 이동하도록 배열되는 파이프라인 검사 도구.
제10 항에 있어서, 각각의 극 자석은 30°내지 150°범위 내에 있는 나선형 형태로 되는 파이프라인 검사 도구.
파이프라인 검사 도구로서,
제1 단부,
상기 제1 단부의 반대측의 제2 단부, 및
상기 제1 및 제2 단부들 사이에 위치되는 단일 주 센서 섹션을 포함하고,
상기 주 센서 섹션은
실질적으로 강성 프레임;
적어도 하나의 자석 쌍으로서, 상기 자석 쌍 내의 각각의 자석은 실질적으로 강성 프레임 둘레에서 반 회전보다 작은 나선형 형태로 되고, 상기 자석 쌍 내의 다른 자석으로부터 반대측 극성의 연속적인 자석 극인, 상기 적어도 하나의 자석 쌍; 및
적어도 하나의 센서;를 포함하고,
상기 적어도 하나의 자석 쌍은 배향을 갖는 제1 자기장을 생성하고, 상기 배향은 원주방향 및 축방향 각각에 대해 경사지게 배향되고,
파이프라인 내에서 사용시 상기 파이프라인 검사 도구는 상기 배향을 각각 갖는 하나 이상의 경사진 자기장을 생성하고, 상기 하나 이상의 경사진 자기장은 상기 제1 자기장과 상기 파이프라인 검사 도구로부터 발산되고 상기 원주방향 및 축방향 각각에 대해 경사지게 배향되는 모든 다른 자기장을 포함하는, 파이프라인 검사 도구.
파이프라인 검사 방법으로서,
원주방향 및 축방향을 형성하고 인라인 검사 도구를 포함하는 파이프라인을 식별하는 단계로서,
상기 인라인 검사 도구는
제1 단부,
상기 제1 단부의 반대측의 제2 단부, 및
상기 제1 및 제2 단부들 사이에 위치되는 주 자속 누설 센서 섹션을 포함하고,
상기 주 자속 누설 센서 섹션은
도구 본체 둘레에서 반 회전보다 작은 나선형 형태로 되는 적어도 하나의 자석 쌍; 및
상기 적어도 하나의 자석 쌍 사이에 배열되는 적어도 하나의 센서;를 포함하고,
상기 적어도 하나의 자석 쌍은 배향을 갖는 제1 자기장을 생성하고, 상기 배향은 상기 원주방향 및 축방향 각각에 대해 경사지게 배향되는, 상기 식별하는 단계;
상기 적어도 하나의 자석 쌍 및 상기 파이프라인 사이에서 상대 움직임을 생성하는 단계로서, 상기 상대 움직임은 실질적으로 오로지 상기 파이프라인에 대한 상기 적어도 하나의 자석 쌍의 상기 축방향으로의 병진을 포함하는, 상기 생성하는 단계;
상기 생성하는 단계 동안 상기 인라인 검사 도구에 의해, 상기 배향을 각각 갖는 하나 이상의 경사진 자기장을 발생하는 단계로서, 상기 하나 이상의 경사진 자기장은 제1 자기장 및 상기 인라인 검사 도구로부터 발산되고 상기 원주방향 및 축방향 각각에 대해 경사지게 배향되는 모든 다른 자기장들을 포함하며, 상기 적어도 하나의 자석 쌍의 간격과 상기 생성하는 단계 동안 상기 축방향으로의 병진은 상기 인라인 검사 도구의 유도된 회전을 요구함 없이 상기 적어도 하나의 센서가 상기 파이프라인의 공칭적으로 축방향으로 배향된 특징을 검사하는데 효과적인, 상기 발생하는 단계; 및
상기 발생하는 단계 동안 상기 적어도 하나의 센서에 의해, 상기 파이프라인의 하나 이상의 물리적 특징을 특성화하는 데이터를 수집하는 단계;를 포함하는 파이프라인 검사 방법.
파이프라인 검사 방법으로서,
원주방향 및 축방향을 형성하고 인라인 검사 도구를 포함하는 파이프라인을 식별하는 단계로서,
상기 인라인 검사 도구는
제1 단부,
상기 제1 단부의 반대측의 제2 단부, 및
주 센서 섹션을 포함하고, 상기 주 센서 섹션은 자석 쌍극자와 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 자석 쌍극자는 이격된 반대 극 자석들에 의해 형성되고 배향을 갖는 제1 자기장을 생성하며, 상기 배향은 상기 원주방향 및 축방향 각각에 대해 경사지게 배향되는, 상기 식별하는 단계;
상기 자석 쌍극자 및 상기 파이프라인 사이에서 상대 움직임을 생성하는 단계로서, 상기 상대 움직임은 실질적으로 오로지 상기 파이프라인에 대한 상기 자석 쌍극자의 상기 축방향으로의 병진을 포함하는, 상기 생성하는 단계;
상기 생성하는 단계 동안 상기 인라인 검사 도구에 의해, 상기 배향을 각각 갖는 하나 이상의 경사진 자기장을 발생하는 단계로서, 상기 하나 이상의 경사진 자기장은 제1 자기장 및 상기 인라인 검사 도구로부터 발산되고 상기 원주방향 및 축방향 각각에 대해 경사지게 배향되는 모든 다른 자기장들을 포함하며, 상기 자석 쌍극자의 간격과 상기 생성하는 단계 동안 상기 축방향으로의 병진은 상기 인라인 검사 도구의 유도된 회전을 요구함 없이 상기 적어도 하나의 센서가 상기 파이프라인의 공칭적으로 축방향으로 배향된 특징을 검사하는데 효과적인, 상기 발생하는 단계; 및
상기 발생하는 단계 동안 상기 적어도 하나의 센서에 의해, 상기 파이프라인의 하나 이상의 물리적 특징을 특성화하는 데이터를 수집하는 단계;를 포함하는 파이프라인 검사 방법.
파이프라인 검사 방법으로서,
원주방향 및 축방향을 형성하고 인라인 검사 도구를 포함하는 파이프라인을 식별하는 단계로서, 상기 인라인 검사 도구는
제1 단부,
상기 제1 단부의 반대측의 제2 단부, 및
주 센서 섹션을 포함하고,
상기 주 센서 섹션은
실질적으로 강성 프레임,
상기 실질적으로 강성 프레임 둘레에서 반 회전보다 작은 나선형 형태로 각각 되는 적어도 2개의 연속적인 자석 극, 및
적어도 하나의 센서를 포함하고,
상기 적어도 2개의 연속적인 자석 극은 배향을 갖는 제1 자기장을 생성하고, 상기 배향은 상기 원주방향 및 축방향 각각에 대해 경사지게 배향되는, 상기 식별하는 단계;
상기 적어도 2개의 연속적인 자석 극 및 상기 파이프라인 사이에서 상대 움직임을 생성하는 단계로서, 상기 상대 움직임은 실질적으로 오로지 상기 파이프라인에 대한 상기 적어도 2개의 연속적인 자석 극의 상기 축방향으로의 병진을 포함하는, 상기 생성하는 단계;
상기 생성하는 단계 동안 상기 인라인 검사 도구에 의해, 상기 배향을 각각 갖는 하나 이상의 경사진 자기장을 발생하는 단계로서, 상기 하나 이상의 경사진 자기장은 제1 자기장 및 상기 인라인 검사 도구로부터 발산되고 상기 원주방향 및 축방향 각각에 대해 경사지게 배향되는 모든 다른 자기장들을 포함하며, 상기 생성하는 단계 동안 상기 축방향으로의 병진은 상기 인라인 검사 도구의 유도된 회전을 요구함 없이 상기 적어도 하나의 센서가 상기 파이프라인의 공칭적으로 축방향으로 배향된 특징을 검사하는데 효과적인, 상기 발생하는 단계; 및
상기 발생하는 단계 동안 상기 적어도 하나의 센서에 의해, 상기 파이프라인의 하나 이상의 물리적 특징을 특성화하는 데이터를 수집하는 단계;를 포함하는 파이프라인 검사 방법.
제15 항에 있어서, 상기 주 센서 섹션은 상기 적어도 2개의 연속적인 자석 극들 중 연속하는 자석 극 각각으로부터 방사상 외향으로 연장하는 적어도 하나의 브러시 접촉을 추가로 포함하는 파이프라인 검사 방법.
제1 항에 있어서, 각 극 자석은 상기 원통형 도구 본체의 전방향 및 후방향 방사상 디스크 사이의 거리에 걸치는 파이프라인 검사 도구.