NO153029B - Inspeksjonsanordning for ultralydundersoekelse av en komponent - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en inspeksjonsanordning for ultralydundersøkelse av en komponent, slik som for eksempel en rørvegg.

Fra US-PS 3.442.349 og EP-PS 1.674 er det tidligere kjent en sådan anordning som omfatter minst to hjulsonder innrettet for avtettende og dreibar montering på en sentral bæreinnretning, idet hver hjul-sonde omfatter en fast ,ringformet felg bestående av hovedsakelig stivt, material som lyd kan passere gjennom, stive sidestykker som strekker seg tettende mellom den faste ringformede felg og den sentrale bæreinnretning, for derved å danne et hult kammer fyllt med akustisk koblingsvæske, minst en ultralydomformer, montert inne i kammeret for å sende ut og motta lyd gjennom den ringformede felg, samt et kompakt elastisk hjuldekk montert, utenpå den ringformede felg på den side av felgen som vender bort fra det hule kammer.

På denne bakgrunn av kjent teknikk har så inspeksjonsanord-ningen som særtrekk i henhold til oppfinnelsen at det for utbalansering av koblingsvæskens trykk i hjulsondens hule kammer med omgivelsestrykket er anordnet en,eller flere skillevegger i form av elastisk, skiveformet diafragma festet ved hjelp av klemorganer i en åpning i nevnte sidestykker på hver hjulsonde og/eller i en åpning i en vegg av nevnte bæreinnretning og som danner den ene side av et hulrom inne i bæreinnretningen, idet nevnte hulrom,er fyllt med akustisk koblingsvæske og står i forbindelse med nevnte hjulsondekammer gjennom kanaler utformet i bæreinnretningen, idet nevnte klemorganer er anordnet for forspenning av diafragmaet utover mot omgivelsene.

Oppfinnelsen gjelder også anvendelse av et antall sådanne inspeksjonsanordninger i et inspeksjonskjøretøy for ultralydundersøkelse av veggen i et rør.

Oppfinnelsen vil nå .bli nærmere beskrevet ved hjelp av ut-førelseeksempler under henvisning til de vedlagte tegninger, hvorpå: Fig. 1 er et delvis gjennomskåret oppriss av et apparat for

ultrasonisk undersøkelse av en rørvegg,

Fig. 2 viser en utskåret del av apparatet i fig. 1 sett fra

enden i retning av pilen A,

Fig. 3 viser én del av apparatet i snitt langs linjen

III-III i fig. 2,

Fig. 4 viser et snitt langs linjen IV-IV i fig. 3,

Fig. 4a viser et delsnitt langs linjen IVa-IVa i fig. 4,

Fig. 5 viser delen i fig.. 3 sett i retning av pilen A,

Fig. 5a viser et delsnitt langs linjen Va-Va i fig. 5,

Fig. 6 viser et delsnitt langs linjen VI-VI i fig. 2,

Fig. 7 viser et snitt langs linjert VII-VII i fig. 6.

I de ovenfor angitte figurer har tilsvarende deler overalt samme henvisningstall.

Det apparat som er gitt i fig. 1 er beregnet på å føres inn i en gassrørledning (ikke vist) for undersøkelse og omfatter et bevegelig inspeksjonskjøretøy 10 utstyrt med et. slepeøye 9 som tillater kjøretøyet 10 å slepes av en annen bevegelig anordning (ikke vist) som drives langs rørledningen av trykk-gasstrømmen i ledningen. Denne bevegelige innretning eller vogn er gjenstand for britisk patentansøkning nr. 79.07149.

Inspeksjonskjøretøyet 10 omfatter et hult rørformet midtlegeme II med to flenser 12, 13 som er anbragt på eller nær de respektive ytterender av kjøretøyet, samt innretningsorganer 14 montert på hver flens for å rette inn og holde kjøretøyet langs røraksen. Hvert innretningsorgan 14 omfatter et ringformet tetningslegeme 15 utført i et elastomerisk material, slik som polyuretan, og som har en konkav uttagning som vender bakover i forhold til kjøretøyet 10, således at tetningslegemet 15 tvinges til anlegg mot rørledningens vegg av trykk-gassen i røret. Det ringformede tetningslegemet 15 er fastklemt mellom en ringplate 16 og en klemplate 17, idet ringplatene 16 er festet ved hjelp av bolter 18 til de respektive flenser 12, 13.

Et antall braketter 19 (bare to er vist) med samme innbyrdes avstand langs en felles delesirkel er festet til den forreste ringplate 16, mens et leddstykke 20 er montert ved hjelp av kuleledd 20a ved sin ene ende til et hengsel 23 i hver brakett 19. Et ytterligere kuleledd 20a i den annen, fri ende av hver av leddstykkene 20 er anordnet for dreining om et hengsel 23 i en tilsvarende brakett 19 festet til en ringformet bære-plate 30, idet braketten 19 er anordnet slik at hengslene 23 ligger omtrent radialt i forhold til den forreste ringplate 16 .

Bæreplaten 30 utgjør en del av et bærelegeme 21 med to ringformede bæreskiver 28 som er anordnet parallelt^ i innbyrdes avstand ved hjelp av hule avstandsstykker 31 og holdt sammen ved hjelp av bolter 34 som strekker seg gjennom avstands-stykkene 31, idet de sammenboltede bæreskiver 28 er festet til bæreplaten 30 ved hjelp av ytterligere bolter 27. Bærelegemet 21 er fritt bevegelig i et plan normalt på lengdeaksen for kjøretøyet 10, samt opphengt på fjærer 24 festet til den ringformede plate 17 på det bakerste innretningsorgan 14 samt den bakerste bæreskive 28. Bærelegemet 21 har et sentrerings-legeme 26 fastklemt mellom en klemplate 25 og bæreplaten 30 for å sentrere bærelegemet 21 i rørledningens utboring. Åtte inspeksjonsinnretninger 22 (bare en er vist) er elastisk montert mellom bæreskivene 28, idet hver inspeksjonsanordning 22 er utstyrt med to hjulsonder 29 (bare en er vist). En sådan hjulsonde 29 er vist mer detaljert i fig. 3 til 4a, som det nå skal henvises til.

Den viste hjulsonde 29 omfatter et hermetisk lukket hult legeme med en felgplate 70 av nylon (type 12) som er pålagt et fast polyuretanbelegg 74. Hjulsonden er på venstre og høyre side utstyrt med sideplater 72, 73 av messing og som mellom seg danner et kammer 75, idet en O-ringtetning 76 er anordnet i et omkretsspor 77 i hver sideplate 72, 73. Den venstre sideplate 72 er montert på et kombinert nålelager og kulelager 80, som i sin tur er montert på en avtrappet stålaksel 81, som også strekker seg gjennom den høyre sideplate 73 og derved danner monteringsgrunnlag for et kombinert nålelager og kulelager 82 som bærer den høyre sideplate 73. Lagrene 80, 82 holdes på plass av hver sin sirkelklemme 83, 84. Radiale oljetetninger 85 av GACO-type er anbragt i en tilsvarende sirkulær uttagning 86 i hver sideplate 72, 73 og ligger i om-kretsanlegg rundt den avtrappede aksel 81.

En monteringsblokk 90 av messing har en delvis sirkulær utboring 91 som den avtrappede aksel 81 strekker seg gjennom, idet akselen 81 har et lokalt plant parti 93 som rager litt over den tilsvarende flate på monteringsblokken 90. En klemblokk 94 av nylon holdes mot det flate parti 92 av skruer 95 (bare en er vist) som står i inngrep med tilsvarende gjengede borehull 96 i monteringsblokken 90, mens en O-ringtetning 97 i et ringformet spor 98 i klemblokken 94 danner en tetning mellom klemblokken 94 og det flate parti 92. Et hull 100 strekker seg sentralt gjennom klemblokken 94 og er anordnet i flukt med et tilsvarende hull 101 i den avtrappede aksel 81, og som fører til et aksialt akselhull 102 som strekker seg til den høyre ytterende av den avtrappede aksel 81.

En bæreblokk 105 av silikongummi er støpt på en metallarm 106, som er montert vinkelrett på et glidestykke 107 som er inn-passet i en glidekanal 109 i monteringsblokken 90 samt festet til denne blokk ved hjelp av skruer 108, som er ført gjennom tilsvarende slisser i glidestykket 107 for å tillate innstil-ling av bæreblokken 105 i retning mot eller bort fra felgen 70. Den side av bæreblokken 105 som vender mot felgen 70 er V-formet og har to motstående sylinderformede uttagninger 113 hvori det er anbragt hver sin ultralydomformer 114, 115 for å sende ut et lydsignal mot rørledningens vegg, samt å motta det tilsvarende ekkosignal reflektert fra rørveggen; Omformerne 114, 115 mottar driveffekt over hver sin ledning 120, .121 og avgir utgangssignal over hver sin ledning 122, 123, idet de respektive ledninger er ført til en koblingsplate 125 med en flens 126 festet med skruer (ikke vist) til klemblokken 94, idet en O-ringtetning 127 er tettende inneklemt i et stumpkonisk spor 128 i klemblokken 94. Tilsvarende effektledninger 120a, 121a og signalledninger 122a, 123a strekker seg fra koblingsplaten 125 gjennom hullet 100 i klemblokken 94 samt hullene 101 <p>g 102 i den avtrappede aksel, og er ført videre ved hjelp av ledninger som ikke er vist til slepevognen eller til en ytterligere vogn (ikke vist) som er tauet bak inspek-sjonskjøretøyet 10.

I fig. 5 og 5a er det vist at venstre plate 72 har to diame-tralt motsatt anordnede åpninger 130 med hvert sitt stumpkoniske sete 131, hvori ringformede tetningsstykker 132 av syntetisk neoprenegummi fastholdes av en formring 133 med motstående stumpkoniske endeflater 135, 136. En skillevegg i form av et diafragma 138 av syntetisk neoprenegummi fastholdes mot hver formring 133 av en klemring 139 ved et stumpkonisk sete 140, som i form tilsvarer formringen 133, således at diafragma 138 forspennes utover mot omgivelsen, idet fire skruer 141 (hvorav bare.en er vist) klemmer hver sammenstilling av tetningsstykke .132, forring 133, diafragma 138 og klemring 139 mot den venstre sideplate 72.

Det- skal nå- atter henvises til fig. 3, hvor det er vist at to pluggstykker 145 (hvorav.ett er vist i fig. 3), er utstyrt med hver sin- O-ringtetning 146 i et. omkretsspor 147 rundt et tilsvarende trinnformet hull 148 i den venstre sideplate 72, samt med en skulder 149 som tilbakeholdes av en sirkelklemme 150 etter at kammeret 75 i vakuumomgivelser er blitt fyllt med en akustisk koblingsvæske (ikke vist), slik som for eksempel en blanding av glyserol og vann som i visse tilfelle kan være iblandet grafittpartikler eller molybdendisulfid i partikkel-form. Den venstre sideplaten 72 har lokalt nedsatt tykkelse ved 154 for å redusere vekten av hjulsonden 29, og begge sideplater 72, 73 er fastklemt til felgen 70 ved hjelp av en mutter 153 på en gjenget ytterende 156 av den avtrappede aksel 81, mens akselens annen ende er utstyrt med en flens 157 som er fastspent som angitt i fig. 2 til en kileblokk 36 (ikke vist i fig. 3), som selv er svingbart montert på en spindel-akse 37 båret på den fri ende av grenene av en hovedsakelig u-formet svingearm 38. Ved denne montering er hjulsondene 29 i stand til å svinge om spindelaksen 37 på sådan måte at de to hjulsonder 29 på hver inspeksjonsanordning 22 bringes i kontakt med rørledningens innside langs linjer som ligger like langt på hver sin side av et plan gjennom rørledningens lengdeakse og lengdeaksen for spindelen 37. Spindelaksene 37 står vinkelrett på et radialplan som går gjennom kontakt-punktet mellom hjulet og rørledningens vegg.

Svingearmen 38 omfatter to sidegrener 39, 40 som er sammen-føyet ved en aksel 41 som armen 38 kan svinge om. Svingearmen 38 er montert mellom bæreskivene 28,'og en fjæranordning 42 påvirker hver sidegren 39, 40 til å tvinge hjulsondene 29 radialt utover til anlegg mot rørledningens innside. Hver fjæranordning 48 omfatter en skrue-trykkfjær 43 montert på en stav 44 som i sin tur er fast montert ved sin ene ende på bæreskiven 28. Skruefjæren 43 er ført gjennom en langstrakt sliss 45 i svingearmen 38, og tvinger en trykkfot 48 til anlegg mot en konkav flate på en brakett 47 festet til svingearmen^ 38.

Hver kileblokk 36 er utstyrt med tapper 48 som står i inngrep med føringsbaner utformet i endestoppere 50 som bæres av bæreskivene 28. Føringene 49 er utformet for å begrense svingebevegelsen av kileblokken 36 samtidig som en viss svingebevegelse av blokken 36 tillates når hjulsondene 29 støter på uregelmessigheter på rørledningens innside, slik' som ovaliteter eller sveisesømmer. Disse føringer kan også bidra til å holde hjulsondene 29 korrekt innrettet i forhold til rørveggen, således at sondene 29 holdes i kontakt med rørveggen langs linjer i like stor avstand fra aksiale plan. Når inspeksjonskjøretøyet 10 i drift trekkes langs en rør-ledning som inneholder trykkgass, idet hjulsondene 29 holdes i anlegg mot og løper langs rørveggen, vil gasstrykket på hvert diafragma 138 frembringe et tilsvarende trykk i den akustiske koblingsvæske innvendig i kammeret 75, da disse diafragmaer 138 utbøyes slik at trykket på innsiden og utsiden av hjulsondene 29 automatisk bringes i balanse, og eventuelle gjen-værende uftbobler i den akustiske koblingsvæske nedsettes som en følge av det økede trykk i den akustiske koblingsvæske.

Sådanne diafragma 138 gir også en viss sikkerhet i det tilfelle trykkgass skulle lekke inn i kammeret 75, da ved fjern-ing av hjulsonden 29 fra trykkgassrøret til atmosfæreom-givelser, eventuell gass i kammeret 75 kan utvides mot utbøy-ning av diafragmaet 138, for derved å avlaste trykket innvendig i hjulsonden 29. I denne sammenheng virker også et diafragma 138 som visuell indikator av nærvær av trykkgass i kammeret 75 ut i fra den grad innesluttet trykkgass frembringer utbøyning av vedkommende diafragma. Diafragmaer 138 tillater videre volumforandringer av hjulsonden 29 og det akustiske koblingsmedium når hjulsonden 29 anvendes i rørledninger med varierende temperatur.

Det bør forstås at antallet diafragmaer 138 som anvendes i en hjulsonde 29 kan velges i samsvar med foreliggende anven-delser samt i avhengighet av temperatur og trykk i de omgiv-elser som hjulsonden 29 skal anvendes i..

Som et alternativ til anordning av diafragmaet 138 i selve hjulsonden 29, kan vedkommende diafragma også monteres i avstand fra sonden 29, slik som vist i fig. 6 og 7 som det nå skal henvises til.

Den hjulsonde som er vist i fig. 6 og 7 er på mange måter lik den hjulsonde 29 som er vist i fig. 3 og 4, men koblings-brettet 125 i fig. 4 er utelatt, således at effektledningene 120, 121 og signalledningene 122, 123 er forlenget for å er-statte effektledningene 120a, 121a samt signalledningene 122a, 123a, og strekker seg gjennom en modifisert klemblokk 94a og den avtrappede aksel 81. O-ringtetningene 97 og 126 i klemblokken 94 i fig. 4 er ikke lenger nødvendig da den akustiske koblingsvæske tillates å strømme gjennom hullene 101, 102 i den avtappede aksel 81 til et kammer 160 i en modifisert kileblokk 36a som er forbundet med flensen 157 for hver hjulsonde 29, idet hver flens 157 er utstyrt med en O-ringtetning 161 i et ringformet spor 162. Kammeret 160 har en åpning 165 som er lukket av et diafragma 138 som fastholdes på lignende måte mot kileblokken 36a som angitt i fig. 5a, som det herved henvises til for ytterligere detaljer. Utbøyning av diafragmaet 138 i fig. 6 sørger for selvjusterende utbalansering av trykket i den akustiske koblingsvæske i hver av hjulsondene 29 i forhold til omgivelsene.

Det vil forstås at alternative skilleveggutførelser kan anvendes innenfor oppfinnelsens ramme. Det vil også forstås at alternative utførelser av omformerne og deres plassering inne i hjulsondene kan benyttes, for eksempel slik som beskrevet i samtidig løpende britiske patentansøkninger nr. 79.07148 og 79.07149.

Antallet braketter 19 og inspeksjonsanordninger 22 kan videre velges i samsvar med en bestemt diameter for den gassledning som vedkommende inspeksjonskjøretøy skal anvendes i.

Claims (3)

1. Inspeksjonsanordning for ultralydundersøkelse av en komponent og som omfatter minst to hjulsonder (29) innrettet for avtettende og dreibar montering på en sentral bæreinnretning (36a, 81), idet hver hjulsonde omfatter en fast ringformet felg (70) bestående av hovedsakelig stivt material som lyd kan passere gjennom, stive sidestykker (72, 73) som strekker seg tettende mellom den faste ringformede felg (70) og den sentrale bæreinnretning (36a, 81), for derved å danne et hult kammer (75) fyllt med akustisk koblingsvæske, minst en ultra-lydomf ormer (114, 115) montert inne i kammeret (75) for å sende ut og motta lyd gjennom den ringformede felg (70), samt et kompakt elastisk hjuldekk (74) montert utenpå den ringformede felg (70) på den side av felgen som vender bort fra det hule kammer (75), karakterisert ved at det for utbalansering av koblingsvæskens trykk i hjulsondens hule kammer (75) med om-givelsetrykket er anordnet en eller flere skillevegger i form av elastisk, skiveformet diafragma (138) festet ved hjelp av klemorganer (131-133, 135, 136, 139-141) i en åpning (130) i nevnte sidestykker (72, 73) på hver hjulsonde (29) og/eller i en åpning (165) i en vegg av nevnte bæreinnretning (36a) og som danner den ene side av et hulrom (160) inne i bæreinnretningen (36a), idet nevnte hulrom (160) er fyllt med akustisk koblingsvæske og står i forbindelse med nevnte hjulsondekammer (75) gjennom kanaler (102) utformet i bæreinnretningen, idet nevnte klemorganer er anordnet for forspenning av diafragmaet utover mot omgivelsene.

2. Inspeksjonsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at for nevnte forspenning av hvert diafragma (138) utover mot omgivelsene, omfatter nevnte klemorganer en formring (133) tett anordnet i nevnte åpning (130, 165) og utstyrt med en hovedsakelig konisk eller av-skrånet utside (136), som diafragmaet (138) er klemt mot av en klemring (139) og festeorganer (141), for derved å frembringe en utover hvelvet form eller skålform av vedkommende diafragma.

3. Anvendelse av et antall inspeksjonsanordninger (22) som angitt i krav 1 eller 2, i et inspeksjonskjøretøy (10) for ultralydundersøkelse av veggen i et rør.