NO319092B1 - Transdusermontasje og fremgangsmate for ultralydinspeksjon av rorstykker - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en transdusermontasje og en fremgangsmåte for ultralydinspeksjon av rørstykker for å bestemme deres karakteristikker, så som veggtykkelser og feil. 1 tilknytning til fremstillingen eller bruken av rørformede produkter er det vanlig praksis å inspisere rørstykket for deteksjon av variasjoner i dets veggtykkelse og detektere nærværet av overflate- og innvendige feil. For dette formål er det kjent å benytte ultralydinspeksjonsmetoder. Med disse metodene er det vanlig å benytte en transduser for å tilføre lydenergi med høy frekvens til rørstykket som skal festes. Den høyfrekvente lydenergi overføres gjennom et ultralydfluid til rørstykket og reflekteres tilbake fra rørstykket til transduseren. Denne tilbakerefleksjonen av lydenergi overvåkes for å bestemme karakteristikkene så som veggtykkelse og nærvær av feil i form av diskontinuiteter i rørstykket.

US A 3 798 961 angår et apparat for ikke-destruktiv testing arbeidsstykker, som gjør bruk av en ultralydsonde. Apparatet består av et hus med en utboring som er lukket av en fleksibel membran i den ene enden og av sonden i den andre enden. Huset er fylt med væske, og bæreelementer holder det fast på et arbeidsstykke. Den fleksible membranen ligger an mot arbeidsstykket i fysisk kontakt med dette og sørger dermed for en ultralydforbindelse mellom sonden og arbeidsstykket.

JP A 59 1 16539 angår et apparat for kontroll av innsiden av et rør. Apparatet omfatter en første trykkpose som er festet til en hovedaksling, og med flere ultralydsvibratorer anordnet rundt hovedakslingen i trykkposen. Væske kan slippes inn i eller ut av en andre trykkpose som derved utvides og trykkes mot den indre rørveggen eller krympes og skilles fra nevnte vegg.

Med inspeksjonsmetoder av denne art, gis det til rørstykket som inspiseres og transdusermontasjen som benyttes til inspeksjonen, en relativ rotasjonsbevegelse. For å oppnå nøyaktige og pålitelige testresultater er det under denne relative rotasjonsbevegelse nødvendig å opprettholde effektiv ultralydkobling mellom transduseren og overflaten av rørstykket. Dette nødvendiggjør en transdusermontasje som har en overflate koblet til transduserne og tilpasset konturen av overflaten av rørstykket som skal inspiseres. For å opprettholde denne kontakten er det ønskelig at kontaktoverflaten til transdusermontasjen er av et materiale som vil deformeres i samsvar med rørstykkekonturen. For effektiv ultralydkobling, må kontakten til det formtilpassede materialet opprettholdes samtidig med at det skaffes relativ rotasjonsbevegelse av rørstykkeoverflaten og det formtilpassede materialet i transdusermontasjen. Dette resulterer i rask slitasje og ødeleggelse av den formtilpassede overflate av transdusermontasjen og nødvendiggjør således hyppig fjerning og utskifting. Hvis overflaten forsøkes holdt i lett kontakt for å unngå slitasje og abrasjon av denne, resulterer dette i ineffektiv ultralydkobling av transduseren og således unøyaktige og upålitelige testresultater.

Det er følgelig en første hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe en ultralydtestmetode for rør og rørstykker og en transduser til bruk med metoden, hvor effektiv ultralydkobling kan opprettholdes under relativ rotasjonsbevegelse av en transdusermontasje og rørstykket under ultralydtesting, samtidig som slitasje og abrasjon av det formtilpassede overflateparti av transdusermontasjen unngås.

En mer spesifikk hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en fremgangsmåte og en montasje av denne type hvor effektiv ultralydkobling kan skaffes mellom en ultralydtransduser og en rørstykkeoverflate under relativ rotasjonsbevegelse i forbindelse med inspeksjon, samtidig som den formtilpassede overflate av transdusermontasjen ikke bringes i kontakt med rørstykkeoverflaten.

Hensikten med oppfinnelsen oppnås ved hjelp av trekkene i patentkravene.

Transdusermontasjen i henhold til oppfinnelsen har blant annet et langstrakt hus med en rekke ultralydtransdusere montert på en øvre overflate av huset og langs en stor akse av denne. En føring som kan utgjøre et sett av to hjul, monteres på hver av to motsatte ender av huset. En rekke ultralydtransdusere monteres mellom føringene og huset. En elastisk membran av vannugjennomtrengelig, elastisk materiale er anordnet i vanntett forbindelse mellom sine kantpartier og en nedre overflate av huset. Kantpartiene av denne membranen opphører ved den nedre overflate av huset ved et sted foran hver føring. Den elastiske membranen danner et reservoar av ultralydfluid innenfor membranen, med dette fluidet koblet til transduserne. Ventiler er anordnet for selektiv og kontrollert innføring og fjerning av dette ultralydfluid til og fra reservoaret.

Ultralydfluidet er fortrinnsvis vann.

Den langstrakte transduser har et langstrakt, åpent indre parti på sin øvre overflate og ultralydstransduserne er montert inne i dette åpne, indre parti.

Reservoaret skaffet av membranen står i forbindelse med dette åpne, indre parti av det langstrakte transduserhus. Den elastiske membran har en langstrakt, flat bunnoverflate som ender ved avsmalende, motsatte endepartier tilstøtende hvert hjul.

I henhold til fremgangsmåten ved oppfinnelsen benyttes transdusermontasjen ved blant annet å fylle reservoaret med ultralydfluid og deretter presse den fluidfylte membran mot en utvendig overflate av rørstykket som skal inspiseres. Fra reservoaret fjernes ultralydfluid i en mengde tilstrekkelig til å tillate den elastiske membran å tilpasse seg formen av konturen til den ytre, tverroverflate av rørstykket. Deretter utføres inspeksjon av rørstykket ved å innføre en strømmende ultralydvæske, foretrukket vann, mellom den elastiske membran og tilstøtende overflater av rørstykket samtidig som det frembringes relativ rotasjonsbevegelse mellom transdusermontasjen og rørstykket. Under denne operasjonen er den elastiske membran og ultralydstransduserne ultralydkoblet til rørstykket av den strømmende ultralydvæske og ultralydfluidet inne i reservoaret, samtidig som den elastiske membran ikke holdes i kontakt med rørstykket.

Foretrukket innføres vann ved å sprøyte vannet på rørstykket under den relative rotasjonsbevegelse mellom transdusermontasjen og rørstykket. Denne relative rotasjonsbevegelse blir foretrukket dannet ved å rotere transdusermontasjen samtidig som rørstykket beveges lineært.

Det er også mulig å holde transdusermontasjen stasjonær samtidig som rørstykket roteres og beveges lineært.

Figur 1 viser et tverrsnitt av en utførelse av en transdusermontasje i samsvar med oppfinnelsen sett langs linjene A-A på figur 2;

figur 2 viser et grunnriss av transdusermontasjen;

figur 3 viser et detaljutsnitt av transduseren;

figur 4 viser et perspektivriss i sideoppriss av ultralydinspeksjonsapparatet i henhold til oppfinnelsen og med bruk av en transdusermontasje i samsvar med utførelsene på figur 1, 2 og 3.

Figur 5 viser et perspektivriss som gjengir apparatet på figur 4 i oppriss forfra.

Med henvisning til tegningen og for presentasjon av dens figur 1 og 2 er det vist en transdusermontasje som generelt er betegnet som 10 i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. Transdusermontasjen 10 har et langstrakt transduserhus 12. En rekke transdusere 14, hvorav fire er vist i utførelsen på figur 1 og 2, er montert innenfor et åpent område 16 av transduserhuset. Transduserne er festet innenfor rommet 16 av bolter 18. Hver transduser 14 har en klemme 20 for kobling til en kraftkilde (ikke vist). Et sett av hjul 22 er opplagret for rotasjon på hver ende av transduserhuset. En elastisk membran 24 av vannugjennomtrengelig, elastisk materiale som polyuretan, er forbundet i vanntett inngrep med kantene 26 til transduserhuset. Membranen 24 har et flatt område 27 og et avsmalende parti 28. Et reservoar 30 dannes av denne membranen 24 mellom membranen og transduserne montert i rommet 16 i transduserhuset. Ventiler 32 er anordnet på hver ende av reservoaret for å sørge for innføringen og fjerningen av vannet benyttet som ultralydkoblingsfluid med hensyn til reservoaret 30.

I samsvar med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen fylles reservoaret 30 med vann gjennom ventilene 32. Deretter blir transdusermontasjen plassert tilstøtende rørstykke som skal inspiseres og med membranen 24 presset mot overflaten av rørstykket. Dette gjør at membranen deformeres slik at den tilpasser seg formen av rørstykkets kontur, vist ved de punkterte linjer som utgjør overflaten 27 av membranen vist på figur 3. Deretter blir vannet fjernet gjennom ventilene 32 inntil membranen passer til overflaten av rørstykket.

Figurene 4 og 5 viser et rørstykke 34 som skal inspiseres av transdusermontasjen 10, med overflaten 27 av membranen 24 tilpasset formen av konturen til rørstykkeoverflaten. Under inspeksjonen blir rørstykket, som vist på figur 4, ikke holdt i kontakt med overflaten 27 til membranen under dens rotasjon i retning av pilen. Dette oppnås ved at vannsprøytedysen 36 sprøyter vann på den roterende overflate av rørstykket for å sørge for vann mellom overflaten 27 av membranen 24 og overflaten av rørstykket 34. På grunn av denne vannstrømmen 38 er det ikke kontakt med membranen, idet vannet opprettholder den nødvendige ultralydkobling med montasjens transdusere.

På denne måte skaffes effektiv ultralydkobling med transduserne for å oppnå nøyaktig og pålitelig inspeksjon, samtidig som overflaten 27 av membranen 24 er beskyttet mot kontakt og således slitasje og abrasjon forårsaket av rørstykke-overflaten under inspeksjon. De to hjulsett 22 tjener til å føre transdusermontasjen over overflaten av rørstykket og å opprettholde nøyaktig avstand relativt til røroverflaten.

Claims (10)

1. Transdusermontasje for ultralydinspeksjon av rørstykker som omfatter et langstrakt transduserhus (12), føringsanordninger (22) montert på hver av to motstående ender av huset (12) for å føre transdusermontasjen (10) relativt til rørstykket (34) under inspeksjonen, en langstrakt elastisk membran (24) av vannugjennomtrengelig elastisk materiale i vanntett, forseglet forbindelse ved membranens kantpartier (26) med en nedre overflate av huset (12) idet membranens kantpartier (26) ender ved den nedre overflaten av huset (12) på et sted nær hver av føringsanordningene (22), og den elastiske membranen (24) utgjør et reservoar (30) av ultralydfluid innenfor membranen (24) og midler (32) for selektiv og kontrollert innføring og fjerning av ultralydfluidet med hensyn på reservoaret (30) for å tillate deformering og forårsake tilpasning av den elastiske membranen (24) til en bueformet kontur av en ytre, tverrgående overflate til nevnte rørstykke (34), karakterisert ved at transdusermontasjen (10) ytterligere omfatter: - flere ultralydstransdusere (14) montert på en øvre overflate og langs en hovedakse til nevnte hus (12), idet ultralydstransduserne (14) er montert mellom føringsanordningene (22) og ultralydfluidet er forbundet med transduserne (14), og - midler (36) for ytterligere å innføre en strømmende ultralydvæske mellom den elastiske membranen (24) og rørstykket (34) for å holde den elastiske membranen (24) i avstand fra rørstykket (34) under ultralydsinspeksjonen av rørstykket.

2. Transdusermontasje (10) i henhold til krav 1, karakterisert ved at ultralydfluidet er vann.

3. Transdusermontasje (10) i henhold til krav 1, karakterisert ved at det langstrakte transduserhuset (12) har et langstrakt, åpent indre parti (16) på sin øvre overflate og at ultralydstransduserne (14) er montert innenfor det åpne partiet (16).

4. Transdusermontasje (10) i henhold til krav 3, karakterisert ved at reservoaret (30) står i forbindelse med det åpne indre partiet (16) av det langstrakte transduserhuset (12).

5. Transdusermontasje (10) i henhold til krav 1, karakterisert ved at den elastiske membranen (24) har en langstrakt flat bunnoverflate (27) som ender ved motstående avsmalende endepartier (28) tilstøtende hver av føringsanordningene (22).

6. Transdusermontasje (10) i henhold til krav 1, karakterisert ved at hver av føringsanordningene (22) omfatter et par hjul anordnet for å komme i inngrep med rørstykket (34) under inspeksjonen.

7. Fremgangsmåte for ultralydsinspeksjon av rørstykker som omfatter å anordne en transdusermontasje (10) omfattende et langstrakt transduserhus (12), å anordne føringer (22) montert på hver av to motstående ender av huset (12), å anordne en langstrakt, elastisk membran (24) av vannugjennomtrengelig elastisk materiale i vanntett, forseglet forbindelse ved dennes kantpartier (26) med en nedre overflate av huset (12), idet kantpartiene av membranen (24) ender ved den nedre overflaten til huset (12) på et sted nær hver av føringene (22), og den elastiske membranen (24) danner et reservoar (30) av ultralydfluid innenfor membranen (24), å anordne midler (32) for selektiv og kontrollert innføring og fjerning av ultralydfluidet med hensyn på reservoaret (30), og å presse den elastiske membranen (24) mot en ytre overflate av rørstykket som skal inspiseres, karakterisert ved at fremgangsmåten ytterligere omfatter: - å fjerne en mengde av ultralydfluidet fra reservoaret (30) tilstrekkelig til å tillate den elastiske membranen (24) å deformeres og tilpasses til en bueformet kontur av en ytre tverroverflate av rørstykket (34), - å tilveiebringe flere ultralydtransdusere (14) montert på en øvre overflate og langs en hovedakse av huset (12), idet ultralydstransduserne (14) er montert mellom føringsanordningene (22) og ultralydfluidet er forbundet med transduserne (14), og - å ytterligere innføre en strømmende ultralyd væske mellom den elastiske membranen (24) og tilstøtende overflate av rørstykket (34), samtidig som det frembringes en relativ rotasjonsbevegelse mellom transdusermontasjen (10) og rørstykket (34) for å beholde den elastiske membranen (24) deformert og tilpasset til den bueformede konturen av den ytre overflaten av rørstykket (34), og ultralydstransduserne (14) ultralydforbundet med røret (34) ved hjelp av den strømmende ultralydvæsken og ultralydfluidet i reservoaret (30), idet den strømmende ultralydvæsken holder den elastiske membranen (24) i avstand fra rørstykket (34).

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert ved at den strømmende ultralydvæsken er vann.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at vannet innføres ved å sprøyte vannet på rørstykket (34) under den relative rotasjonsbevegelsen mellom transdusermontasjen (10) og rørstykket (34).

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at den relative rotasjonsbevegelsen frembringes ved å rotere transdusermontasjen (10).