NO335149B1 - Fremgangsmåte ved innvendig undersøkelse av rør - Google Patents

Fremgangsmåte ved innvendig undersøkelse av rør Download PDF

Info

Publication number
NO335149B1
NO335149B1 NO20025037A NO20025037A NO335149B1 NO 335149 B1 NO335149 B1 NO 335149B1 NO 20025037 A NO20025037 A NO 20025037A NO 20025037 A NO20025037 A NO 20025037A NO 335149 B1 NO335149 B1 NO 335149B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pulses
time
scanning
threshold value
stated
Prior art date
Application number
NO20025037A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20025037L (no
NO20025037D0 (no
Inventor
Alexandr Jurievich Bazarov
Alexandr Petrovich Desyatchikov
Denis Alexandrovich Desyatchikov
Vladimir Nikolaevich Eliseev
Mikhail Anatolievich Isupov
Nikolai Alekseevich Karasev
Sergei Pavlovich Kirichenko
Gennady Anatolievich Kornev
Nikolai Vladimirovich Nikolaev
Andrei Mikhailovich Slepov
Anatoly Valentinovich Smirnov
Sergei Viktorovich Chernov
Original Assignee
Weatherford Lamb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weatherford Lamb filed Critical Weatherford Lamb
Publication of NO20025037D0 publication Critical patent/NO20025037D0/no
Publication of NO20025037L publication Critical patent/NO20025037L/no
Publication of NO335149B1 publication Critical patent/NO335149B1/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/40Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by amplitude filtering, e.g. by applying a threshold or by gain control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/48Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by amplitude comparison
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/011Velocity or travel time
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/263Surfaces
    • G01N2291/2636Surfaces cylindrical from inside

Abstract

En fremgangsmåte ved innvendig undersøkelse av rørledninger ved hjelp av ultralyd utføres ved å få en avsøkende plugg (1-4) som sender ut sonderende ultralydpulser (24, 32) mot rørveggen (21, 22) og mottar reflekterte ultralydpulser (25-28, 35), til å passere inne i rørledningen. De mottatte pulser forsterkes ved å utnytte en forsterkningsfaktor som økes i avhengighet av den tid som har gått fra det øyeblikk hvor den sonderende puls ble sendt ut. Pulsamplitudenes terskelverdier varieres også avhengig av tiden. Det oppnås digitale verdier av pulseamplitudene og den tid som har gått fra det øyeblikk hvor en sonderende puls er sendt ut og som tilsvarer hver verdi av amplituden. Fremgangsmåten gjør det mulig å kompensere for virkningen av ultralydsvekkelsen i materialet på amplitudene av de reflekterte pulser og på denne måte øke nøyaktigheten ved bestemmelse av defekters (31) geometriske parametre, sannsynligheten for å oppdage dem og effektiviteten ved estimering av deres fare.

Description

Denne oppfinnelse gjelder metoder for ved hjelp av ultralyd å undersøke langdistanse-rørledninger, hovedsakelig hovedrørledninger, rørledninger for oljeprodukter og gass-rørledninger, mens det sørges for akustisk kommunikasjon mellom ultralydfølere og rørveggen (f.eks. ved hjelp av en såkalt plugg (pig) eller en avsøkende anordning som bringes inn i rørledningen og transporteres av kraften fra fluidstrømningen i rørledningen). Undersøkelsespluggen har innebygde følere og utstyr for måling, konvertering og registrering av måledata, og en anordning for å samle inn digitale data under pluggens vandring og behandle de oppnådde data for å påvise defekter i rørveggen og bestemme de påviste defekters parametere, såvel som deres lokalisering i rørledningen.
US-patent nr. 4,513,621 beskriver et ultralyd-testinstrument med styrbar forsterker.
På området er det kjent en metode for innvendig undersøkelse av rør ved hjelp av ultralyd (RU 2 042 946, RU 2 108 569, US-patent nr. 4,162,635) som utføres ved å få en av-søkende plugg som har ultralydfølere, måleutstyr for målinger, og behandlende og lagrende utstyr for måledata, til å passere inne i en rørledning. Under pluggens vandring blir sonderende ultralydpulser sendt ut mot veggen og respektive reflekterte ultralydpulser mottas.
På området er det også kjent en metode for innvendig undersøkelse av rør ved hjelp av ultralyd (WO 96/13720 (med relevante patentdokumenter: US 5,587,534, CA 2 179 902, EP 0 741 866, AU 4 234 596, JP 3 058 352), EP 0 304 053 (med relevante patentdokumenter: US 4,964,059, CA 1 292 306, NO 304 398, JP 1 050 903), US 5,062,300 (med relevante patentdokumenter: CA 1 301 299, EP 0 318 387, DE 38 64 497,
FR 2 623 626, JP 2 002 923), US 5,460,046 (med relevante patentdokumenter:
EP 0 684 446, JP 7 318 336), EP 0 271 670 (med relevante patentdokumenter:
US 4,909,091, CA 1 303 722, DE 36 38 936, NO 302 322, JP 63 221 240), EP 0 616 692 (med relevante patentdokumenter: WO 93/12420, US 5,635,645, CA 2 125 565,
DE 41 41 123, JP 2 695 702)) hvor en avsøkende plugg som rommer ultralydfølere, utstyr for måling, behandling og lagring av måledata, bringes til å passere igjennom innsiden av en rørledning mens sonderende ultralydbølger sendes ut under pluggens vandring og ultralydpulser reflektert fra rørledningens indre og ytre vegger mottas, idet løpetiden måles for disse pulser.
Disse metoder gjør det mulig å finne korrosive defekter, slik som tap av metall og avflaking, og å bestemme disse defekters parametere. For å påvise sprekklignende skade i en rørvegg og bestemme deres dybde behøves det imidlertid informasjon om de mottatte pulsers amplituder. Fraværet av sådan informasjon med de ovenfor nevnte metoder gjør det ikke mulig å bruk disse metoder for påvisning av sprekker.
På området er det kjent en metode for innvendig undersøkelse av rørledninger ved hjelp av ultralyd (RU 2 018 217) som utføres ved å få en avsøkende plugg som bærer ultralyd-følere, utstyr for måling, behandling og lagring av måledata, til å passere gjennom innsiden av rørledningen, og hvor sonderende ultralydpulser sendes ut under pluggens vandring og reflekterte ultralydpulser som tilsvarer de avsøkende pulser mottas ved hjelp av nevnte ultralydfølere, idet de avgitte elektriske pulser fra følerne som tilsvarer de mottatte ultralydpulser forsterkes og konverteres, mens måledataene lagres.
Metoden kjennetegnes ved at en ultralydspeilpuls skilles ut fra de mottatte ultralydpulser avhengig av ankomsttiden, idet de elektriske pulser som tilsvarer de adskilte ultralydspeil-pulser konverteres til en styrespenning avhengig av amplituden av speilpulsen og styre-spenningen brukes for å regulere forsterkningen av pulsene reflektert fra defektene.
En fordel ved denne metode er at den gjør det mulig å korrigere feil under måling av pulsenes amplitude, som oppstår på grunn av den akustiske dempning i avleiringene på en rørlednings innervegg, idet tykkelsen av sådanne avleiringer er ulike i forskjellige seksjoner av rørledningen.
Den største ulempe ved metoden ovenfor er imidlertid at den er praktisk talt uanvendelig for mottagning av ultralydbølger som utsettes for flere refleksjoner, fordi det i praksis er umulig å skille ut speilpulser direkte (online) med forutinnstilte parametere sammen med alle de gjentatte ganger reflekterte ultralydpulser, for å generere en styrespenning. Med den gitte metode er det dessuten ikke tatt noe hensyn til svekkelsen av ultralydbølger i rørveggen og de tap som skyldes den delvise gjennomtrengelighet ved mediaovergangen under de mange refleksjoner i rørveggen.
Den tekniske bakgrunn for den foreslåtte oppfinnelse er en fremgangsmåte ved innvendig undersøkelse med ultralyd av rørledninger (US-patent nr. 5,497,661 (med relevante patentdokumenter: WO 92/10746, EP 0 561 867, CA 2 098 480, DE 40 40 190)) hvor en avsøkende plugg som omfatter ultralydfølere, utstyr for måling, behandling og lagring av måledata bringes til å passere gjennom innsiden av en rørledning, og som omfatter trinn hvor det sendes ut sonderende ultralydpulser under pluggens vandring og de reflekterte ultralydpulser som tilsvarer de sonderende pulser mottas ved å utnytte de samme ultralyd-følere, og hvor de elektriske pulser fra følerne som tilsvarer de mottatte ultralydpulser, forsterkes og konverteres, og måledataene lagres.
Denne fremgangsmåte har som særtrekk at den innebærer mottagning av i det minste en ultra lyd puls reflektert fra rørledningens innervegg og i det minste to ultralydpulser reflektert fra rørledningens yttervegg, idet de reflekterte pulser oppfanges av i det minste en ultralydføler og forsterkes.
For å motta pulsene etter at en prøvepuls er sendt ut, skapes det en tidsluke som har en slik bredde at pulsen reflektert fra rørledningens innervegg og de to pulser reflektert fra rørledningens yttervegg ligger innenfor luken, hvoretter de mottatte pulser digitaliseres.
De digitaliserte pulser blir så filtrert og parametrert. Den største varighet og amplitude bestemmes for hver reflektert puls og sammenlignes med en digital terskelverdi.
Bredden og amplituden av de reflekterte, filtrerte og parametrerte pulser sendes til en datamaskinenhet hvor de parametrerte pulser behandles for å bestemme tiden mellom ankomsten av den nærmeste puls reflektert fra rørledningens yttervegg og ankomsten av pulsen reflektert fra dens innervegg. Den parametrerte puls hvis amplitude er større enn eller lik amplituden av den forutgående puls, registreres.
Tidspunktet hvor pulsen genereres og tiden for dens løp i rørveggen bestemmes og registreres dersom tidsluken mellom ultralydpulsen reflektert fra rørledningens innervegg og den første puls reflektert fra rørledningens yttervegg sammenfaller innenfor en tillatelig grense for tidsluken mellom den første og andre puls reflektert fra rørledningens yttervegg. Når dette gjøres, blir alle parametrerte pulser for hvilke nevnte tidsluker ikke sammenfaller med den tillatelige grense, registrert.
Med denne fremgangsmåte måles både tiden fra det øyeblikk hvor prøvepulsen sendes ut til det øyeblikk hvor de reflekterte pulser mottas og amplituden av de reflekterte pulser, idet dette er en nødvendig betingelse for påvisning av sprekker i rørveggen. Sprekk-påvisningen utføres imidlertid ved å bruke ultralydpulser som sendes ut ved en viss vinkel (omtrent 17°) i forhold til normalen på rørledningens innervegg og reflekteres fra en sprekk som danner en hjørnereflektor i forhold til rørledningens indre eller ytre vegg. I dette tilfelle tilsvarer en sprekklignende defekt en reflektert ultralydpuls og anvendelse av betingelsen ifølge tidligere kjent teknikk med sammenfall av tidslukene mellom mengden av reflekterte pulser, blir ineffektiv. Dessuten avtar amplituden i mengden av reflekterte ultralydpulser avhengig av den samlede tykkelse av metallaget som gjennomtrenges av pulsen og av mengden av refleksjoner fra mediaovergangene.
En fordel ved den tidligere kjente fremgangsmåte er at den digitale terskelverdi varieres avhengig av resultatet av utvelgelsen av pulser på grunnlag av en forhåndsinnstilt terskelverdi. For alle reflekterte pulser som tilsvarer en avsøkende ultralydpuls blir det imidlertid innstilt bare én digital terskelverdi, dvs. en eneste terskelverdi for pulser med ulik amplitude under mottagningstiden for pulser, som tilsvarer en enkel prøvepuls. Som et resultat har den forhåndsinnstilte terskelverdi en for lav verdi for den første puls (med høy amplitude) og for høy verdi for den siste puls (med lav amplitude).
Når en rørledning som har rør med ulik veggtykkelse skal prøves, blir de oppnådde data om henholdsvis sprekkens bredde og dens fare, upålitelige for defekter som har en bredde tilsvarende pulser med ulike største amplituder.
Det er derfor behov for en forbedret fremgangsmåte og anordning ved innvendig under-søkelse med ultralyd av rørledninger.
Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.
Fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen for innvendig undersøkelse av rørledninger med ultralyd kan også realiseres ved å få en avsøkende plugg som har ultralydfølere, utstyr for måling, behandling og lagring av måledata til å passere inne i rørledningen, idet fremgangsmåten under pluggens vandring sørger for utsendelse av sonderende ultralydpulser og mottagning av reflekterte ultralydpulser som tilsvarer de sonderende pulser ved hjelp av nevnte ultralydfølere, forsterkning av de elektriske pulser som avgis fra følerne og som tilsvarer de mottatte ultralydpulser, og konvertering og lagring av måledataene, og hvor amplituden av de mottatte elektriske pulser som tilsvarer de reflekterte ultralydpulser sammenlignes med en forhåndsinnstilt terskelverdi, idet den tid som går fra utsendelsesøyeblikket for den sonderende ultralydpuls bestemmes under måleprosessen.
Foreliggende fremgangsmåte skiller seg fra tidligere kjente metoder ved at innenfor et valgt tidsintervall varieres forsterkningen av de elektriske pulser fra ultralydfølerne og terskelverdien på diskret måte som forhåndsinnstilte funksjoner av tiden, mens forsterk-ningsfaktorenes og terskelverdienes avhengighet av tiden avleses under den avsøkende pluggs vandring inne i rørledningen, fra anordningen for konvertering og lagring av digitale data samtidig som forsterkningsfaktorens og terskelverdiens individuelle avhengighet av tiden opprettes på samme tid når ultralydpulsene mottas av vedkommende føler.
Det tekniske hovedresultat som oppnås med realiseringen av oppfinnelsen er en bedre sannsynlighet for påvisning av defekter, særlig sprekklignende feil, under utprøving av rørledninger, innbefattet rør som har hovedsakelig forskjellig veggtykkelse og/eller rør-materiale med forskjellige egenskaper, og derved en større nøyaktighet ved bestemmelse av defektens størrelse.
Mekanismene som gjør at dette tekniske resultat oppnås, består i at en tidsavhengig styring av forsterkningsfaktoren muliggjør utnyttelse av det størst mulig tilgjengelige verdiområde for en analog/digital-konvertering (ADC) både for pulser som har passert en liten tykkelse av veggen (ved et lite antall refleksjoner eller i et tynnvegget rør) og for pulser som har passert en større tykkelse av veggen (ved et større antall refleksjoner eller et tykkvegget rør) ved å justere den digitale terskelverdi avhengig av antallet av flere refleksjoner av ultra lyd pulsen mens det tas hensyn til den periodiske økning av støynivået avhengig av den tid som går fra øyeblikket for utsendelse av den sonderende puls.
Under prosessen hvor det letes etter sprekklignende defekter åpner fremgangsmåten for bruk av maskinvare for å normalisere amplituden av de elektriske pulser som tilsvarer de reflekterte ultralydpulser. Den normaliserte amplitude av ultralydpulsene reflektert fra sprekklignende defekter tilsvarer til en viss grad utvetydig dybden av sprekken eller annen defekt, og en sådan maskinvaremessig normalisering gjør det mulig å realisere algoritmer for hurtig analyse av faren ved sprekkene under feltbetingelser etter fullførelsen av pluggens vandring.
Forsterkningsfaktoren varieres trinnvis med en periode på 2 - 20 us med et største trinn på 0,25 av den innledningsvise verdi av forsterkningsfaktoren.
Terskelverdien innstilles trinnvis med en periode på 1 -10 yis.
Den nedre grense for tidsintervallet ovenfor er 3 - 20 yis, mens den øvre grense for tidsintervallet er 40 - 200 us.
Realiseringen av foreliggende fremgangsmåte muliggjør organisering av digital styring av forsterkningsfaktorens og terskelverdiens avhengighet av tiden på vilkårlig måte både før den avsøkende plugg startes og under pluggens vandring inne i rørledningen. Fremgangsmåten kan også brukes for å bestemme skade, slik som tap av metall, ved å registrere flere reflekterte ultralydpulser, såvel som for å påvise sprekklignende defekter. Forsterkningsfaktoren K for de elektriske pulser fra ultralydfølerne økes i avhengighet av den tid t som går fra det øyeblikk hvor en sonderende ultralydpuls sendes ut, i samsvar med funksjonen K = c + ax(t- b)<n>, hvor a er en positiv verdi, verdien av n ikke er mindre enn 1 og b ikke overskrider den ovenfor nevnte nedre grense for tidsintervallet, idet c er en hvilken som helst passende verdi. I en foretrukket utførelse av fremgangsmåten er n = 2.
I en annen utførelse økes forsterkningsfaktoren K for de elektriske pulser fra ultralyd-følerne trinnvis avhengig av tiden som går fra det øyeblikk hvor en sonderende ultralydpuls sendes ut, idet utførelsen har som særtrekk at antallet trinn M, det største antall trinn N og den innledningsvise verdi av forsterkningsfaktoren K0samsvarer med funksjonen K = K0x(1 + ax2<MN>) hvor a er en positiv verdi og verdien av N ikke er mindre enn 6.1 en foretrukket utførelse av fremgangsmåten er N = 8.
Avhengighetene ovenfor er en tilnærmelse til den empiriske avhengighet med hensyn til svekkelsen av ultralydenergien i det medium som transporteres, avleiringene på og materialet i rørveggen i det virksomme tidsintervall med mottagning av ultralydpulser.
Forsterkningsfaktoren reguleres ved periodisk å variere de elektroniske kretsers støynivå avhengig av tiden. Variasjonen av terskelverdien i avhengighet av tiden gjør det mulig å styre betingelsene ved registrering av de mottatte reflekterte ultralydpulser for hvert øyeblikk av tiden, hver for seg.
Terskelverdiens avhengighet av tiden innstilles som en funksjon av antallet falske pulser over et visst forhåndsinnstilt tidsintervall, som overskrider den forhåndsinnstilte terskelverdi.
De falske pulser er støypulser.
På grunn av det forhold at mengden av rør som utgjør en rørledning som skal utprøves, kan inneholde et betraktelig antall rør fremstilt av materialer hvis akustiske absorbsjons-egenskaper er forskjellig fra dem for andre rør og at de elektroniske kanalers støynivå er en parameter som er avhengig av både typen av ultralydfølere og egenskapene ved de enkelte følere av samme type, korrigeres terskelverdiens foreløpige målte avhengighet av tiden i avhengighet av effektiviteten ved reduseringen av den mengde data som skal registreres. En sådan progressiv approksimasjon gjør det mulig å justere effektiviteten ved registrering av nyttige pulser (som tilsvarer reflekterte ultralydpulser) ifølge forhånds-valgts kriterier.
Falske pulser har form av både støypulser og ultralydpulser reflektert fra de strukturelle elementer i pluggens hus og følerholderne. Ettersom antallet sådanne reflekterte pulser er lite gjør tolkningene av dataene som påvirkes etter fullførelse av den avsøkende pluggs løp, operatøren i stand til entydig å identifisere sådanne pulser.
Terskelverdiens avhengighet av tiden opprettes på en slik måte at en sonderende puls tilsvarer 8-16 mottatte falske pulser som overskrider terskelverdien.
Anvendelse av foreliggende fremgangsmåte har vist at kriteriene ovenfor er optimale med hensyn til å forhindre tap av nyttige pulser under terskelen og for å unngå overbelastning av elektronikken, som skyldes behandling av falske pulser.
I en av utførelsene av fremgangsmåten blir terskelverdiens avhengighet av tiden innstilt for den påfølgende diagnostiske pluggvandring ut fra antallet falske pulser som bestemmes etter at pluggen har fullført en undersøkelse av rørledningen.
Analyse av effektiviteten ved å anvende terskler for forskjellige seksjoner av en hoved-rørledning gjør det mulig å skille ut virkningen av variasjonen i parameterne på elektronikken og endre rørtype i forskjellige seksjoner under pluggens bevegelsesprosess i rørledningen for å anvende den mest effektive avhengighet ved den påfølgende diagnostiske pluggvandring gjennom rørledningen.
Det ovenfor nevnte tidsintervall deles inn i noen tidssoner og planen for inndeling i tidssoner brukes etter hver sonderende puls slik at falske pulser telles opp i hver sone og terskelverdien for hver sone innstilles i avhengighet av antallet falske pulser som overskrider terskelen i vedkommende sone, for diverse sonderende pulser. Et foretrukket antall tidssoner er ikke mindre enn 4 og ikke mer enn 128. Tidssonene sørger for justering av terskelens tidsavhengighet. Et lite antall soner gir grov justering av terskelen. Et stort antall soner (fin inndeling) muliggjør justering av terskelen mer presist i avhengighet av tiden. Den største mengde tidssone er begrenset av pulsvarigheten.
Forsterkningsfaktorens og terskelverdiens avhengigheter opprettes avhengig av det fluidmedium som transporteres når rørledningen utprøves, den passerte distanse og rørveggens tykkelse. De innledningsvise verdier av forsterkningsfaktoren bestemmes for hver ultralydføler før utsendelse av ultralydpulser mot den prøvede rørledningsvegg ved å utløse ultralydføleren med en elektrisk puls som har forhåndsinnstilte parametere, og derved tvinge føleren til å sende ut en ultralydpuls rettvinklet på den nærmeste overflate av en gjenstand med kjent tykkelse og ved å motta en respektiv ultralydpuls reflektert fra den fjerne overflate av gjenstanden ved hjelp av den samme ultralydføler samtidig som forsterkningsfaktoren varieres i samsvar med algoritmen realisert av det datakonverterende og -lagrende utstyr, for å oppnå en puls med den største pulsamplitude. Den kode som tilsvarer den innledningsvise verdi av forsterkningsfaktoren bestemt på denne måte, registreres i det digitale datakonverterende og -lagrende utstyr. Dette verdiområdes nedre grense er i det minste 0,7 av den største tillatte amplitude av pulsen, mens den øvre grense er 0,8 av den største tillatte amplitude av pulsen. Med foreliggende fremgangsmåte blir de digitaliserte amplitudeverdier av de mottatte elektriske pulser sammenlignet med den digitale terskelverdi. Realiseringen av algoritmen ovenfor mulig-gjør automatisk bestemmelse av de innledningsvise verdier av forsterkningsfaktoren umiddelbart før den avsøkende pluggvandring startes og under pluggens vandring (med måling av rørledningens tykkelse).
I en foretrukket utførelse av fremgangsmåten blir amplituden av støypulsen målt ved fravær av sonderende og reflekterte ultralydpulser, idet verdiområdet for analog/digital-konverteringen av amplitudeverdiene av de elektriske pulser som tilsvarer de mottatte ultralydpulser, innstilles som en funksjon av den målte amplitude av støypulsen, og de forsterkede elektriske pulser som tilsvarer de mottatte ultralydpulser tilføres en av inngangene til en adderer fra hvis utgang pulsene tilføres inngangen for en analog/digital-omformer, mens det til addererens andre inngang tilføres en spenning fra digital/analog-omformeren, som er avhengig av den målte amplitude av støypulsen og en annen spenning tilføres addererens andre inngang gjennom et lavpassfilter, og hvor verdiområdets grenser innstilles avhengig av antallet diskrete verdier, slik at verdiområdets grenser blir innstilt i avhengighet av støypulsnivået. Disse operasjoner gjør det mulig å utnytte analog/digital-omformerens (ADC) største verdiområde ved at pulser som tilsvarer støyen i de elektroniske kanaler fjernes fra analog/digital-omformeren.
De digitaliserte parameterne for de mottatte pulser (som tilsvarer prøvepulsene fra hver ultralydføler) settes sammen til datarammer (for en gruppe følere). Nevnte parametere for de mottatte pulser inneholder pulsenes digitaliserte amplitude og den tid som forløper etter utsendelse av de respektive prøvepulser, for hver toppverdi. I en foretrukket utførelse omfatter alternative parametere for mottatte pulser digitaliserte toppamplituder av pulsene og den tid som tilsvarer toppamplituden etter utsendelse av vedkommende prøvepuls. Det foretrekkes en utførelse hvor datarammen inneholder parameterne ovenfor for de mottatte pulser, som tilsvarer 10 - 1000 prøvepulser for hver føler i en gruppe av ultralydfølere og for hver nevnte gruppe av følere registreres en tidsverdi som bestemmes av en tidtager eller klokke installert i den avsøkende plugg, idet denne tid entydig samsvarer med tiden for utløsning av hver føler i gruppen. De digitale data registreres i den digitale datalagrende anordning som en fil med en mengde (100 - 10.000) datarammer sammen med tiden for åpning og lukning av filen i samsvar med klokken i datamaskinen som styrer datalagringen i datalagringsutstyret. Datamaskinklokkens tid og tidtagerens tid synkroniseres med hverandre og med tiden for en annen tidtager plassert utenfor den avsøkende plugg. Den ovenfor nevnte form for data-registrering gjør det mulig entydig å bestemme tiden for måling av dataene i tilfellet av forvrengning av noen data i forløpet av konvertering, registrering, lagring eller avlesning, samt finne grunnen til en mulig feilfunksjon.
Disse og andre trekk, aspekter og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått under betraktning av den etterfølgende detaljerte beskrivelse og de vedføyde patentkrav og tegninger, på hvilke:
Fig. 1 viser en utførelse av et "ultralyddefektoskop" for bruk inne i rør,
Fig. 2 er en skisse som viser banen for ultralydprøvepulsene sendt ut i en retning
rettvinklet på en rørlednings innervegg,
Fig. 3 er en skisse som viser banen for ultralydprøvepulser sendt ut i en vinkel mot
rørledningens innervegg,
Fig. 4 anskueliggjør avhengigheten av veggtykkelse målt ved hjelp av en avsøkende
plugg i forhold til den passerte distanse inne i en rørledning som kontrolleres,
Fig. 5 anskueliggjør amplitudens avhengighet av en elektrisk puls som tilsvarer ultralyd pulsen reflektert fra en sprekklignende defekt i forhold til sprekkdybden, Fig. 6 er et diagram som viser ultralydloddingen, registreringen av de reflekterte
ultralydpulser og konvertering og lagring av måledata,
Fig. 7 anskueliggjør de elektriske pulsers forsterkningsfaktors tidsavhengighet i samsvar
med de mottatte ultralydpulser,
Fig. 8 er en grafisk representasjon av de målte data på en rørveggs tykkelse langs en seksjon av en rørledning som utprøves og som gjør det mulig å identifisere sveisede skjøter, og Fig. 9 er en grafisk representasjon av de målte data på en rørveggs tykkelse langs en seksjon av en rørledning som utprøves og som gjør det mulig å identifisere korrosjonstap av metall.
Etter å ha løst problemet med å øke påliteligheten ved innvendig inspeksjon av hoved-rørledninger er det blitt utviklet ultralyddefektoskoper for bruk inne i rør (innvendig avsøkende plugger) for å utprøve oljerørledninger, gassrørledninger, kondensatrør-ledninger og oljeproduktledninger med en nominell diameter på fra ca. 25.4 til ca. 137 cm (10" - 56"). De avsøkende plugger ifølge en foretrukket utførelse tåler et trykk fra det pumpede fluidmedium på inntil 80 standard-atmosfærer og har en strømningsrate på omtrent 85 % av rørledningens nominelle diameter, arbeider ved en temperatur i det pumpede medium på fra 0° til +70° C og har en minste passerbar svingradius på omtrent 1,5 av rørledningens diameter. Pluggene har forskjellige typer eksplosjonsvern, slik som en eksplosjonssikker kappe, en elektrisk krets i egensikker utførelse, en spesiell eksplosjonssikker finish med et strømforbruk i den avsøkende plugg som ikke er større enn 9 A.
En utførelse av ultralyddefektoskopet for rør beregnet på kontroll av en rørledning med en diameter på ca. 96,5 - 137 cm (38" - 56") som har en veggtykkelse på 4 - 30 mm, er vist i fig. 1. Pluggen omfatter de etterfølgende komponenter, nemlig et legeme 1 som utgjør et vanntett skall som rommer en effektkilde og elektronisk utstyr for måling, behandling og lagring av oppnådde måledata på grunnlag av en datamaskin ombord som styrer operasjonen av den avsøkende plugg under dens vandring inne i rørledningen. Effekt-kilden består av lagringsbatterier eller galvaniske celler med en samlet kapasitet på inntil 1000 Ah.
I pluggens halestykke er det montert ultralydfølere 2 som vekselvis sender ut og mottar ultralydpulser. Avtettende ringer 3 av polyuretan montert på plugglegemet sørger for dets posisjonering i midten av en rørledning og dets bevegelse sammen med strømmen av fluidmedium som pumpes gjennom rørledningen. Hjulene forodometere 4 montert på defektoskopets legeme presses mot rørledningens innervegg. Under pluggens bevegelse genererer odometrene pulser hvis mengde er proporsjonal med distansen som måles av et odometer og pulsene fra odometerne behandles i en elektronisk krets som sørger for samsvar mellom tiden for utløsning av ultralydfølerne og avlesninger av odometrene, mens informasjon om pluggens bane målt ved hjelp av odometrene registreres i et lagringsutstyr hos datamaskinen ombord, hvilket etter fullførelse av pluggens diagnostiske vandring og behandling av de lagrede data gjør det mulig å bestemme posisjonen av defekter i rørledningen og stedet for henholdsvis påfølgende utgraving og reparasjon av rørledningen.
Den avsøkende plugg plasseres i rørledningen og produktet (olje, kondensat) pumpes gjennom rørledningen. Når ultralyddefektoskopet vandrer inne i rørledningen sender ultralydfølerne periodisk ut akustiske pulser.
For å gjennomføre oppgaven å måle veggtykkelse blir ultralydpulser 24 vist i fig. 2 sendt ut rettvinklet på den indre overflate av rørledningen. Disse pulser blir tildels reflektert fra innerveggen av rørledningen 21, fra ytterveggen av rørledningen 22 eller fra et defekt om råde 23 med f.eks. delaminert metall i rørveggen. Noen ultralydpulser 29 går igjennom mediaovergangen som dannes av rørledningens yttervegg.
Når ultralydpulsene er blitt sendt ut, begynner ultralydfølerne å motta pulser 25 reflektert fra innerveggen, pulser 27, 28 reflektert fra ytterveggen eller pulser 26 reflektert fra den overfor nevnte defekt i veggen.
For å påvise sprekker i rørveggen sendes ultralydpulser 32 vist i fig. 3 ut i en vinkel på 15 - 21° (fortrinnsvis 17-19°) mot den indre overflate av røret. Disse pulser blir tildels reflektert fra innerveggen 21, fra ytterveggen 22 eller fra den sprekklignende defekt 31. Noen ultralydpulser 33 passerer gjennom mediaovergangen eller blir reflektert (34), hvilket svekker den nyttige, reflekterte puls 35.
Når ultralydpulsene er blitt sendt ut, bytter ultralydfølerne til mottagning av reflekterte pulser og mottar pulser 35 reflektert fra den sprekklignende defekt 31.
Fig. 4 viser hvordan veggtykkelsen av rørledningen avhenger av rørledningslengden. Seksjonene 41, 42 og 43 i fig. 4 tilsvarer seksjoner av rørledningen som består av rør som har forskjellig nominell veggtykkelse, nemlig 10 mm i seksjonen 41, 8,2 mm i seksjonen 42 og 10 mm i seksjonen 43.1 dette tilfelle er forskjellen i nominell tykkelse omtrent 20 % og derfor blir ultralydpulsene reflektert fra defekten i rørveggen med mindre tykkelse, utsatt for en mindre svekkelse enn pulsene reflektert fra defekten i rørveggen som har større tykkelse. Med en fast verdi av forsterkningsfaktoren vil defekter med identiske geometriske parametere i vegger av forskjellig tykkelse tilsvare de mottatte pulsers ulike amplituder.
Med henvisning til fig. 6 utføres den fortløpende utløsning og undersøkelse hos ultra-lydfølerne 61 som eksiteres av oscillatorer 71, ved hjelp av en multiplekser 70 som sørger for fortløpende utløsning av oscillatoren 71 og en adderer 60 som sørger for fortløpende utspørring av følerne 61. Det følerutløsende signal som virker på inngangen til multiplekseren 70 starter oscillatoren 71, hvilket i sin tur utløser ultralydfølerne 61 ved hjelp av en spenningspuls på 300 V. Videre virker det følerutløsende signal på styringsinngangen for adderen 60 som synkroniserer mottagningen av pulser fra følerne 61. Signalet (pulsen) som tas fra følerne 61 føres gjennom addereren 60 til en styrt forsterker 75 og fra dennes utgang passerer pulsen fra føleren gjennom en logaritmisk forsterker 76 til en av inngangene for en adderer 77. Forsterkningsfaktoren for den styrte forsterker 75 innstilles ved hjelp av en digital/analog-omformer 83 som styres av modulen for konvertering av digitale data. Fra utgangen for addereren 77 mates pulsen til en ADC 78 hvor analog/digital-konvertering av pulsamplituden utføres. De digitaliserte amplituder fra ADCen 78 tilføres en digital datakonverterende modul 79 og en av inngangene for en støynivåmålende krets 85, idet den andre inngang til kretsen 85 mates med en referanse-spenning fra modulen 79. Signalet avgitt fra kretsen 85 tilføres inngangen for en kode-tilformer 86 foran en digital/analog-omformer 87. Det analoge signal fra digital/analog-omformeren (DAC) 87 mates gjennom et lavpassfilter 88 til den andre inngang for addereren 77. Verdien av den nedre grense for digitaliseringsområdet for utgangen for ADCen 78 tilføres den tredje inngang for addereren 77. De digitale data som er konvertert i modulen 79 tilføres datamaskinen 80 ombord, hvor dataene registreres i et digitalt datalagringsutstyr 81, idet dataene blir registrert i filer sammen med registrering av tidspunktet for åpning og lukning av filen ved hjelp av en klokke eller tidtager 82. Tidtageren 82 er synkronisert med en klokkeoscillator 84.
Tidsstyringen av den avsøkende modus (utsendelse av prøvepulser) utføres i en krets 94 som behandler odometriske data tilført fra odometere 91, 92, 93 (fig. 6). Utgangene fra odometrene 91, 92, 93 er forbundet med inngangene til kretsen 94, mens utgangen fra kretsen 94 som brukes for utløsning av ultralydfølerne, er forbundet med en av inngangene til kretsen 79 hvis utgang som brukes for å starte ultralydpulsene, er forbundet med inngangen for multiplekseren 70 og med addereren 60. Dataene som bestemmer behandlingsmodus for de odometriske data i kretsen 94, mates fra kretsen 79 til kretsen 94 mens de konverterte odometriske data fra kretsen 94 tilføres kretsen 79. En utgang fra tidtageren 84 er også forbundet med en av inngangene til kretsen 94.
Under refleksjonen av en ultralydpuls fra den sprekklignende defekt representerer den største puls sprekkdybden. Fig. 5 anskueliggjør den elektriske puls sin største amplitudes U avhengighet av den respektive ultralydpuls som reflekteres fra den sprekklignende defekt, ut fra dybden d av sprekken ved en forhåndsinnstilt absorpsjonsrate for ultralyden. Siden ultralydpulsene som mottas når rørledningen utprøves har forskjellig veilengde og derfor absorberes i forskjellig grad, normaliseres amplituden av de elektriske pulser som tilsvarer de mottatte ultralydpulser ved å variere forsterkningsfaktoren avhengig av den tid som har forløpt fra tidspunktet for utsendelse av prøvepulsen.
I et tidsintervall på fra 8,4 til 56,6 us økes forsterkningsfaktoren K for de elektriske pulser som sendes fra ultralydfølerne på en diskret måte med trinn på 8,4 yis (i 8 trinn), slik at den største verdi av K blir omtrent 1,5Ko.
I en av de mulige utførelsesformer blir forsterkningsfaktoren K økt som en funksjon av
K = K0(1+2(M 9) sgn(M -1)), hvor K0er forsterkningsfaktorens innledningsvise verdi (ved det første trinn), M er trinn-nummeret (M = [(t - t0)/dt + 1]) og hvor t = 8,4 yis er tiden som går etter utsendelse av ultralydprøvepulsen når forsterkningen av pulsen initieres, dt er lengden av tidsluken som er lik 8,4 yis, slik at den største verdi av K blir lik 1,5Ko. Forsterkningsfaktorens K avhengighet av tiden t som går etter utsendelsen av prøve-pulsen, er representert i fig. 7 med en kurve 110. Ved å gjøre dette blir den største variasjon av forsterkningsfaktoren K lik 0,25 K0. En sådan utførelsesform kan være basert på enkel maskinvare som f.eks. er fremstilt i form av en eneste teller.
I en annen mulig utførelse blir forsterkningsfaktoren K for de elektriske pulser som sendes ut fra ultralydfølerne økt avhengig av den ovenfor nevnte tid t som går fra øyeblikket for utsendelse av ultralydprøvepulsen, som en approksimasjonsfunksjon K = c + a(t - b)<n>, hvor K er forsterkningsfaktoren, t er tiden som går fra øyeblikket for utsendelse av ultra-lydprøvepulsen, og a, b, c og n er approksimasjonsvariabler, hvor a er en positiv verdi, n er mindre enn 1, b ikke overskrider den nedre grense for tidsintervallet og C er en hvilken som helst passende verdi. Ved å bli betraktelig ved at den diskrete forsterkningsfaktor endrer seg, omdannes denne funksjon til funksjonen K = Ko(1 + 0,01 (M -1)<2>), hvor M er antallet trinn som tas i samsvar med M = [(t - to)/dt +1], hvor t0er den tid som går etter utsendelsen av ultralydprøvepulsen, fra hvilken forsterkningen av pulsene starter, mens dt er trinnets tidsluke. I dette tilfelle er c = K0, b = t0, n = 2, a = 0,01K0/dt2, t0 = 8,4 us, dt = 8,4 yis. Ved å gjøre dette, blir den største variasjon av forsterkningsfaktoren K lik 0,13K0. Pulsforsterkningsfaktorens K avhengighet av tiden som går etter utsendelse av en prøve-puls er anskueliggjort i fig. 7 med kurven 111. Således økes forsterkningsfaktoren K som en funksjon av K = K0(1 + 2(M 9) sgn(M-1)) eller K = K0(1 + 0,01 (M -1)<2>).
I en foretrukket utførelse blir forsterkningen av de elektriske pulser fra ultralydfølerne økt i avhengighet av den ovenfor nevnte tid som forløper fra øyeblikket for utsendelse av ultralydprøvepulsen i samsvar med trinn-nummerets tabulerte funksjon. Den tabulerte funksjon bestemmes under laboratoriebetingelser avhengig av typen fluidmedium (vann, olje, kerosin, dieselbrensel eller annet produkt).
Terskelverdien varieres trinnvis i trinn på 4,2 us som en forhåndsinnstilt funksjon av tiden i avhengighet av den føler hvis pulser skal behandles på et gitt tidspunkt.
Forsterkningsfaktorens og terskelverdienes avhengigheter av tiden under den prosess hvor den avsøkende plugg vandrer inne i rørledningen, leses ut fra utstyret som brukes for konvertering og lagring av digitale data (datamaskinmodulene ombord) og forsterkningsfaktorens og terskelverdiens individuelle avhengighet av tiden innstilles for hver føler sammen med det tidsintervall hvor ultralydpulsene mottas fra denne føler. Forsterkningsfaktorens innledningsvise verdier bestemmes for hver ultralydføler før utsendelse av ultralydpulser mot den prøvede rørlednings vegg, idet ultralydføleren eksiteres med en elektrisk puls med en spenning på 300 V for derved å sende ut en ultralydpuls rettvinklet på en stålvegg som har kjent tykkelse nær føleren og motta den respektive ultralydpuls reflektert fra veggoverflaten fjernt fra føleren ved å bruke den samme ultralydføler, ved å øke forsterkningsfaktoren med en forutbestemt algoritme realisert ved hjelp av anordningene for konvertering og lagring av data, for å oppnå en toppamplitude for pulsen i området 0,7 - 0,8 av den mulige tillatelige verdi av pulsamplituden (1 V). DAC-kodene som tilsvarer de således bestemte innledningsvise verdier av forsterkningsfaktoren, registreres i direktehukommelsen (RAM) i "PLIS" for pluggoperasjonen og tas vare på i perifert lagringsutstyr, som filer for fremtidig bruk.
For pluggens første vandring etableres terskelverdiene oppnådd under den tekniske justering av pluggen. Resultatene fra pluggens vandring brukes så for å bestemme en tidssone på 4,2 yis etter sending av prøvepulsen, hvor antallet støypulser ligger i et område på fra 8 til 16. Dersom antallet støypulser overskrider dette verdiområde økes den programmerte terskelverdi for den gitte tidssone trinnvis med 4-5 mV. Dersom antallet støypulser ligger under dette verdiområde senkes den programmerte terskelverdi for den gitte tidssone trinnvis med 4-5 mV. I dette tilfelle blir antallet tidssoner lik 16. Etter dette blir de digitaliserte amplituder av de mottatte elektriske pulser sammenlignet med den digitale terskelverdi.
Den neste pluggvandring utføres under utnyttelse av de terskelverdier som er funnet for hver tidssone registrert i PLIS RAM'en.
I en utførelse av fremgangsmåten blir de ovenfor nevnte registrerte verdier korrigert under en pluggvandring ved å bruke den ovenfor beskrevne algoritme.
I henhold til den algoritme som utføres ifølge programmet i datamaskinen ombord kombi-neres de målte digitale verdier fra en gruppe følere i datarammer som hver inneholder parameterne for de mottatte pulser som tilsvarer prøvepulsene fra hver ultralydføler, såvel som en tidtagers tidspunkt som er ensidig knyttet til tidspunktet for utsendelsen av vedkommende prøvepulser. De mottatte pulsers nevnte parametere innbefatter digitale verdier av pulsamplitude og tidspunkt for hver amplitudeverdi etter utsendelse av en respektiv prøvepuls. De mottatte pulsers nevnte parametere omfatter de største digitaliserte amplituder av pulsene og tidspunktet som tilsvarer dette maksimum samt tiden som er gått fra øyeblikket hvor vedkommende prøvepuls ble sendt ut.
Datarammen inneholder de ovenfor nevnte parametere for de mottatte pulser som tilsvarer 64 prøvepulser for hver føler i gruppen av ultralydfølere. Tidtagerens tid registreres for hver nevnte gruppe av følere, idet denne tid er entydig forbundet med tidspunktet for utløsning av hver føler i den ovenfor nevnte gruppe av følere.
De digitale data registreres i det digitale datalagringsutstyr i en fil 20 bestående av nevnte datarammer. Her registreres også tidspunktet for åpning og lukning av filen, idet denne tid bestemmes av klokken i datamaskinen som styrer den dataregistrerende operasjon. Datamaskinklokkens tid og tidtagerens tid synkroniseres med hverandre og med tiden fra en ekstern tidtager før og etter pluggvandringen.
I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen blir veggtykkelsen og sprekklignende defekter målt under pluggens vandring. Diverse ultralydfølere (grupper av følere) utløses samtidig over et forhåndsinnstilt tidsintervall. Tidsluken mellom inntilliggende odometriske pulser samsvarer med en lengde på omtrent 3 mm målt ved hjelp av et odometer. Under den røravsøkende operasjon bestemmes pluggens hastighet inne i rørledningen og den betingelse observeres at pluggens hastighet ikke må være lavere enn 0,1 m/s og ikke høyere enn 1,5 m/s. Dersom man holder seg innenfor dette område blir ultralydfølerne utløst med et forutbestemt tidsintervall.
Etter at inspeksjon av en gitt seksjon av en rørledning er blitt fullført, trekkes plugg-defektoskopet ut fra rørledningen og dataene innsamlet under pluggens vandring skrives på ny til en ekstern datamaskin.
Den påfølgende analyse av de registrerte data muliggjør påvisning av defekter i rør-veggen og bestemmelse av deres posisjon i rørledningen for formålet av påfølgende reparasjon av skadede seksjoner av rørledningen.
Fig. 8 og 9 gjengir fragmenter av en grafisk representasjon av data oppnådd med en diagnostisk pluggvandring, som tillater operatøren å definere de spesifikke trekk ved rør-ledningen og defektene i dens vegger. I fig. 8 og 9 er lengden av rørledningen langs dens akse inntegnet på aksen L mens lengden langs omkretsen av rørledningen i snitt, er tegnet inn på aksen LR. De sorte punkter i bildet viser at på disse steder på røret overskrider forskjellen mellom den målte verdi av veggtykkelsen og den nominelle verdi for den gitte seksjon av rørledningen, den forutbestemte terskelverdi. Fig. 8 anskueliggjør kjennetegnende trekk ved rørledninger, nemlig langsgående, sveisede skjøter 151 og 152 i røret, en sveiset skjøt mellom rør 153 og et stempel 154. I fig. 9 er det vist typiske korrosive defekter 161 i røret, påvist som et resultat av å utføre defektoskopi med ultralyd i røret i henhold til foreliggende fremgangsmåte.
Det er således fremskaffet en fremgangsmåte ved innvendig ultralydundersøkelse av rørledninger, som utføres ved å få en avsøkende plugg som sender ut ultralydprøvepulser mot rørveggen og mottar reflekterte ultralydpulser derfra, til å passere inne i rørledningen. Fremgangsmåten har som særtrekk at de mottatte pulser forsterkes ved å bruke en varierende forsterkningsfaktor som økes i samsvar med den tid som går fra det øyeblikk hvor en prøvepuls sendes ut. Pulsamplitudenes terskelverdier varieres også avhengig av tiden. Digitale verdier av pulsamplitudene og tiden som forløper fra det øyeblikk hvor en prøvepuls sendes ut og som svarer til hver verdi av amplituden, oppnås. Forsterkningsfaktorens og terskelens empirisk oppnådde avhengigheter av tiden for hver ultralydføler registreres i en direktehukommelse (RAM). Under behandlingen av de mottatte pulser blir tidligere registrerte avhengigheter for hver ultralydføler lest ut fra direktehukommelsen og de respektive verdier av forsterkningsfaktoren og terskelen opprettes samtidig med en periode hvor pulsene mottas ved hjelp av denne føler. Fremgangsmåten gjør det mulig med maskinvare å kompensere for virkningen av ultralyddempningen i materialet på de reflekterte pulsers amplitude og på denne måte øke nøyaktigheten ved bestemmelse av de geometriske parametere for defekter og sannsynligheten for at de oppdages samt effektiviteten ved estimering av deres fare.
Skjønt foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet i vesentlig detalj med henvisning til visse utførelsesformer vil fagfolk på området forstå at foreliggende oppfinnelse kan praktiseres med andre utførelser enn de beskrevne som her er blitt presentert for illustrasjonsformål, hvilke andre utførelser skal falle innenfor rammen av de vedføyde patentkrav.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for innvendig undersøkelse av en rørledning ved hjelp av ultralyd, omfattende følgende trinn: - å bevege en avsøkende anordning omfattende ultralydfølere og utstyr for måling, behandling og lagring av måledata i en rørledning, - å sende ut ultralydpulser under vandring eller bevegelse av den avsøkende anordning, og å motta reflekterte ultralydpulser som tilsvarer de avsøkende ultralydpulser, - å forsterke elektriske pulser som tilsvarer de mottatte ultralydpulser, og å konvertere og lagre måledataene, hvor amplitudeverdiene av de elektriske pulser som tilsvarer de mottatte, reflekterte ultralydpulser, sammenlignes med en terskelverdi, idet under målingen blir den tid som forløper etter utsendelsen av hver avsøkende ultralydpuls, bestemt, karakterisert vedat: innenfor et tidsintervall blir en forsterkningsfaktor for forsterkningen av de elektriske pulser og terskelens verdi variert på en diskret eller trinnvis måte som forhåndsinnstilte funksjoner av tiden, mens forsterkningsfaktorens og terskelverdiens avhengighet av tiden avleses, under den avsøkende anordningens vandring eller bevegelse inne i rørledningen, ved hjelp av anordningen for konvertering og lagring av digitale data, og forsterkningsfaktorens og terskelverdiens individuelle avhengighet av tiden opprettes samtidig med tidsintervallet, i løpet av hvilket ultralydpulsene mottas, de digitaliserte amplitudeverdier av de elektriske pulser sammenlignes med den digitaliserte terskelverdi, terskelverdiens avhengighet av tiden bestemmes som en funksjon av antallet falske pulser som registreres over et forutgående tidsintervall og som overskrider en terskelverdi på tidspunktet for registrering av de falske pulser, tidsintervallet inndeles i flere tidssoner, og planen for inndeling i tidssoner brukes etter hver avsøkende puls, antallet tidssoner er ikke mindre enn 4 og ikke mer enn 128, og under vandring eller bevegelse av den avsøkende anordning blir falske pulser for hver tidssone satt sammen, og terskelverdien for hver sone bestemmes i avhengighet av antallet falske pulser som overskrider en terskelverdi i vedkommende sone for flere avsøkende eller sonderende pulser.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor forsterkningsfaktoren varieres trinnvis med en periode på 2 - 20 us og med et trinn på maks. 0,25 ganger forsterkningsfaktorens innledningsvise verdi.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor terskelverdien bestemmes trinnvis med en periode på 1 -10 us.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor den nedre grense for tidsintervallet ligger i området 3-20 us, mens den øvre grense for tidsintervallet ligger i området 40 - 200 us.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor forsterkningsfaktoren (K) for forsterkningen av de elektriske pulser økes i avhengighet av den tid (t) som går fra utsendelsen av den avsøkende eller sonderende ultralydpuls, i samsvar med funksjonen:
hvor: a er en positiv verdi; n ikke er mindre enn 1; b ikke overskrider tidsintervallets nedre grense, og c er en hvilken som helst passende verdi.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, hvor n = 2.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor forsterkningsfaktoren (K) for forsterkningen av de elektriske pulser økes trinnvis avhengig av tiden som går fra utsendelsen av de avsøkende eller sonderende ultralydpulser, i samsvar med funksjonen:
hvor: K0 er forsterkningsfaktorens innledningsvise verdi, M er trinn-nummeret, N er det største eller maksimale antall trinn, a er en positiv verdi, og N ikke er mindre enn 6.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor de falske pulser er støypulser.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor terskelverdien bestemmes i avhengighet av tiden hvor en avsøkende eller sonderende ultralydpuls tilsvarer 8-16 mottatte falske pulser som overskrider terskelverdien på tidspunktet for registrering av de falske pulser.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor antallet falske pulser bestemmes etter at den avsøkende anordning har fullført en vandring eller bevegelse, idet terskelverdiens avhengighet bestemmes av tidspunktet for en påfølgende diagnostisk vandring eller bevegelse av den avsøkende anordning.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor de digitaliserte parametere for de mottatte pulser settes sammen til datarammer, idet parameterne innbefatter digitaliserte amplitudeverdier av pulsene og tiden som har gått etter utsendelse av den tilhørende avsøkende eller sonderende puls for hver amplitudeverdi, mens hver dataramme inneholder parametere for de mottatte pulser som tilsvarer 10- 1.000 avsøkende eller sonderende pulser for hver føler i en gruppe av følere, og for hver nevnte gruppe av følere registreres tidsverdier som bestemmes av en tidtager installert i den avsøkende anordning, idet denne tid entydig samsvarer med tiden for utløsning av hver føler i gruppen, hvor de digitale data registreres i den digitale datalagrende anordning som en fil med flere data-rømmer sammen med tiden for åpning og lukning av filen i samsvar med en klokke i datamaskinen som styrer datalagringen i datalagringsutstyret, og hvor datamaskinklokkens tid og tidtagerens tid synkroniseres med hverandre og med tiden for en annen tidtager plassert utenfor den avsøkende anordning.
12. Anordning for innvendig undersøkelse av en rørledning ved hjelp av ultralyd, omfattende en avsøkende anordning med ultralydfølere og utstyr for måling, behandling og lagring av måledata under vandring eller bevegelse i en rørledning, og som er innrettet for utsending av avsøkende eller sonderende ultralydpulser under vandring eller bevegelse, og for å motta reflekterte ultralydpulser som tilsvarer de avsøkende ultralydpulser ved hjelp av ultralydføler, og for forsterking av elektriske pulser som tilsvarer de mottatte ultralydpulser fra føleren, og for konvertering og lagring av måledataene, hvor amplitudeverdiene av de elektriske pulser som tilsvarer de reflekterte ultralydpulser, sammenlignes med en terskelverdi, idet under målingen blir den tid som forløper etter utsendelsen av hver avsøkende ultralydpuls, bestemt, karakterisert vedat anordningen er innrettet på en slik måte at: innenfor et tidsintervall blir en forsterkningsfaktor for forsterkningen av de elektriske pulser og terskelverdien variert på en diskret eller trinnvis måte som forhåndsinnstilte funksjoner av tiden, mens forsterkningsfaktorens og terskelverdiens avhengighet av tiden avleses, under den avsøkende anordningens vandring eller bevegelse inne i rørledningen, ved hjelp av anordningen for konvertering og lagring av digitale data, og forsterkningsfaktorens og terskelverdiens individuelle avhengighet av tiden opprettes samtidig med tidsintervallet, i løpet av hvilket ultralydpulsene mottas, de digitaliserte amplitudeverdier av de elektriske pulser sammenlignes med den digitaliserte terskelverdi, terskelverdiens avhengighet av tiden bestemmes som en funksjon av antallet falske pulser som registreres over et forutgående tidsintervall og som overskrider en terskelverdi på tidspunktet for registrering av de falske pulser, tidsintervallet inndeles i flere tidssoner, og planen for inndeling i tidssoner brukes etter hver avsøkende puls, antallet tidssoner er ikke mindre enn 4 og ikke mer enn 128, og under vandring eller bevegelse av den avsøkende anordning blir falske pulser for hver tidssone satt sammen, og terskelverdien for hver sone bestemmes i avhengighet av antallet falske pulser som overskrider en terskelverdi i vedkommende sone for flere avsøkende eller sonderende pulser.
13. Anordning som angitt i krav 12, hvor forsterkningsfaktoren varieres trinnvis med en periode på 2 - 20 us og med et trinn på maks. 0,25 ganger forsterkningsfaktorens innledningsvise verdi.
14. Anordning som angitt i krav 12, hvor terskelverdien bestemmes trinnvis med en periode på 1 -10 us.
15. Anordning som angitt i krav 12, hvor den nedre grense for tidsintervallet ligger i området 3-20 us, mens den øvre grense for tidsintervallet ligger i området 40 200 us.
16. Anordning som angitt i krav 12, hvor forsterkningsfaktoren (K) for forsterkningen av de elektriske pulser økes i avhengighet av den tid (t) som går fra utsendelsen av den avsøkende eller sonderende ultralydpuls, i samsvar med funksjonen:
hvor: a er en positiv verdi; n ikke er mindre enn 1; b ikke overskrider tidsintervallets nedre grense, og c er en hvilken som helst passende verdi.
17. Anordning som angitt i krav 16, hvor n = 2.
18. Anordning som angitt i krav 12, hvor forsterkningsfaktoren (K) for forsterkningen av de elektriske pulser økes trinnvis avhengig av tiden som går fra utsendelsen av de avsøkende eller sonderende ultralydpulser, i samsvar med funksjonen:
hvor: K0er forsterkningsfaktorens innledningsvise verdi, M er trinn-nummeret, N er det største eller maksimale antall trinn, a er en positiv verdi, og N ikke er mindre enn 6.
19. Anordning som angitt i krav 12, hvor de falske pulser er støypulser.
20. Anordning som angitt i krav 12, hvor terskelverdien bestemmes i avhengighet av tiden hvor en avsøkende eller sonderende ultralydpuls tilsvarer 8-16 mottatte falske pulser som overskrider terskelverdien på tidspunktet for registrering av de falske pulser.
21. Anordning som angitt i krav 12, hvor antallet falske pulser bestemmes etter at den avsøkende anordning har fullført en vandring eller bevegelse, idet terskelverdiens avhengighet bestemmes av tidspunktet for en påfølgende diagnostisk vandring eller bevegelse av den avsøkende anordning.
22. Anordning som angitt i krav 12, hvor de digitaliserte parametere for de mottatte pulser settes sammen til datarammer, idet parameterne innbefatter digitaliserte amplitudeverdier av pulsene og tiden som har gått etter utsendelse av den tilhørende avsøkende eller sonderende puls for hver amplitudeverdi, mens hver dataramme inneholder parametere for de mottatte pulser som tilsvarer 10- 1.000 avsøkende eller sonderende pulser for hver føler i en gruppe av følere, og for hver nevnte gruppe av følere registreres tidsverdier som bestemmes av en tidtager installert i den avsøkende anordning, idet denne tid entydig samsvarer med tiden for utløsning av hver føler i gruppen, hvor de digitale data registreres i den digitale datalagrende anordning som en fil med flere datarammer sammen med tiden for åpning og lukning av filen i samsvar med en klokke i datamaskinen som styrer datalagringen i datalagringsutstyret, og hvor datamaskinklokkens tid og tidtagerens tid synkroniseres med hverandre og med tiden for en annen tidtager plassert utenfor den avsøkende anordning.
NO20025037A 2001-12-25 2002-10-18 Fremgangsmåte ved innvendig undersøkelse av rør NO335149B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001134936/28A RU2212660C1 (ru) 2001-12-25 2001-12-25 Способ внутритрубного ультразвукового контроля

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20025037D0 NO20025037D0 (no) 2002-10-18
NO20025037L NO20025037L (no) 2003-06-26
NO335149B1 true NO335149B1 (no) 2014-09-29

Family

ID=20254855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20025037A NO335149B1 (no) 2001-12-25 2002-10-18 Fremgangsmåte ved innvendig undersøkelse av rør

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6571634B1 (no)
DE (1) DE10237980B4 (no)
GB (1) GB2380547B (no)
NO (1) NO335149B1 (no)
RU (1) RU2212660C1 (no)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182331C1 (ru) * 2001-05-25 2002-05-10 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Способ внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии
RU2188413C1 (ru) * 2001-10-25 2002-08-27 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Устройство для внутритрубной ультразвуковой толщинометрии
US7299697B2 (en) * 2005-03-31 2007-11-27 General Electric Company Method and system for inspecting objects using ultrasound scan data
US7610791B2 (en) * 2006-03-09 2009-11-03 Southwest Research Institute Time-gain control method and system for long-range guided-wave inspection and monitoring
BRPI0708919A2 (pt) * 2006-03-27 2011-06-14 Key Energy Services Inc mÉtodo e sistema para interpretar dados de tubulaÇço
BRPI0709701A2 (pt) * 2006-03-27 2011-07-26 Key Energy Services Inc mÉtodo e sistema para scanear de tubulaÇço
RU2008142386A (ru) * 2006-03-27 2010-05-10 Ки Энерджи Сервисиз, Инк. (Us) Способ и система оценивания и отображения данных глубины
WO2007112373A2 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Key Energy Services, Inc. Method and system for calibrating a tube scanner
DE102007004223A1 (de) 2007-01-27 2008-07-31 Bönisch, Andreas Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren, Stangen o. dgl. Fertigteilen zur Ausrüstung von Ölfeldern
US20080312850A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Mcdonnell Shamus Correction of in-line inspection run data logs using acoustical data
JP5314550B2 (ja) * 2009-09-30 2013-10-16 三菱重工業株式会社 管内挿入式超音波探傷検査装置及び超音波探傷検査システム
GB2475314B8 (en) 2009-11-16 2013-09-25 Innospection Group Ltd Remote environment inspection apparatus and method
US8043048B2 (en) * 2010-04-08 2011-10-25 General Electric Company Systems and methods for monitoring a structural health of a wind turbine
EP2439527A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-11 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System and method for performing ultrasonic pipeline wall property measurements
GB2494170A (en) * 2011-09-01 2013-03-06 Sonar Pipeline Inspection Systems Ltd Acoustic pipeline inspection
RU2486503C1 (ru) * 2011-11-29 2013-06-27 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Способ определения местоположения и размеров неоднородных образований на стенках трубопровода
US9255860B2 (en) 2013-03-11 2016-02-09 General Electric Company Immersion inspection system for a machine and related method of operation
GB2512835A (en) * 2013-04-08 2014-10-15 Permasense Ltd Ultrasonic detection of a change in a surface of a wall
GB2537124B (en) 2015-04-07 2018-09-05 Innospection Group Ltd In-line inspection tool
RU2607258C1 (ru) * 2015-08-11 2017-01-10 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Способ внутритрубного ультразвукового контроля
US10060883B2 (en) 2015-10-01 2018-08-28 General Electric Company Pipeline crack detection
RU2613624C1 (ru) * 2015-12-16 2017-03-21 Игорь Вячеславович Соколов Способ ультразвукового неразрушающего контроля водоводов гидротехнических объектов
RU2626744C1 (ru) * 2016-05-24 2017-07-31 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Внутритрубный ультразвуковой дефектоскоп
NL2017536B1 (en) * 2016-09-26 2018-04-04 Roentgen Technische Dienst B V Method, system and tool for determining a wall thickness of an object
RU168551U1 (ru) * 2016-10-05 2017-02-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Дефектоскоп
RU170507U1 (ru) * 2016-12-20 2017-04-26 Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) Устройство ультразвукового контроля труб, патрубков, корпусов цилиндрической формы, имеющих ступенчатое внутреннее сечение
US10429176B2 (en) 2017-06-08 2019-10-01 General Electric Company Pipeline deep crack detection
FR3068134B1 (fr) * 2017-06-23 2021-01-08 Vallourec Tubes France Controle non destructif pour produit tubulaire a forme complexe
CN107643108A (zh) * 2017-11-07 2018-01-30 榆林学院 一种石油管道内壁检测装置及其使用方法
RU2690975C1 (ru) * 2018-10-03 2019-06-07 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Способ определения сигнала от стенки трубы по данным ВИП CD статистики энергетических линий
KR20220098240A (ko) * 2019-11-15 2022-07-11 퓨어 테크놀러지즈 리미티드 파이프라인 점검 디바이스를 위한 안정화기
US11482092B1 (en) * 2020-04-30 2022-10-25 United Services Automobile Association (Usaa) Smart sensors for plumbing systems

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4056971A (en) * 1976-05-10 1977-11-08 Automation Industries, Inc. Distance amplitude compensation system
US4162635A (en) * 1978-01-03 1979-07-31 Triad & Associates, Inc. System for monitoring the condition of a pipeline
DE3307224C1 (de) * 1983-03-02 1984-07-19 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Ultraschallpruefgeraet zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mit einem regelbaren Empfangsverstaerker
DE3638936A1 (de) 1986-11-14 1988-05-26 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren und einrichtung zur detektion von korrosion oder dergleichen
JPS6450903A (en) * 1987-08-21 1989-02-27 Nippon Kokan Kk Measuring apparatus of shape of inside of tube
FR2623626B1 (fr) * 1987-11-25 1990-04-13 Electricite De France Dispositif de controle non destructif de tubes par ultrasons
DE4040190C2 (de) 1990-12-15 1994-08-04 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren zur Laufzeitmessung von Ultraschall bei der Impuls-Reflexionsmethode
DE4141123C1 (no) 1991-12-13 1993-03-18 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe, De
RU2018817C1 (ru) 1992-06-30 1994-08-30 Чургель Анатолий Олегович Устройство для ультразвукового контроля трубопроводов
RU2042946C1 (ru) * 1992-06-30 1995-08-27 Чургель Анатолий Олегович Ультразвуковое устройство для автоматического контроля качества металла трубопроводов
RU2108569C1 (ru) * 1993-02-26 1998-04-10 Виктор Иванович Шабуневич Способ неразрушающего контроля трубопроводов
US5460046A (en) * 1994-05-25 1995-10-24 Tdw Delaware, Inc. Method and apparatus for ultrasonic pipeline inspection
US5587534A (en) * 1994-10-28 1996-12-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Wall thickness and flow detection apparatus and method for gas pipelines

Also Published As

Publication number Publication date
GB2380547A (en) 2003-04-09
DE10237980A1 (de) 2003-07-10
DE10237980B4 (de) 2006-07-13
NO20025037L (no) 2003-06-26
US6571634B1 (en) 2003-06-03
RU2212660C1 (ru) 2003-09-20
GB2380547B (en) 2003-08-20
GB0219737D0 (en) 2002-10-02
RU2001134936A (ru) 2004-03-20
NO20025037D0 (no) 2002-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO335149B1 (no) Fremgangsmåte ved innvendig undersøkelse av rør
RU2188413C1 (ru) Устройство для внутритрубной ультразвуковой толщинометрии
US8806944B2 (en) High precision ultrasonic corrosion rate monitoring
RU2182331C1 (ru) Способ внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии
EP0106580B1 (en) Acoustic detection of defects in structures
US20090031813A1 (en) Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method using guided wave
EP2195611B2 (en) Acoustic thickness measurements using gas as a coupling medium
KR20110066353A (ko) 크랙 감지 시스템 및 크랙 감지 방법
US10527590B2 (en) Apparatus and method for inspecting a pipeline
US7174787B2 (en) System and method for inspecting an industrial furnace or the like
EP1818674B1 (en) Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes
NO157197B (no) Fremgangsmaate og apparat for aa bestemme kvaliteten av sementeringen rundt et foringsroer.
RU2153163C1 (ru) Способ внутритрубной ультразвуковой диагностики состояния трубопровода
Liao et al. A method for identifying free span of subsea pipelines
RU2205397C1 (ru) Внутритрубный инспекционный снаряд
JP2006250595A (ja) 超音波計測方法および装置
Rose et al. An ultrasonic global inspection technique for an offshore K-Joint
RU2224247C1 (ru) Ультразвуковой дефектоскоп (варианты)
RU2205395C1 (ru) Способ внутритрубного ультразвукового контроля
RU22824U1 (ru) Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов (варианты)
Loveday et al. Influence of resonant transducer variations on long range guided wave monitoring of rail track
SU603896A1 (ru) Способ контрол акустического контакта
Hrncir et al. A case study of the crack sizing performance of the ultrasonic phased array combined crack and wall loss inspection tool on the centennial pipeline, the defect evaluation, including the defect evaluation, field feature verification and tool performance validation (performed by Marathon Oil, DNV and GE Oil & Gas)
RU2582154C2 (ru) Акустическое устройство обнаружения и определения местоположения дефектов в сварных швах
FR2834067A1 (fr) Procede pour effectuer un controle par ultrasons a l&#39;interieur de tubes

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: BAKER HUGHES INCORPORATED, US

MM1K Lapsed by not paying the annual fees