NO336753B1 - Anordning for måling av katodisk potensiale på en belagt metallflate - Google Patents

Description

ANORDNING FOR MÅLING AV KATODISK POTENSIALE PÅ EN BELAGT METALLFLATE

Oppfinnelsen vedrører en ROV-operert sammenstilling omfattende en probe forsynt med en probespiss innrettet til å penetrere et beskyttelsessjikt på en metallisk struktur.

Maling av katodisk potensiale (CP-målinger - Cathodic Potentional Measurement) er en type ikke-destruktiv måling som har til hensikt å måle nivået på den katodiske beskyt-telsen til en valgt undervannsstruktur. Målingen utføres ved at metallspissen på en CP-probe settes i kontakt med bart metall på det ønskede målestedet, og en elektrisk spenningsverdi registreres. Probespissen må være i kontakt med metallet i en tidspe-riode på minimum 2-3 sekunder for at en måling skal bli korrekt. Måling på en under-vannstruktur utføres typisk ved at CP-proben håndteres av en fjernstyrt undervanns-farkost (ROV) eller en dykker.

På enkelte strukturer har det vist seg at malingsbelegget er veldig tykt, og dette resul-terer i at det er vanskelig å trenge spissen av CP-proben gjennom malingslaget og inn i metallet. Dette medfører at spesielt en observasjons-ROV, dvs. en ROV innrettet til observasjon (OROV - Observation Remote Operated Vehicle) på grunn av sin begren-sede vekt og mangel på manipulator har problemer med å utføre de nødvendige må-lingene. Pa en arbeids-ROV, dvs. en ROV innrettet til å utføre et arbeid (WROV - Work Remote Operated Vehicle) blir CP-proben håndtert av en manipulatorarm, mens på OROVen er CP-proben festet direkte til farkosten ved hjelp av en brakett. For å kom-pensere for manglende vekt ved generering av en slagkraft beveges OROVen gjerne med relativt stor hastighet mot strukturen for å presse CP-proben gjennom malingsbelegget. I noen tilfeller må dette gjentas flere ganger før CP-proben har oppnådd kontakt med metallet. Ofte spretter CP-probespissen ut igjen i kollisjonsøyeblikket slik at tilstrekkelig lang kontakttid med bart metall ikke oppnås.

En uheldig konsekvens av dagens praksis er blant annet følgende:

Farkosten påføres gjentatte sjokkartede slagpåkjenninger når CP-proben settes an mot strukturen, noe som fører til at:

Komponenter, for eksempel elektriske kontakter, løsner.

Lyspærer blir ødelagt.

Det oppstår feil på elektroniske komponenter, for eksempel vakkelfeil i krets-kort.

Gjengeforbindelser ødelegges.

Deksler sprekker.

• Frontpartiet av ROVen (kamera, lys, transpondere, deksler, etc.) skades som følge av at CP-proben ikke treffer målet og frontpartiet av ROVen kolliderer med strukturen. • Stor slitasje på CP-probespissen da den gjentatte ganger bankes mot strukturen.

• En OROV bruker forholdsmessig lang tid på en enkel måling.

• Det oppnås ikke tilfredsstillende målekvalitet.

• Avbrudd i andre arbeidsoperasjoner som følge av at en WROV må assistere en OROV for å få fullført en CP-måling, skaper forsinkelse og tapt operasjonstid. • Eventuelt flytting av et overflatefartøy for å bedre tilkomst for WROVen resul-terer i tapt operasjonstid.

Fra GB2471087 A er det kjent et bærbart overvåkingssystem for katodisk beskyttelse, hvor en probe og en elektronikkmodul er anordnet i et trykkhus. Proben har en skarp metallspiss for registrering ved lokal kontakt med strukturen som skal undersøkes. GB2471087 A sier ingenting om hvordan proben håndteres for at metallspissen skal trenge gjennom et beskyttelsesbelegg på strukturen som skal undersøkes.

US4721903 beskriver en elektrisk testprobe, hvor det til en fjørbelastet dor med en probespiss er tilknyttet en utløseranordning anordnet i et hus og som, når fjøra er oppspent, kan løses ut slik at spissen drives inn i belegget som skal gjennomtrenges for at det skal oppnås kontakt med strukturen som skal kontrolleres. Når doren er utløst, må fjøra spennes på nytt ved at doren skyves tilbake i huset igjen. Testproben ifølge US4721903 kan dermed bare utføre ett slag før den må spennes opp og klargjø-res for nytt slag.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterføl-gende patentkravene.

Det er tilveiebrakt en CP-probe-holder forsynt med vibrasjons- eller slagfunksjon som setter en CP-probe i en aksiell bevegelse som får en CP-probespiss til å trenge gjennom et malingsbelegg mens en ROV som CP-proben er fastgjort til, presser med jevn maskinkraft mot en struktur som omgir et målepunkt. CP-proben er forbundet med en CP-probeholder via en slagenhet som tilveiebringer vibrasjons- eller slagfunksjonen ved behov.

For å skape den ønskede vibrasjons- eller slageffekten som skal til for at CP-spissen skal trenge gjennom malingsbelegget, kan følgende løsninger anvendes for slagenheten: • En mekanisk slagfunksjon av samme type som for eksempel på en "nødham-mer", nemlig en fjørbelastet hammer spennes opp, en utløsermekanisme be-tjenes slik at hammeren løses ut, og ei oppspent fjør presser hammeren til an-slag mot en struktur. En elektromagnet kan være anordnet til ved behov å spenne opp hammeren for et nytt slag. • En elektromagnet påfører et aktuatorelement gjentatte slagpulser ved å trekke, henholdsvis skyve aktuatorelementet i dets lengderetning med en tjenlig fre-kvens. • Et roterbart, aksielt fiksert element med samme funksjon som en slagdrill, idet to sirkulære plater hver er forsynt med ei korrugert endeflate som ligger an mot hverandre og skaper aksiell vibrasjon når den ene plata roteres og den andre holdes i ro. • Et roterbart, aksielt fiksert element forsynt med et perifert anordnet kurvebanespor, og en omkransende, ikke-roterende og aksielt forskyvbar hylse som via ett eller flere styreelementer er i inngrep med kurvebanesporet. Kurvebanesporet sørger for at hylsa tvangsstyres i begge aksielle retninger. • En vibrator som i en mobiltelefon, en veivals eller en betongvibrator, hvor vi-brasjonen tilveiebringes ved å rotere et lodd med sitt tyngdepunkt anordnet utenfor rotasjonsaksen med stor hastighet.

I en foretrukket utførelse er det tilveiebrakt en slagenhet anordnet mellom en drivmotor og CP-proben, fortrinnsvis fastgjort i CP-probeholderen. En fordel med å anordne slagenheten utenfor drivmotoren er at drivmotoren da kan skjermes mot uheldige slag- og vibrasjonspåkjenninger fra slagenheten. Dette oppnås ved at slagenheten er fastgjort i CP-probeholderen slik at det for eksempel kan anvendes en fleksibel kopling mellom drivmotoren og slagenheten, eller at drivmotoren er fastgjort i CP-probeholderen ved hjelp av fleksible motorfester.

Slagenheten tilveiebringer en rotasjonsindusert aksiell, ikke-roterende bevegelse av CP-probespissen, idet drivmotorens utgående motordrivaksel er koplet til en inngående drivaksel i slagenheten, mens CP-probespissen er tilkoplet et utgående, aksielt bevegelig stag i slagenheten. Den inngående rotasjons bevege Isen omgjøres til en utgående aksielt resiprokerende bevegelse ved at slagenhetens inngående drivaksel er dreiestivt tilkoplet en rotor med ei korrugert endeflate som vender mot ei tilsvarende endeflate på en skiveformet, ikke-roterbar og aksielt bevegelig agitator tilknyttet slagenhetens utgående stag. De korrugerte endeflatene er komplementære og kan være forsynt med tenner som strekker seg i endeflatenes radielle retning, og fortrinnsvis med trekantet tverrsnitt, dvs. med plane tannflater. Den inngående drivakselens rotor er aksielt og radielt opplagret i et hus, mens det utgående stagets agitator er radielt opplagret i huset.

I en mer foretrukket utførelse er slagenheten tildannet med en inngående drivaksel dreiestivt sammenkoplet med en sirkulær rotor forsynt med et kurvebanespor anordnet på rotorens mantelflate. Rotoren er aksielt og radielt opplagret i huset. En ring-formet omkransende, ikke roterbar agitator er forsynt med ett eller flere styringselement som rager inn i kurvebanesporet på rotoren og er aksielt forskyvbar i huset i samsvar med kurvebanens aksielle utstrekning. Agitatoren er tilknyttet slagenhetens utgående stag for overføring av den resiprokerende bevegelsen til CP-probespissen.

Oppfinnelsen vedrører mer spesifikt en ROV-operert sammenstilling omfattende en probe forsynt med en probespiss innrettet til å penetrere et beskyttelsessjikt på en metallisk gjenstand, kjennetegnet ved at det til probespissen er tilordnet en slagenhet som er innrettet til å påføre probespissen en aksiell bevegelse; og probespissens aksielle bevegelse er resiprokerende og er indusert ved rotasjon av en inngående drivaksel i slagenheten.

Slagenheten kan være anordnet mellom proben og en drivmotor.

En inngående drivaksel som er tilknyttet en drivmotor, kan være forsynt med en rotor omfattende en korrugert endeflate som i en aktiv stilling ligger an mot en komplementær endeflate på et aksielt forskyvbart, ikke-roterbart stag tilknyttet probespissen.

Staget kan være tilknyttet en dempeanordning som i sammenstillingens ubelastede tilstand tilveiebringer en klaring mellom rotorens og stagets endeflater.

En inngående drivaksel som er tilknyttet en drivmotor, kan være forsynt med en rotor omfattende en mantelflate forsynt med et sammenhengende kurvebanespor, og en agitator som er tilknyttet probespissen via et aksielt forskyvbart, ikke-roterbart stag, kan være forsynt med et styringselement som er i inngrep med kurvebanesporet.

CP-probesammenstillingen kan være fastgjort til en observasjons-ROV.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv en CP-probesammenstilling ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 viser i større målestokk et aksialsnitt gjennom en første utførelse av en slagenhet; Fig. 3 viser et aksialsnitt gjennom en andre utførelse av slagenheten; Fig. 4 viser i perspektiv en rotor for en inngående drivaksel i slagenheten som

vist i figur 3; og

Fig. 5 viser i mindre målestokk et sideriss av en CP-probesammenstilling ifølge oppfinnelsen tilkoplet en fjernstyrt observasjonsundervannsfarkost (observasjons-ROV) i en operativ stilling ved en struktur som er gjenstand for måling.

Det henvises først til figur 1, hvor henvisningstallet 1 angir en CP-probesammenstilling omfattende en CP-probe 11 tilkoplet en drivmotors 12 utgående drivaksel 121 via en fleksibel drivkopling 13 og en slagenhet 14. Nevnte enheter 12, 13, 14 er fastgjort i ei ramme 15.

CP-proben 11 omfatter et probelegeme 111 og ei festehylse 112 og er aksielt forskyvbart fastgjort i ramma 15 ved hjelp av rammefester 114. Et fremre parti av probele-gemet 111 tildanneren probespiss lill ifølge i og forseg kjent teknikk. CP-proben II er forsynt med en signalkabel 113 innrettet til overføring av måleresultater til en ikke vist signalbehandler.

Det henvises så til figur 2. I et første utførelseseksempel av slagenheten 14 er en inngående drivaksel 141 aksielt stivt opplagret i et hus 146 og forsynt med en rotor 142 anordnet i huset 146. Rotoren 142 er forsynt med en korrugert endeflate 1423 som kan ligge an mot en komplementær endeflate 1451 på et ikke-roterbart, aksielt forskyvbart stag 145 som rager ut av huset 146 i retning bort fra drivakselen 141. En dempeanordning 1452 er innrettet til i sammenstillingens 1 ubelastede tilstand å til-veiebringe en klaring mellom rotorens 142 og stagets 145 korrugerte endeflater 1423, 1451. Når probespissen lill presses mot en struktur (se figur 5), skyves proben 111 og staget 145 bakover, idet dempeanordningen 1452 komprimeres og endeflatene 1423, 1451 oppnår kontakt med hverandre slik at vibrasjon oppstår i probespissen lill når drivakselen 141 roterer.

Huset 146 er forsynt med minst én evakueringsåpning 1461 som forbinder det indre av huset 146 med omgivelsene. Formålet med evakueringsåpningen(e) 1461 er å hindre trykkoppbygging innvendig i huset 146 når staget 145 forskyves mot rotoren 142.

Det henvises så til figurene 3 og 4, hvor et andre utførelseseksempel av slagenheten 14 omfatter en inngående drivaksel 141 med en rotor 142 hvor det i en mantelflate 1421 er anordnet et kontinuerlig kurvebanespor 1422. En agitator 143 som omkranser rotoren 142, er forsynt med et styringselement 144 som rager inn i kurvebanesporet 1422. Endepartier 1431 på agitatoren 143 rager ut gjennom husets 146 endeflate hvor agitatoren 143 er sammenkoplet med staget 145. I denne utførelsen tvangskjø-rer rotoren 142 staget 145 idet agitatorens 143 styringselement(er) 144 følger kurvebanesporet 1422 under rotorens 142 dreining.

Selv om denne utførelsens tvangskjørende egenskaper er mindre følsom for trykkoppbygging i huset 146, er huset 146 også i denne utførelsen forsynt med minst én evakueringsåpning 1461 for at huset 146 skal kunne evakueres når agitatoren 143 forskyves aksielt i huset 146 ved den inngående drivakselens 141 dreining.

Det henvises så til figur 5 som viser CP-probesammenstillingen 1 festet til en observasjons-ROV 2 forsynt med et i og for seg kjent framdriftsarrangement 21. Framdriftsar-rangementet 21 skyver ROVen 2 mot en metallisk struktur 3 som skal undersøkes. CP-probesammenstillingens 1 drivmotor 12 startes slik at det induseres en resiprokerende bevegelse i probespissen lill. Probespissens lill gjentatte forskyvninger eller slag mot et beskyttelsessjikt 31 på den metalliske strukturen 3 får probespissen lill til å trenge gjennom beskyttelsessjiktet 31 til metallisk kontakt slik at en sikker innsamling av måledata kan gjennomføres ved hjelp av proben 11.

Claims (6)

1. En ROV-operert sammenstilling (1) omfattende en probe (11) forsynt med en probespiss (lill) innrettet til å penetrere et beskyttelsessjikt (31) på en metallisk struktur (3),karakterisert vedat det til probespissen (1111) er tilordnet en slagenhet (14) som er innrettet til å påføre probespissen (lill) en aksiell bevegelse; og probespissens (lill) aksielle bevegelse er resiprokerende og er indusert ved rotasjon av en inngående drivaksel (141) i slagenheten (14).

2. En ROV-operert sammenstilling (1) i henhold til krav 1, hvor slagenheten (14) er anordnet mellom proben (11) og en drivmotor (12).

3. En ROV-operert sammenstilling (1) i henhold til krav 1, hvor en inngående drivaksel (141) som er tilknyttet en drivmotor (12), er forsynt med en rotor (142) omfattende en korrugert endeflate (1423) som i en aktiv stilling ligger an mot en komplementær endeflate (1451) på et aksielt forskyvbart, ikke-roterbart stag (145) tilknyttet probespissen (lill).

4. En ROV-operert sammenstilling (1) i henhold til krav 3, hvor staget (145) er tilknyttet en dempeanordning (1452) som i sammenstillingens (1) ubelastede tilstand tilveiebringer en klaring mellom rotorens (142) og stagets (145) endeflater (1423, 1451).

5. En ROV-operert sammenstilling (1) i henhold til krav 1, hvor en inngående drivaksel (141) som er tilknyttet en drivmotor (12), er forsynt med en rotor (142) omfattende en mantelflate (1421) forsynt med et sammenhengende kurvebanespor (1422), og en agitator (143) som er tilknyttet probespissen (lill) via et aksielt forskyvbart, ikke-roterbart stag (145), er forsynt med et styringselement (144) som er i inngrep med kurvebanesporet (1422).

6. En ROV-operert sammenstilling (1) i henhold til krav 1, hvor sammenstillingen (1) er fastgjort til en observasjons-ROV (2).