NO340638B1 - Fremgangsmåte og utstyr for ikke-destruktiv testing av metalliske arbeidsstykker. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke ved hjelp av et testhode som har en elektromagnetisk ultralydomformer med en magnetfeltkilde og en magnetfeltsensor. Oppfinnelsen angår videre en beregningsfremgangsmåte til beregning av måledata som ble registrert med et slikt testhode og et testsystem.

Særlig for rørledninger, eksempelvis jordgass- eller jordoljepipelines er en ikke-destruktiv testing av stor betydning. Ifølge teknikkens stand blir det til dette brukt en vogn (Molche) med testhoder som har en ultralydomformer som kan frembringe ultralydbølger, og ultralydekkoer kan bli detektert. Gjennom beregning av ultralydekkoet kan en tidsvarighetsinformasjon for ultralydbølgen bli registrert og derav veggtykkelsen bli beregnet. På denne måten kan korrosjonssteder og andre defekter som fører til at en redusert veggtykkelse kan bli oppdaget.

Ved siden av elektromagnetiske ultralydomformere hvor det umiddelbart blir frembrakt ultralydbølger i arbeidsstykket som skal testes er det ifølge teknikkens stand kjent piezo-elektriske ultralydomformere, hvor ultralydbølger blir frembrakt utenfor arbeidsstykket og ved hjelp av et koplingsmiddel blir koplet inn i arbeidsstykket.

Piezo-elektriske ultralydomformere har derved den fordelen at ved innkoplingen av ultralydbølgen i arbeidsstykket som skal testes oppstår et inngangsekko som avstanden fra testhodet til arbeidsstykket kan bli registrert. Ved bruk av en elektromagnetisk ultralydomformer oppstår det ikke noe slikt inngangsekko slik at gjennom en tidsvarighetsberegning kan bare tykkelsen på arbeidsstykket bli registrert, men ikke dets avstand fra testhodet.

For væskefylte rørledninger, eksempelvis jordoljepipelines, står væsken som foreligger til rådighet som koplingsmiddel, slik at bruken av piezo-elektriske ultralydomformere er mulig relativt problemløst. For gassfylte rørledninger, eksempelvis jordgasspipelines, er en innkopling av ultralydbølger og dermed bruken av piezo-elektriske ultralydomformere ikke mulig eller bare med meget stor innsats. I EP 0 775 910 El ble det derfor foreslått å bruke elektromagnetiske ultralydomformere til slike anvendelser.

Men ved bruk av elektromagnetisk ultralydomformer kan det allikevel ikke bli skjelnet mellom innvendige eller utvendige feil på en rørledning da det ikke opptrer noe inngangsekko og følgelig gjennom beregning av ultralydekkoet heller ikke kan bli registrert noen informasjon over avstanden til testhodet fra overflaten på arbeidsstykket som skal testes. Et annet problem ved bruk av elektromagnetisk ultralydomformer består i at signal-støyforholdet med økende avstand for testhodet fra arbeidsstykket blir drastisk dårligere, slik at en tidsvarighetsberegning som regel bare er mulig når avstanden for testhodet til arbeidsstykket er mindre enn omtrent 1 mm. Har det gjennom innvendig korrosjon i en rørledning blitt dannet fordypninger så kan avstanden til ultralydtesthodet fra veggen som skal måles bli så stor at ingen sikre utsagn om veggtykkelsen er mulig lenger.

For mange anvendelser, særlig ved testing av rørledninger er det ønskelig å kunne skjelne mellom innvendige og utvendige feil. Det består derfor et behov for et testhode som det ved siden av en veggtykkelsesinformasjon i tillegg kan bli registrert en avstandsinformasjon over avstanden til testhodet fra arbeidsstykket, da det i et område med innvendige feil er det økt avstand for testhodet fra veggen rundt dybden på feilstedet.

Til løsning av dette problemet blir det i EP 0 677 742 Al foreslått utfyllende å gjennomføre en virvelstrørnmåling i målepausene til ultralydomformeren. For en virvelstrømtesting blir det med en sendespole frembrakt et elektromagnetisk vekselfelt som blir påvirket av den elektriske ledningsevnen, den magnetiske permeabiliteten og geometrien til arbeidsstykket som skal testes. Med en magnetfeltsensor som er anordnet ved siden av sendespolen kan dette vekselfeltet bli målt og avstanden fra arbeidsstykket som skal testes bli registrert. Er avstanden betinget gjennom en innvendig feil for stor for en ultralydeldco-beregning, kan veggtykkelsen bli registrert som differansen mellom veggtykkelsen i et uskadet område og den ytterligere avstanden til testhodet fra den skadede veggen.

Men en vesentlig ulempe ved fremgangsmåten kjent fra EP 0 677 742 Al består i at den nødvendige tiden til testingen av et arbeidsstykke blir omtrent fordoblet gjennom virvelstrømmålingene gjennomført mellom ultralydmålingene. I tillegg kommer en betydelig apparatinnsats.

Fra DE 31 53 252 C2 og DE 31 28 825 C2 er det videre kjent for testingen av ferromagnetisk materiale å kombinere ultralydmålinger med spredningsstrømmålinger. Derved blir det brukt et magnetfelt som blir frembrakt gjennom en roterende magnet rundt testlegemet som omgir testlegemet med to polsko. En måleinnretning som kombinerer spredningsstrøm- og ultralydmålinger er videre også kjent fra GB 2 120 789 A. Også for denne måleinnretningen blir arbeidsstykket som skal undersøkes anordnet mellom polskoene på en permanentmagnet og for målingen av spredningsstrørnmen blir det anvendt en spredningsstrømdetektor og for målingen av ultralydsignalet en tilsvarende tilpasset spole.

Fra EP 0 717 842 Bl er det kjent en innretning til detektering av sprekker ved hjelp av en elektromagnetisk transientdiffusjonsmetode, hvor de magnetiske størrelsene blir målt. Det blir brukt separate sonder for spredningsstrøm- og virvelstrømmålinger, men ingen ultralydmålinger.

Fra EP 0 276 299 Bl er testingen av forbindelsesmaterialer gjennom en kombinert anvendelse av impuls-virvelstrøm og piezo-elektrisk frembrakt ultralyd, hvorved separate sonder blir anvendt for virvelstrøm- og ultralydmålingen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt fremgangsmåte og et system for ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke som angitt i kravene 1 og 8, og et computerprogramprodukt som angitt i krav 6.

Det er derfor oppgaven for oppfinnelsen å vise en vei, hvordan med liten innsats en gassfylt rørledning kan bli testet og derved også å skjelne mellom innvendige og utvendige feil.

Denne oppgaven blir løst gjennom en fremgangsmåte til ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke ved hjelp av et testhode som har en elektromagnetisk ultralydomformer med en magnetfeltkilde og en magnetfeltsensor, hvorved fremgangsmåten omfatter følgende trinn: Til å frembringe en ultralydbølge blir det ved hjelp av ultralydomformeren overført en eksiteringspuls til arbeidsstykket, ved hjelp av magnetfeltsensoren blir et svarsignal målt, ved hjelp av et ultralydekkobidrag for svarsignalet blir en testinformasjon, fortrinnsvis en tidsvarighetsinformasjon for ultralydbølgen og derav en veggtyWtelsesinformasjon over tykkelsen på arbeidsstykket registrert, og ved hjelp av et magnetfeltbidrag for svarsignalet blir gjennom en utfyllende beregning en annen informasjon, særlig en veggtyWtelsesinformasjon eller en avstandsinformasjon over avstanden til testhodet fra arbeidsstykket registrert.

For fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det av et enkelt svarsignal som blir frembrakt av en enkel eksiteringspuls, gjennom beregning av forskjellige signalbidrag bli skjelnet mellom innvendige og utvendige feil på en rørledning. En vesentlig fordel med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består derved i at gjennom den forbedrede signalberegningen sammenlignet med tradisjonelle ultralydmålinger med elektromagnetiske ultralydomformere blir det ikke nødvendig med ytterligere måletid for å registrere veggtykkelsesinformasjonen. Med et testhode kan derfor en rørledning i alt vesentlig bli testet på den samme tiden som ifølge teknikkens stand allerede ble nødvendig for en ultralyd-veggtykkelsesmåling, selv om det ifølge oppfinnelsen gjennom ytterligere en informasjon kan bli skjelnet mellom innvendige og utvendige feil.

Mens det ifølge teknikkens stand bare ultralydekkobidraget til et svarsignal blir beregnet og av dette en veggtykkelsesinformasjon blir registrert, blir det med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i tillegg et magnetfeltbidrag for svarsignalet beregnet og av dette en annen informasjon registrert til å skjelne mellom innvendige og utvendige feil. Innen rammen for oppfinnelsen ble det nemlig innsett at svarsignalet man fikk med en ultralydekkomåling med en elektromagnetisk ultralydomformer ved siden av ultralydekkobidraget også omfatter et spredningsfeltbidrag og et vekselfeltbidrag som magnetfeltbidrag, hvorved beregningen i kombinasjon med beregningen av ultralydekkobidraget kan gi en avstandsinformasjon og/eller en veggtyldcelsesinformasjon.

Spredningsfeltbidraget beror på sprediiingsstrøm for magnetfeltet frembrakt av magnetfeltkilden. For å få et maksimalt spredningsstrømsignal blir det fortrinnsvis anvendt et testhode, hvor magnetsensoren er anordnet mellom en magnetisk nordpol og en magnetisk sydpol på magnetfeltkilden på en endeside av testhodet, som testhodet er vendt mot arbeidsstykket med ved gjennomføringen av fremgangsmåten. Den magnetiske nordpolen og den magnetiske sydpolen til magnetfeltkilden medfører på denne måten en magnetisering av arbeidsstykket i lengderetningen. I området med veggtykkelsesreduksjoner dannes det spredningsfelter som kan bli registrert av magnetfeltsensoren på testhodet. Blir det med forsvinnende ultralydbidrag påvist et økt spredningsfeltbidrag så tyder dette på en innvendig feil. Opptrer et økt spredningsfeltbidrag sammen med et sterkt ultralydbidrag foreligger det en utvendig feil.

Er testhodet i ro relativt til arbeidsstykket så er spredningsfelt konstant over tid. Først gjennom en bevegelse av testhodet relativt til arbeidsstykket blir det en tidsavhengighet for spredningsfeltet. Selv når en vogn med et testhode blir beveget relativt raskt gjennom en rørledning er frekvensen til det målte spredningsfeltet vesentlig mindre enn frekvensen til ultralydsignalet omfattet i svarsignalet. Spredningsstrømbidraget til svarsignalet kan derfor gjennom en frekvensfiltrering bli registrert og beregnet separat for å få en veggtyldcelsesinformasjon uavhengig av ultralydmålingen.

En beregning av spredningsfeltbidraget er også mulig med testhoder som bare har en enkelt spole som blir brukt så vel som eksiteringsspole som også som magnetfeltsensor til registreringen av svarsignalet. Men fortrinnsvis har testhodet anvendt til oppfinnelsen i tillegg til magnetfeltsensoren også en eksiteringsspole som eksiteringspulsen blir frembrakt med og som er anordnet mellom nordpolen og sydpolen på magnetfeltkilden ved siden av magnetfeltsensoren.

Magnetfeltbidraget til svarsignalet omfatter videre et vekselfeltbidrag til et vekselfelt gjennom eksiteringspulsen frembrakt av eksiteringsspolen. Til å frembringe eksiteringspulsen strømmer det nemlig en vekselstrøm gjennom eksiteringsspolen, slik at et magnetisk vekselfelt blir frembrakt som medfører et vekselfeltbidrag til magnetfeltbidraget til svarsignalet. Vekselfeltbidraget opptrer praktisk talt samtidig med eksiteringspulsen, slik at vekselfeltbidraget gjennom passende valg av det tidsmessige beregningsintervallet kan bli skilt fra ultralydekko-bidraget til svarsignalet. Fortrinnsvis blir derfor til beregningen av svarsignalet et første tidsintervall og et andre tidsintervall beregnet separat, hvorved gjennom beregning av det første tidsintervallet vekselbidraget blir registrert og gjennom det andre tidsintervallet ultralydekkobidraget.

Til beregningen av vekselfeltbidraget kan man gripe tilbake til prinsippene for virvelstrømtestingen. Ved virvelstrømtestingen strømmer en elektrisk strøm med styrke

I og frekvensen Q = 2 • II • f i en sendespole (dens funksjon blir her overtatt av eksiteringsspolen) og frembringer derigjennom et elektromagnetisk vekselfelt i omgivelsene, det vil si også på stedet til en magnetfeltsensor og i et testlegeme. Dette vekselfeltet blir påvirket av den elektriske ledningsevnen c, den magnetiske permeabiliteten u. og av geometrien til testlegemet, særlig av avstanden mellom testlegemet og sensor. Beregningen av vekselfeltbidraget kan derfor bli bestemt med egnet kalibrering for avstanden til testhodet fra arbeidsstykket og/eller andre arbeidsstykkeparametere.

Prinsipielt er en beregning av vekselfeltbidraget også mulig med testhoder som bare har en enkelt spole som blir anvendt så vel som eksiteringsspole til å frembringe eksiteringspulsen for ultralyd- og virvelstrørnmålingen som også som magnetfeltsensor. Impedansen til eksiteringsspolen avhenger nemlig av avstanden mellom testhodet og arbeidsstykket, slik at gjennom en impedansemåling av eksiteringsspolen kan likeledes vekselfeltbidraget bli registrert. Men fortrinnsvis blir det anvendt et testhode som i tillegg til eksiteringsspolen har en magnetfeltsensor.

Fortrinnsvis blir så vel spredningsfeltbidraget som også vekselfeltbidraget til svarsignalet beregnet. En samlet betraktning av beregningsresultatene til spredningsfeltbidraget, vekselfeltbidraget og ultralydekko-bidraget gjør det mulig å få en særlig omfattende informasjon over tilstanden til arbeidsstykket som skal testes.

Fordelene med den beskrevne oppfinnelsen blir i alt vesentlig også oppnådd gjennom en ny beregning av svarsignalene målt med et testhode. Oppfinnelsen angår derfor også en beregningsfremgangsmåte til beregningen av måledata som ble registrert med et testhode for ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke, hvorved det anvendte testhodet har en elektromagnetisk ultralydomformer med en magnetfeltkilde og en magnetfeltsensor, til å frembringe en ultralydbølge ved hjelp av ultralydomformeren på arbeidsstykket ble en eksiteringspuls overført, og ved hjelp av magnetfeltsensoren ble et svarsignal målt, hvorved ved hjelp av et ultralydekkobidrag fra svarsignalet blir det registrert en testinformasjon, fortrinnsvis en tidsforløpsiriformasjon for ultralydbølgen og derav en veggtykkelsesinformasjon over tykkelsen på arbeidsstykket, og ved hjelp av et magnetfeltbidrag fra svarsignalet en annen informasjon, særlig en veggtykkelsesinformasjon eller en avstandsinformasjon over avstanden til testhodet fra arbeidsstykket blir registrert.

Da det til beregningen av svarsignalene er nødvendig med omfattende beregninger anbefales det bruk av et elektronisk databearbeidingsanlegg. Oppfinnelsen angår derfor også et computerprogramprodukt som kan bli lastet direkte inn i lageret til en digital computer og som omfatter softwareavsnitt som trinnene i en slik beregningsfremgangsmåte blir utført med når produktet er i gang i en computer. Oppfinnelsen angår videre et computeregnet lagringsmedium, eksempelvis en CD, DVD eller en harddisk som et slikt computerprogramprodukt er lagret på.

Den i innledningen nevnte oppgaven blir videre løst gjennom et system for ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som omfatter et testhode som har en elektromagnetisk ultralydomformer, et lager til lagringen av et svarsignal, som ved hjelp av magnetfeltsensoren ble målt i tillmytningen til å frembringe en eksiteringspuls utøvet på arbeidsstykket ved hjelp av ultralydomformeren, og en beregningsenhet som er innrettet til beregningen av svarsignalet gjennom anvendelse av beregningsfremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Andre enkeltheter og fordeler ved oppfinnelsen blir forklart ved hjelp av et utformingseksempel med henvisning til de vedlagte tegningene. Kjennetegnene beskrevet der kan bli anvendt enkeltvis eller i kombinasjon for å lage utvalgte utforminger av oppfinnelsen. Her viser figur 1 en skjematisk fremstilling av et testsystem ifølge oppfinnelsen, figur 2 et testhode til systemet fremstilt i figur 1 inklusiv feltlinjeforløpet ved testing av et intakt veggavsnitt, figur 3 testhodet ifølge figur 2 ved testing av et veggavsnitt med en innvendig feil, og figur 4 testhodet ifølge figur 2 ved testing av et veggavsnitt med en utvendig feil.

Figur 1 viser en skjematisk skisse av et system til ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke. Systemet omfatter et testhode som har en ultralydomformer 1 med en magnetfeltkilde 2, en magnetfeltsensor 3 i form av en spole og en eksiteringsspole 4. Magnetfeltsensoren 3 og eksiteringsspolen 4 en anordnet mellom en magnetisk nordpol N og en magnetisk sydpol S i magnetfeltet 2 på en endeside av testhodet som når testhodet er i drift vender mot et arbeidsstykke 11 som skal testes.

I det fremstilte utformingseksemplet er magnetfeltkilden 2 utformet som en permanentmagnet med en U-formet polsko. På denne måten blir et arbeidsstykke som skal testes magnetisert i lengderetningen, slik at det blir et feltlinjeforløp i alt vesentlig parallelt med overflaten til arbeidsstykket 11. For å frembringe et slikt feltlinjeforløp kan eksempelvis også en magnetfeltkilde med to stavformede permanentmagneter bli anvendt, hvor magnetfeltsensoren 3 og eksiteringsspolen 4 blir anordnet mellom dem, hvorved en av disse permanentmagnetene er anordnet med sin nordpol og den andre magneten med sin sydpol på endesiden av testhodet.

Som magnetfeltkilde kan også en elektromagnet bli anvendt. Som magnetfeltsensor 3 blir fortrinnsvis en spole anvendt, men hvor også andre magnetfeltsensorer kan være egnet.

Til å frembringe en ultralydbølge blir det ved hjelp av den elektromagnetiske ultralydomformeren 1 overført en eksiteringspuls til arbeidsstykket. Eksiteringsspolen 4 er til dette formålet tilkoplet en styrmgselektronikk 5 som eksiteringspulsen blir frembrakt med og overført til eksiteringsspolen 4. Frekvensen på eksiteringspulsen tilsvarer frekvensen til ultralydbølgen som blir frembrakt og ligger som regel ved omtrent 0,5 MHz til 10 MHz. Varigheten til eksiteringspulsen er noen svingningssykler. Eksempelvis kan det til testing av en rørledning bli anvendt en eksiteringspuls med en frekvens på 2 MHz og en tidsvarighet på fra 1 u.s til 10 u.s, fortrinnsvis 2 u.s til 6 u.s. For at ultralydbølgen frembrakt ved hjelp av eksiteringspulsen skal ha en tilstrekkelig intensitet som gjør det mulig å identifisere i et svarsignal ultralydekkoet med et fordelaktig signalstøyforhold, blir det for eksiteringspulsen anvendt en spenning på minst 0,5 kV, fortrinnsvis 1 kV til 5 kV, særlig fortrinnsvis 2 kV til 4 kV. Styringselektroriikken 5 blir fortrinnsvis matet fra et batteri, slik at testhodet kan bli brukt på en vogn til testingen av rørledninger.

Eksiteringspulsen blir overført fra eksiteringsspolen til arbeidsstykket som skal testes som høyfrekvent vekselfelt. For ferromagnetiske arbeidsstykker som de vanligvis blir anvendt som stål for rørledninger medfører dette magnetiske vekselfeltet en magneto-striktiv eksitering av en ultralydbølge. Magnetfeltet frembrakt av magnetfeltkilden tjener til innstillingen av et gunstig magneto-striktivt arbeidspunkt. For dette arbeidspunktet blir magnetfeltet frembrakt av magnetfeltkilden 2 modulert med eksiteringspulsen til eksiteringsspolen 4.

For metalliske arbeidsstykker som ikke er ferromagnetiske medfører vekselfeltet til eksiteringsspolen et ultralydfenomen gjennom Lorenzkraften som virker på virvelstrømmene indusert av eksiteringspulsen. En ultralydeksitering gjennom Lorenzkrefter foregår prinsipielt også for ferromagnetiske arbeidsstykker, men den magneto-striktive eksiteringsmekanismen er vesentlig mer effektiv, slik at i praksis for ferromagnetiske arbeidsstykker er eksiteringen over Lorenzkrefter snarere uten betydning. Da en ultralydeksitering over Lorenzkrefter er mindre effektive enn en magneto-striktiv ultralydeksitering er ved ikke-ferromagnetiske arbeidsstykker større spenninger påkrevet for eksiteringspulsen frembrakt av styrmgselektronikken 5.

I tillmytning til overføringen av eksiteringspulsen på arbeidsstykket blir ved hjelp av magnetfeltsensoren 3 et svarsignal målt. Magnetfeltsensoren 3 er tilkoplet en beregrimgselektronikk 6 som en forhåndsberegning av svarsignalet blir foretatt med. Beregningselektronikken 6 omfatter en forforsterker 7, et Hochpass 8 og et Tiefpass 9. Svarsignalet blir først forsterket ved hjelp av forforsterkeren 7 og videre tilført de parallellkoplede inngangene til Hochpass 8 og Tiefpass 9. Hochpass 8 har en grensefrekvens mellom 10 kHz og 500 kHz, fortrinnsvis mellom 100 kHz og 200 kHz, slik at på utgangen til Hochpass 8 ankommer bare de delene av svarsignalet med frekvens som er større enn grensefrekvensen til Hochpass 8 og som følgelig omfatter ultralydekkobidraget. Grensefrekvensen til Tiefpass 9 ligger fortrinnsvis mellom 5 kHz og 500 kHz, fortrinnsvis mellom 5 kHz og 100 kHz, særlig mellom 10 kHz og 50 kHz, slik at på utgangen til Tiefpass ankommer bare signalbestanddeler av svarsignalet, hvor frekvensen er mindre enn grensefrekvensen til Tiefpass 9 og som følgelig omfatter spreclningsfeltbidraget.

Beregningselektronikken 6 er tilkoplet en beregningsenhet 10, hvor en veggtykkelsesinformasjon over tykkelsen på arbeidsstykket og en avstandsinformasjon over avstanden til testhodet fra arbeidsstykket blir registrert. Beregrimgselektronikken 6 kan også være tilkoplet et lager som beregningsenheten 10 kan hente informasjon. På denne måten er det mulig å tilordne beregningsenheten også utenfor testhodet og eksempelvis realiseres som PC. Måledata innhentet med testhodet kan bli stilt til rådighet for beregningsenheten 10 og bli beregnet til et fritt valgt tidspunkt etter målingen.

Ved beregningen av svarsignalet blir ved hjelp av et ultralydekkobidrag en veggtykkelsesinformasjon over tykkelsen på arbeidsstykket registrert. Utfyllende blir ved hjelp av et magnetfeltbidrag fra svarsignalet en andre uavhengig veggtykkelsesinformasjon og en avstandsinformasjon over avstanden til testhodet fra arbeidsstykket registrert.

Magnetfeltbidraget til svarsignalet anvendt til registreringen av de andre informasjonene omfatter et spredningsfeltbidrag som beror på spredningsstrørnmen fra magnetfeltet frembrakt av magnetfeltkilden 2 som kommer ut av arbeidsstykket 11. Dette spredmngsfeltbidraget blir ved hjelp av Tiefpass 9 registrert gjennom en frekvensfiltrering av svarsignalet. Hvis testhodet er i ro relativt til arbeidsstykket er spredningsfeltandelen til svarsignalet konstant over tid. Med beveget testhode er spredningsfeltandelen tidsavhengig, men dens frekvens ligger selv ved rask bevegelse av testhodet ved mindre enn 10 kHz.

Prinsippet for en spredningsfeltmåling blir forklart i det følgende ved hjelp av figurene 2 til 4 som viser en ultralydomformer 1 ved fremkallingen av en ultralydbølge 14 i et arbeidsstykke 11. Ved testing av et intakt rørveggavsnitt fremkommer forløpet for feltlinjene som fremstilt i figur 2, hvor feltlinjene i alt vesentlig forløper inne i arbeidsstykket 11 og praktisk talt ingen spredningsstrøm opptrer. Er tykkelsen på arbeidsstykket 11 redusert gjennom en defekt 12, 13 så blir feltlinjene på det tilsvarende stedet trengt ut av arbeidsstykket 11, slik at et spredningsfelt opptrer som kan bli registrert av magnetfeltsensoren 3. Befinner testhodet 1 seg på en vogn, så fremkommer det ved en utvendig defekt 12 på rørledningen som skal testes feltlinjeforløp vist i figur 3. Med en innvendig defekt 13 fremkommer feltlinjeforløpet fremstilt i figur 4.

Mens den utvendige defekten 12 fremstilt i figur 3 kan bli påvist gjennom beregning av ultralydekkobidraget til svarsignalet ved hjelp av den reduserte veggtykkelsen er dette ikke mulig for den innvendige defekten 13 fremstilt i figur 4. Betinget av defekten 13 består det nemlig mellom eksiteringsspolen 4 og overflaten på arbeidsstykket 11 som skal testes en forstørret avstand som overføringen av eksiteringspulsen til arbeidsstykket 11 blir forhindret av.

I det så vel ultralydekkobidraget som også spredningsfeltbidraget til svarsignalet blir beregnet, kan det bli gitt en mer presis og omfattende forklaring om tilstanden til arbeidsstykket som er undersøkt. Viktig i denne sammenhengen er at det til slike målinger kan bli anvendt et forenklet testhode, hvor eksiteringsspolen 4 samtidig også blir anvendt som magnetfeltsensor 3. Men fortrinnsvis er et testhode av den arten som er fremstilt i figur 1, hvor en eksiteringsspole 4 og i tillegg en magnetfeltsensor 3 i form av en annen spole foreligger.

En avstandsinformasjon om avstanden til prøvehodet fra arbeidsstykket 11 kan bli registrert gjennom en virvelstrørnmåling. Til dette er det nødvendig at det ved siden av eksiteringsspolen 4 er anordnet en magnetfeltsensor 3.1 fremgangsmåten beskrevet i det følgende blir eksiteringsspolen brukt så vel for ultralydekkomålingen som også for virvelstrørnmålingen. Svarsignalet målt med magnetfeltsensoren 3 omfatter ved siden av ultralydekkobidraget et magnetfeltbidrag som omfatter et virvelstrømbetinget vekselfeltbidrag til et vekselfelt frembrakt av eksiteringspulsen til eksiteringsspolen 4.

Styrken på vekselfeltbidraget på stedet til magnetfeltsensoren 3 avhenger på den ene siden av arbeidsstykkeuavhengige parametere (f.eks. strømstyrken til eksiteringspulsen, geometri og antall viklinger på eksiteringsspolen) og på den andre siden arbeidsstykkeavhengige parametere. Til de arbeidsstykkeavhengige parameterne hører ved siden av den elektriske ledningsevnen og den magnetiske permeabiliteten særlig avstanden mellom arbeidsstykket og ultralydomformeren 1. Gjennom en beregning av vekselfeltbidraget til svarsignalet kan det derfor bli hentet en avstandsinformasj on.

Det virvelstrømbetingede vekselfeltbidraget til svarsignalet har likeledes som ultralydekkobidraget til svarsignalet frekvensen til eksiteringspulsen og ligger derfor likeledes an på utgangen til Hochpass 8. Men til forskjell fra ultralydekkobidraget opptrer vekselfeltbidraget kvasi samtidig med eksiteringspulsen. Gjennom et egnet valg av det tidsmessige beregningsvinduet kan derfor vekselfeltbidraget til svarsignalet lett bli atskilt fra ultralydekkobidraget som først opptrer med et tidsforløpsbetinget tidsforsinkelse som avhenger av veggtykkelsen.

Fortrinnsvis blir til beregningen av svarsignalet et første tidsintervall og et andre tidsintervall beregnet separat, hvorved gjennom beregningen av det første tidsintervallet vekselfeltbidraget og gjennom beregning av det andre tidsintervallet ultralydekkobidraget blir registrert. For det første tidsintervallet er det derved som regel tilstrekkelig med et tidsrom på mindre enn 3 u.s, målt fra begynnelsen av eksiteringspulsen. For det første tidsintervallet kan også lengre tidsrom bli valgt, men hvor det må bli passet på at det første tidsintervallet ikke inneholder noe ultralydekkobidrag, altså varigheten av det første tidsintervallet, målt fra eksiteringspulsen, mindre enn tidsvarigheten til det første ultralydekkoet opptrer.

Oppspaltingen av svarsignalet i et ultralydekkobidrag og et virvelstrømbetinget vekselfeltbidrag blir foretatt av beregningsenheten 10. Gjennom anvendelse av den beskrevne beregningsfremgangsmåten blir svarsignalet delt opp i et ultralydekkobidrag A og et magnetfeltbidrag, som inneholder et vekselfeltbidrag B og et spredningsfeltbidrag C. Gjennom beregning av de enkelte bidragene blir så vel en veggtykkelsesinformasjon over tykkelsen på arbeidsstykket som også en avstandsinformasjon over avstanden for testhodet til arbeidsstykket registrert.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke (11) ved hjelp av et testhode som har en elektromagnetisk ultralydomformer (1) med en magnetfeltkilde (2) og en magnetfeltsensor (3), hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: en eksiteringspuls blir overført ved hjelp av ultralydomformeren (1) på arbeidsstykket (11) for å generere en ultralydbølge, og et svarsignal blir målt ved hjelp av magnetfeltsensoren (3), hvorved det ved hjelp av et ultralydekko-bidrag for svarsignalet målt av magnetfeltsensor (3), blir registrert en testinformasjon, fortrinnsvis en tidsvarighetsinformasjon for ultralydbølgen og av dette, veggtykkelsesinformasjon over tykkelsen på arbeidsstykket (11), og ved hjelp av et magnetfeltbidrag for svarsignalet målt av magnetfeltsensoren (3) blir en ytterligere informasjon registrert, særlig en veggtykkelsesinformasjon og avstandsinformasjon over avstanden av testhodet fra arbeidsstykket (11), hvor testhodet har en eksiteringsspole (4) som eksiteringspulsen blir laget med, hvor magnetfeltbidraget anvendt til registrering av avstandsinformasjonen omfatter et vekselfeltbidrag for et vekselfelt laget av eksiteringsspolen, og blir vurdert for registreringen av avstandsinformasjonen for vekselfeltbidraget.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat til vurdering av svarsignalet målt av magnetfeltsensoren (3) blir et første tidsintervall og et andre tidsintervall vurdert separat, hvorved gjennom vurdering av det første tidsintervallet blir vekselfeltbidraget registrert og gjennom beregning av det andre tidsintervallet blir ultralydekkobidraget registrert.

3. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat magnetfeltsensoren (3) er anordnet mellom en magnetisk nordpol (N) og en magnetisk sydpol (S) i magnetfeltkilden (2) på en endeside av testhodet, som testhodet ved gjennomføringen av fremgangsmåten er vendt mot arbeidsstykket (11) med.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat magnetfeltbidraget til svarsignalet anvendt til registreringen av at veggtyWtelsesinformasjonen omfatter et spredmngsfeltbidrag som beror på spreclningsstrørnmen som kommer ut av arbeidsstykket (11) i magnetfeltet laget av magnetfeltkilden (2), hvorved spredningsfeltbidraget blir vurdert til registreringen av en veggtykkelsesinformasjon.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat magnetfeltbidraget til svarsignalet som beror på spredningsstrørnmen blir registrert gjennom frekvensfiltrering av svarsignalet.

6. Computerprogramprodukt som kan bli lastet direkte i minnet til en digital computer og omfatter softwareavsnitt som trinnene i fremgangsmåten ifølge ett av krav 1-5 blir utført med når produktet er i gang på en computer.

7. Computeregnet lagringsmedium med et computerprogramprodukt ifølge krav 6.

8. System for ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke med en fremgangsmåte ifølge kravene 1 til 5 som omfatter et testhode som har en elektromagnetisk ultralydomformer (1) med en magnetfeltkilde (2) og en magnetfeltsensor (3), et minne for lagring av et svarsignal som ved hjelp av magnetfeltsensoren (3) ble målt i tillmytning til frembringelse av en eksiteringspuls utøvet på arbeidsstykket ved hjelp av ultralydomformeren, og en vurderingsenhet (10),karakterisert vedat vurderingsenheten er innrettet for vurderingen av svarsignalet gjennom anvendelse av en fremgangsmåte i hvilken for ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke, der det brukes et testhode for vurdering av måledata som ble registrert med et testhode for ikke-destruktiv testing av et metallisk arbeidsstykke, hvor det anvendte testhodet har en elektromagnetisk ultralydomformer (1) med en magnetfeltkilde (2) og en magnetfeltsensor (3), hvor den anvendte fremgangsmåten omfatter følgende trinn: en eksiteringspuls blir overført ved hjelp av ultralydomformeren (1) på arbeidsstykket (11) for å generere en ultralydbølge, og et svarsignal blir målt ved hjelp av magnetfeltsensoren (3), hvorved det ved hjelp av et ultralydekko-bidrag for svarsignalet målt av magnetfeltsensor (3), blir registrert en testinformasjon, fortrinnsvis en tidsvarighetsinformasjon for ultralydbølgen og av dette, veggtykkelsesinformasjon over tykkelsen på arbeidsstykket (11), og ved hjelp av et magnetfeltbidrag for svarsignalet målt av magnetfeltsensoren (3) blir en ytterligere informasjon registrert, særlig en veggtykkelsesinformasjon og avstandsinformasjon over avstanden av testhodet fra arbeidsstykket (11), hvor testhodet har en eksiteringsspole (4) som eksiteringspulsen blir laget med, hvor magnetfeltbidraget anvendt til registrering av avstandsinformasjonen omfatter et vekselfeltbidrag for et vekselfelt laget av eksiteringsspolen, og blir vurdert for registreringen av avstandsinformasjonen for vekselfeltbidraget.