NO853116L - Overfoeringsanordning for kontaktloes ultralydinspeksjon av roerledningers indre. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en overføringsanordning for kontaktløs ultralydinspeksjon av rørledninger.

Vanligvis gjennomføres ultralydinspeksjonen av rørledninger, stigrør o.l. med pigger som beveges gjennom rørledningen for å inspesere denne og som har anordninger for å overføre ultralydpulser til rørledningens vegg og anordninger for å motta reflekterte lydpulser. De reflekterte lydpulser bearbeides på hensiktsmessig måte for å oppnå informasjon om rørveggens tilstand. Slike ultralyd-målinger basert på refleksjonsprinsippet er kjent for fagfolk og beskrives ikke detaljert.

Tradisjonelle overføringsanordninger for ultralyd benytter ett akustisk koblingsmedium mellom overføringsan-ordningen og den vegg som skal inspisere for å tilpasse deres respektive akustiske impedans. Vanligvis benyttes en væske. I mange situasjoner er det imidlertid vanskelig eller også umulig å oppnå en slik akustisk kobling, eksempelvis i en gassatmosfære eller på varme flater. US 4 092 868 angår en innretning for kontaktløs indre ultralydinspeksjon av rørledninger hvor innretningen omfatter en anordning for induksjon av elektromagnetisk ultralydenergi (såkalte "Lamb"- bølger) i en metallgjenstand som skal inspiseres. "Lamb"— bølgene utfyller hele gjenstandens tverrsnitt under inspeksjonen og er ikke bære en smal stråle med ultralydenergi. Den i US 4 092 868 omtalte innretning er ikke egnet til å fokusere ultralydenergi i den gjenstand som inspiseres. Det er derfor et mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en elektromagnetisk ultralydoverføringsanordning for indre inspeksjon av rør-ledninger, som ikke krever noe akustisk koblingsmedium mellom overføringsanordningen og rørveggen, idet anordningen er innrettet til å utvikle og rette en ultralyd-stråle nøyaktig.

Det er et annet mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en selvsentrerende elektromagnetisk ultralydoverføringsanordning for indre inspeksjon av rør-ledninger, som kan passere over lokale hindringer i rørled-ningen .

Det er et annet mål for den foreliggende oppfin neise å frembringe en elektromagnetisk ultralydoverførings-anordning for indre inspeksjon av rørledninger som ikke er begrenset til bruken av "Lamb" bølger, men som utvikler elastiske skjærbølger i den gjenstand som inspiseres.

Således frembringer oppfinnelsen en overføringsan-ordning for indre kontaktløst ultralydinspeksjon av rørled-ninger ifølge kravenens karakteriserende deler. Oppfinnelsen beskrives eksempelvis under henvisning til tegningen hvor fig. 1 viser et aksialsnitt av en ultralydoverførings-anordning ifølge oppfinnelsen, fig. 2a viser et tverrsnitt av anordningen på fig. 1 langs IIII og fig. 2b viser en detalj på fig. 2a.

Anordningen på fig. 1 omfatter et hus 1 og en magnetisk anordning. I denne utførelse omfatter den magnetiske anordning en permanentmagnet 2 med fokuseringsskiver 3 og 4 slik at det frembringes en magnetisk gaffel med koniske polsko n og s. Den magnetiske anordning er hensiktsmessig forbundet med huset 1 (for oversikten ikke vist). Huset 1 har holde eller føringshjul 5 og 6 som holder huset og magneten mot rørledningens vegg 7 (vist i tverrsnitt). Hjulene 5 og 6 dreier om aksene 5a og 6a (vist skjematisk). Huset 1 er videre mekanisk forbundet på hensiktsmessig måte til et pigglegeme for å bevege ultralydoverføringsan-ordningen gjennom rørledningen under inspeksjonen. Denne mekaniske forbindelse kan være et hengsel la. for oversiktens skyld er pigglegemet og de mekaniske forbindelser ikke vist, mens kun en del av rørledningens vegg 7 er vist. Senderspoler 8 og 9 er anordnet på de koniske polsko n og s .

Senderspolene 8 og 9 er på en hensiktsmessig måte anordnet på polskoene som under bruk er rettet mot rørled-ningens vegg 7b. Ved hensiktsmessig utforming av oppfinnelsen har disse spoler en tykkelse på 0,10,5 mm og et hensiktsmessig magnetiseringsfrekvensområde for spolene er 24 MHz.

Anordningen ifølge oppfinnelsen kan også omfatte beskyttelseskapper 10 og 11 for beskyttelse av sender spolene 8 og 9../.^id ere-rer? ,jw^t,aks spoler anordnet på de koniske polsko n og s for bearbeiding av de reflekterte ultralydimpulser. (Disse mottaksspoler er ikke vist for oversiktens skyld).

Arbeidsmåten for anordningen ifølge oppfinnelsen er som følger. Senderspolene 8 og 9 som er anordnet på magnetens polsko n og s magnetiseres med en egnet frekvens-puls på eksempelvis 2MHz og induserer høyfrekvente virvel-strømmer i den elektrisk ledende rørledningsveggs 7 over-flate som skal inspiseres. Da det foreligger en kontinuer-lig magnetisk induksjon vil Lorentzkreftene virke mot det materiale som inspiseres og på grunn av den høye magnet-iseringsfrekvens i senderspolene vil elastiske ultralyd-bølger 12 og 13 utvikles i veggen 7.

Ultralydbølgene reflekteres mot veggens 7 bakre flate 7a og returnerer til veggens 7 fremre flate 7b.

Den motsatte prosess foregår deretter for detekter-ing, dvs. at en spenning induseres i mottaksspolen eller mottaksspolene ved den elektromagnetiske induksjon og mot-takssignalet bearbeides ytterligere for å frembringe informasjon om rørledningveggens beskaffenhet. Som allerede tidligere nevnt er det prinsipp disse målinger baserer på kjent for fagfolk og beskrives ikke nærmere.

Fig. 2a viser et tverrsnitt av utførelsen på fig. 1 langs f okuseringsskiven 4 (langs II-II). Samme henvis-ningstall er benyttet som på fig. 1.

Fig. 2b viser siden av anordningen på fig. 2a som under bruk er rettet mot rørledningens vegg 7b. En lineærspole 9 er anordnet på fokuseringsskivens 4 pol s og omgis av en beskyttelseskappe 11.

Det er underforstått at en hvilken som helst form og dimensjon av de magnetiske anordninger, senderspolene og mottaksspolene, som kan være egnet for formålet, kan benyttes forutsatt at det foreligger minst en senderspole på minst en av den magnetiske anordnings poler som er rettet mot rørledningens vegg.

Det er videre underforstått at oppfinnelsen ikke begrenset til den viste utførelse hvor den magnetiske an ordnings 2, 3, 4 poler n og s er anordnet i en retning perpendikulært til lengdeaksen i den rørledning som inspiseres .

Det kan benyttes en hvilken som helst plassering av den magnetiske anordnings poler n og s som er egnet for formålet.

Ved en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er den magnetiske anordnings poler n og s arrangert bak hver-andre i retning av rørledningens lengdeakse.

Ved fordelaktige utførelser av oppfinnelsen kan en såkalt pannekakespole (eller spiralviklet spole) benyttes .

Det er underforstått at senderspolene og mottaks-polene kan kombineres i én pol i magneten. Videre kan per-manentmagneten og fokuseringsskivene være innlagt i et egnet materiale, eksempelvis epoksyharpiks.

I en annen hensiktsmessig utførelse omfatter en av den magnetiske anordnings poler senderspolen mens den annen pol omfatter mottaksspolen. Et egnet materiale for magneten er stål med liten magnetisk motstand. De partier av de koniske polsko som er rettet mot rørledningens vegg kan være fremstilt av materiale som hindrer magnetisering av virvelstrømmer i skivene.

Det er underforstått at oppfinnelsen ikke er begrenset til bruk med en permanentmagnet. I en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen kan en elektromagnet benyttes. Ulike modifikasjoner av den foreliggende oppfinnelse vil på grunnlag av den foregående oppfinnelse og tegningen lett fremtre for fagfolk. Slike modifikasjoner faller innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (10)

1. Overføringsanordning for kontaktløs indre ultra-lydinspeks jon av rørledninger og rør, KARAKTERISERT VED at den omfatter anordninger for utvikling av elektromagnetiske elastiske bølger i rørledningens eller rørets vegg som skal inspiseres, anordninger for mekanisk tilkobling av anordningen til en innretning for å bevege anordningen gjennom rørledningen eller røret hvor genererings-anordningen omfatter en magnetisk anordning og minst én senderspole som er anordnet på en av den magnetiske anordnings poler og hvor den magnetiske anordnings poler under bruk er rettet mot veggen av rørledningen eller røret som skal inspiseres.

2. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den magnetiske anordning omfatter fokuseringsskiver hvis ender danner koniske polsko.

3. Anordning ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at den magnetiske anordnings poler har en beskyttelseskappe.

4. Anordning ifølge krav 13, KARAKTERISERT VED at senderspolen er en pannekake-(spiral-) spole.

5. Anordning ifølge krav 13, KARAKTERISERT VED at senderspolen er en lineærspole.

6. Anordning ifølge krav 15, KARAKTERISERT VED at minst en mottaksspole er anordnet på en av den magnetiske anordnings spoler.

7. Anordning ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at senderspolen og mottaksspolen er kombinert og anordnet på samme pol i den magnetiske anordning.

8. Anordning ifølge krav 17, KARAKTERISERT VED at den magnetiske anordning har holde-eller føringshjul.

9. Anordning ifølge krav 18, KARAKTERISERT VED en magnetisk anordning av stål med liten magnetisk motstand og hvor polene har et materiale for å hindre utvikling av virvelstrømmer i polene.

10. Anordning ifølge krav 29, KARAKTERISERT VED at den magnetiske anordning og fokuserings skivene er innlagt i epoksyharpiks.