BE1032467B1 - Verfahren zur Bestimmung von Hard Spots in metallischen Prüfobjekten sowie Inspektionsgerät und Inspektionsgeräteanordnung hierfür - Google Patents

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bestimmung von Hard Spots in metallischen Prüfobjekten, bei dem mittels zumindest eines Inspektionsgeräts über zwei MFL-Messungen zwei MFL-Datensätze eines Prüfbereichs des Prüfobjekts erzeugt werden, wobei weiterhin mit einer Wirbelstromeinheit mittels einer der ersten MFL-Messung vor- oder nachgelagerten Wirbelstrom-Messung ein EC-Datensatz des Prüfbereichs erstellt wird und anschließend die drei Datensätze bezüglich Ihres Signalverlaufs im Prüfbereich ausgewertet werden, wobei zur Auswertung des Prüfbereichs auf Hard Spots neben den Signalverläufen zumindest eines der MFL-Datensätze der Signalverlauf des EC-Datensatzes verwendet wird. Weiterhin umfasst die Erfindung ein Inspektionsgerät zur Bestimmung von Hard Spots eines Prüfobjekts, welches insbesondere als Rohrleitungsmolch mit zumindest einem und vorzugsweise zumindest zwei Vortriebsmitteln ausgebildet ist, sowie eine Inspektionsgeräteanordnung umfassend ein Inspektionsgerät sowie eine EDV-Vorrichtung.

Description

_ 1 - BE2024/5147

Verfahren zur Bestimmung von Hard Spots in metallischen Prüfobjekten sowie Inspektionsgerät und Inspektionsgeräteanordnung hierfür

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Hard Spots in metallischen

Prüfobjekten, insbesondere in Rohrleitungen, Tankwänden und Blechen. Des Weite- ren betrifft die Erfindung ein Inspektionsgerät zur Bestimmung von Hard Spots sowie eine Inspektionsgeräteanordnung umfassend ein Inspektionsgerät und eine EDV-

Vorrichtung.

Lokale Aufhärtungen in metallischen Prüfobjekten, als "Hard Spots" bezeichnet, ent- stehen bei der Herstellung oder nachträglichen Bearbeitung der metallischen Prüfob- jekte, beispielsweise im Walzwerk während der Herstellung oder bei späteren Repa- ratur- und SchweiRvorgängen am Prüfobjekt. Starke lokale Temperaturgradienten während des Abschreckens oder Anlassens des Prüfobjekts bedingen Gefügeände- rungen, die lokal zu einer in der Regel ungewünschten Aufhärtung des Kohlenstoff- haltigen Materials des Prüfobjekts führen. Hard Spots können bereits nur aufgrund des Abschreckens des Grundmaterials bei Herstellung des Prüfobjekts entstehen, unabhängig von der Ausgangstemperatur.

Beim Anlassen wird Stahl auf Niedrigtemperatur erwärmt und dieser Temperatur eine bestimmten Zeitdauer ausgesetzt, um Eigenschaften wie die Härte und Zähig- keit gezielt abzustimmen. Während des Anlassens werden somit durch Energieein-

-2- BE2024/5147 trag gezielt Phasenumwandlungen, z.B. von Restaustenit in eine Martensitform, an- gestoßen. In der Regel sollen durch das Anlassen Spannungen abgebaut werden, die durch vorheriges Härten des Werkstoffs aufgebaut wurden. Dazu wird das Metall bis zu einer Temperatur unterhalb des Perlitpunktes (bei 723 °C) erhitzt. Je höher die Anlasstemperatur oberhalb 150°C liegt, desto weicher wird der Stahl und die Zä- higkeit steigt. Es finden Umwandlungsvorgänge vom Martensit/Restaustenit zu wei- cheren Gefügearten statt.

Die Mikrostruktur des Prüfobjekts hat einen Einfluss auf die Wasserstoffbeständig- keit des in der Regel auf Stahl-Basis aufgebauten Prüfobjekts. Dies ist vor dem Hin- tergrund der absehbar steigenden Verwendung existierender Rohrleitungen für den

Transport von Wasserstoff besonders relevant. Daher stellen Hard Spots in Rohrlei- tungen oder anderen metallischen Prüfobjekten potentielle Gefahren für den Betrieb der Pipeline dar. Das Versagen von Hard Spot in Rohrleitungen hängt vielfach mit „Hydrogen Induced Cracking“ („HIC“) zusammen. Beispielsweise können sich dann

Probleme ergeben, wenn der Hard Spot unter einem defekten Coating liegt und das

Rohr durch Kathodenschutz geschützt wird und zudem noch im Grundwasser liegt.

Es ergeben sich an der Metalloberfläche ungewünschte Umwandlungen bzw. Ef- fekte, bei denen atomarer Wasserstoff in das Metall aufgenommen werden kann, was wird über den Kathodenschutz noch verstärkt werden kann. Durch das Anlas- sen der martensitischen Hardspot kommt es wie beschrieben zu Gefügeumwandlun- gen, die sich einer Energieklasse zuordnen lassen. Diese Anlassgefüge kônnen eine unterschiedliche Anfälligkeit für HIC haben.

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Aus der Veröffentlichung "Multiple Data Inspektion of Hard Spots and Cracking",

Proceedings of the 2014 International Pipeline Conference, Calgary, ist ein Ansatz zur Bestimmung von Hard Spots bezeichnet, bekannt, bei dem Datensatz zur Be- stimmung von Hard Spots mehrere Datensätze umfassend einen Low-MFL-Daten- satz und einen High-MF L-verwendet werden. Während über die zweite Magnetisie- rung für die Magnetstreuflussmessung (,MFL-Messung”), insbesondere in axialer

Richtung, eine Magnetisierung im Bereich maximaler Permeabilität angestrebt wird, wird über die erste, höhere Magnetisierung eine Sättigung des Prüfobjekts im Prüf- bereich angestrebt. Es hat sich allerdings gezeigt, dass eine Reihe von Hard Spots einer relevanten Härte von mehr als 320 Brinell mit dem Verfahren aus dem Stand der Technik nicht erkannt werden kônnen. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass die für gefundene Hard Spots zu verwendenden Annahmen zur Härtebestimmung ver- besserungsfähig sind. Eine bessere Kenntnis der Hard Spots ermôglicht eine bes- sere Einschätzung des Prüfobjekts, sich eventuell aus den Hard Spots entwickelnder

Fehlstellen sowie eine vorausschauende Ausbesserung einzelner Hard Spots zur

Vermeidung zukünftiger kritischer Zustände.

Die EP 2 927 678 A1 offenbart eine Sensoreinheit, die im Bereich einer magneti- schen Sättigung der Pipelinewand, verursacht durch zwei Magnetringe entgegenge- _ setzter Polarität, eine Wirbelstrom- und eine MFL-Messeinheit aufweist.

Aus der US 6,847,207 B1 ist es bekannt, Eddy-Current-Messungen im Bereich mag- netischer Sättigung vorzunehmen.

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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik hinsichtlich der vorbezeichneten Nachteile zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst, durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 14 sowie durch einen Gegenstand gemäß An- spruch 16.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung von Hard Spots in metalli- schen Prüfobjekten, insbesondere in Rohrleitungen, Tankwänden und Blechen, wer- den mittels zumindest eines Inspektionsgeräts über zwei MFL-Messungen zwei

MFL-Datensätze eines Prüfbereichs des Prüfobjekts erzeugt, wobei in der ersten

MFL-Messung mit einer ersten insbesondere zur magnetischen Sättigung des

Prüfobjekts führenden Magnetisierung einer ersten Magnetisiervorrichtung ein High-

MFL-Datensatz sowie über die zweite MFL-Messung mit einer im Vergleich zur ers- ten Magnetisierung geringeren Magnetisierung einer zweiten Magnetisiervorrichtung ein Low-MFL-Datensatz des Prüfbereichs erstellt wird, wobei weiterhin mittels einer der ersten MFL-Messung vor- oder nachgelagerten Wirbelstrom-Messung, insbeson- dere über eine Wirbelstromeinheit desselben oder eines weiteren Inspektionsgeräts, ein EC-Datensatz des Prüfbereichs erstellt wird und anschließend die drei Datens- ätze bezüglich Ihres Signalverlaufs im Prüfbereich ausgewertet werden, wobei zur

Auswertung des Prüfbereichs auf Hard Spots neben den Signalverläufen zumindest eines der MFL-Datensätze der Signalverlauf des EC-Datensatzes verwendet wird.

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Die Wirbelstrom-Messung ist dann der ersten MFL-Messung vor- oder nachgelagert, wenn die Wirbelstrommessung nicht in dem hochmagnetisierten Bereich erfolgt. Sie erfolgt auBerhalb des hochmagnetisierten Bereiches. Der Wirbelstrom-Sensor bzw. die Wirbelstromeinheit befinden sich insbesondere nicht zwischen den für eine erste

Magnetisierung vorgesehenen Magneten der ersten Magnetisiervorrichtung. Insbe- sondere ist die Wirbelstromeinheit entlang der Längsrichtung eines zugehörigen In- spektionsgeräts versetzt zur ersten Magnetisiervorrichtung angeordnet. Die Längs- richtung verläuft parallel oder deckungsgleich zur Richtung der Relativbewegung von

Prüfobjekt und Inspektionsgerât.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die MFL-Messung im Bereich der mit der zweiten Magnetisiervorrichtung vorgenommenen Magnetisierung des Prüfob- jekts. Hierfür kann der für die Wirbelstrom-Messung verwendete EC-Sensor insbe- sondere zwischen den in Längsrichtung zueinander versetzten Polen der zweiten

Magnetisiervorrichtung angeordnet sein. Vorzugsweise sind EC-Sensor und Wir- belstromsensor hierfür in demselben Prüfkopf einer Sensorvorrichtung angeordnet.

Besonders bevorzugt erfolgt die Wirbelstrom-Messung bei einem im Prüfobjekt nur geringen und insbesondere remanenten Magnetfeld, einer Größe kleiner als 2 kA/m und noch bevorzugter kleiner 1 kA/M, so dass eine materialsensitive Wirbelstrom-

Messung mit einem magnetisch nicht gesättigten Material des Prüfobjekts durchge- führt wird. Eine Messung in einem ungesättigten Material ermöglicht in Kombination mit den MFL-Messungen eine verbesserte Informationsgewinnung aufgrund der ma- terialsensitiven Wirbelstrom-Messung.

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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass es abhängig von der Anlass- temperatur und der Zeitdauer und somit abhängig von der für die entstehende Gefü- geänderung eingebrachten oder entnommenen Energie Hard Spots gibt, deren Per- meabilitätskurve sich von der des Grundmaterials bei bestimmten Magnetisierungen nicht ausreichend sicher unterscheiden lassen und dass sich die Permeabilitätskur- ven von Hard Spots unterschiedlicher Anlasstemperaturen und -dauern charakteris- tisch unterscheiden. Ebenfalls wurde erkannt, dass in diesen kritischen Bereichen, in denen weder im High- noch im Low-MFL-Datensatz signifikante Hinweise auf einen

Hard Spot vorhanden sind, in den Wirbelstromdaten Hinweise auf Hard Spots vor- handen sein können.

Vorzugsweise werden für die Bestimmung des Hard Spots die gemessenen Signal- verläufe relativ zum Signal des Grundmaterials betrachtet, d.h. das im Prüfbereich gemessene Streuflusssignal des Hard Spots wird von dem normalen oder durch- schnittlichen, gemessenen Streuflusssignal des Grundmaterials (ebenfalls im Prüf- bereich oder außerhalb desselben) abgezogen. Das Signal des Grundmaterials wird als konstanter Offset betrachtet. In der Auswertung wird somit auf ein relatives

Messsignal des Streufelds bzw. dessen Verlauf abgestellt.

Für die erste Magnetisierung werden Feldstärken zwischen einschließlich 9 kA/m und 30 kA/m verwendet, um das Prüfobjekt zu sättigen. Für die zweite Magnetisie-

„7 - BE2024/5147 rung werden Feldstärken von 1 kA/m bis 6 kA/m verwendet. Für die Wirbelstrom- messung werden vorzugsweise Frequenzen zwischen 100 kHz und 1000 kHz ver- wendet.

Die Messungen finden insbesondere bei einer Relativgeschwindigkeit von Prüfobjekt zu insbesondere rohrleitungsgängigen Inspektionsgerät kleiner gleich 4 m/s, insbe- sondere kleiner 2 m/s statt, um bei den niedrigen Feldstärken der durch die zweite

Magnetisiervorrichtung bewirkten Magnetisierung etwaige Geschwindigkeitseffekte zu minimieren.

Die Auswertung erfolgt insbesondere in einer EDV-Vorrichtung, also einer Vorrich- tung zur elektronischen Datenverarbeitung. Die Auswertung kann bereits zumindest teilweise in einer Steuereinheit des Inspektionsgeräts erfolgen, wobei diese Steuer- einheit dann die EDV-Vorrichtung zumindest teilweise darstellt. Die Auswertung kann auch in einer separat von der Steuereinheit des Inspektionsgeräts ausgebilde- ten EDV-Vorrichtung erfolgen, auf die die Datensätze des Inspektionsgeräts übertra- gen werden.

Nach der Erfassung der Daten kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere vollständig und insbesondere automatisiert in der EDV-Vorrichtung ablaufen. Die Be- stimmung eines Prüfbereichs aus den Daten kann hierbei ebenfalls automatisiert o- der benutzergesteuert erfolgen. Insbesondere werden hierfür EDV-gestützt Bereiche mit relevanten, d.h. ausreichend großen Signalverläufen automatisiert definiert.

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Sowohl die MFL-Datensätze als auch der EC-Datensatz liegen insbesondere als Da- tensätze mit dem Messsignal über dem Ort, dass heißt über Länge und Breite des

Prüfobjekts vor, entsprechend ergibt sich das Messsignal als Funktion über die

Länge und Breite des ausgewählten Prüfbereichs. Alternativ oder ergänzend kann der auszuwertende Datensatz auch lediglich eine Signal über die Länge oder Breite des Prüfbereichs sein, wobei Messsignale über die Länge oder die Breite gemittelt bzw. statistisch ausgewertet betrachtet werden können. Hierbei wird insbesondere bei den MFL-Datensätzen auf das relative Messsignal abgestellt, bei dem das Mess- signal für die Zwecke der Auswertung vom Offset abgezogen wird.

Insbesondere werden für die MFL-Messungen des High- und Low-MFL-Datensatzes entgegengesetzte Polarisierungen verwendet, um genauer definierte Messergeb- nisse insbesondere in der nachgelagerten Low-MFL-Messung zu erhalten. Die Mag- netisierung verläuft bei Rohrleitungen insbesondere in Längsrichtung derselben.

Vorzugsweise erfolgt die Wirbelstrom-Messung zeitlich nach der Low-MFL-Messung, wobei im Prüfobjekt ein remanentes Magnetfeld der Low-MFL-Messung vorhanden ist.

Die EDV-Vorrichtung kann einen oder gegebenenfalls mehrere Rechner umfassen.

Das zugehörige Rechenprogramm kann ein einziges Programm sein oder es kann sich um ein Programmpaket umfassend eine Mehrzahl von Programmmodulen han- deln, die beispielsweise ressourcenbedingt verteilt auf unterschiedlichen Teilen der

EDV-Vorrichtung ablaufen und dort auf jeweiligen EDV-Medien gespeichert sein

-9- BE2024/5147 können. Ein Rechner weist insbesondere die typischen Mittel einer Datenverarbei- tungseinheit wie ein oder mehrere Prozessoren, zumindest temporären Speicher (RAM) sowie in der Regel nicht flüchtigen Speicher, Datenkommunikationsmittel, insbesondere zur Übertragung der Daten von einer Steuereinheit des Inspektionsge- räts oder zur Übermittlung der ausgewerteten Daten an eine Ausgabe- oder weitere

Speichereinheit, sowie gegebenenfalls Anzeige- und/oder Eingabeeinheiten auf.

Entsprechend dem Vorstehenden wird bei einer Weiterbildung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens der EC-Signalverlauf in Abhängigkeit der Signalamplitude des zwei- ten MFL-Datensatzes zur Lokalisation des Hard Spots verwendet und zwar immer dann, wenn der Amplituden- bzw. Signalverlauf im Low-MFL-Datensatz unauffällig, also nicht auf einen Hard Spot hinweist, gleichzeitig aber im EC-Datensatz ein Maxi- mum vorhanden ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine relative Signalamplitude des zweiten MFL-Datensatzes im Prüfbereich unterhalb eines Low-MFL-Schwell- werts verbleibt.

Die relative Signalamplitude ist die Differenz aus Offset, gebildet aus der Amplitude des Grundmaterials, aus dem die Rohrleitung aufgebaut ist, abzüglich der Amplitude des Messsignals insbesondere im Prüfbereich.

Der Low-MFL-Schwellwert liegt vorzugsweise bei dem zweifachen Wert des

Rausch-Levels, insbesondere liegt der Low-MFL-Schwellwert in einem Bereich von einschließlich 0,1 kA/m bis einschließlich 0,6 kA/m. Besonders bevorzugt liegt der

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Bereich bei 0,2 kA/M, was sich für eine Vielzahl von Auswertungen als aussagekräf- tiger Wert erwiesen hat.

Vorzugsweise wird der EC-Signalverlauf insbesondere in Abhängigkeit des Messsig- nals des ersten MFL-Datensatzes zur Lokalisation des Hard Spots verwendet, insbe- sondere dann, wenn alternativ oder ergänzend eine insbesondere relative Sig- nalamplitude des ersten MFL-Datensatzes im Prüfbereich unterhalb eines High-

MFL-Schwellwerts verbleibt. Wenn der Amplituden- bzw. Signalverlauf im High-MFL-

Datensatz im Prüfbereich unauffällig ist, also nicht auf einen Hard Spot hinweist, gleichzeitig aber im EC-Datensatz ein Maximum vorhanden ist, so wird auf das Vor- handensein eines Hard Spots geschlossen.

Der High-MFL-Schwellwert liegt vorzugsweise bei dem zweifachen Wert des

Rausch-Levels, insbesondere liegt der High-MFL-Schwellwert in einem Bereich von einschließlich 0,1 kA/m bis einschließlich 0,6 kA/m. Besonders bevorzugt liegt der

Bereich bei 0,2 kA/m, was sich für eine Vielzahl von Auswertungen als aussagekräf- tiger Wert erwiesen hat.

Insbesondere bei Betrachtung sowohl des Low- als auch des High-MFL-Datensatzes weist bei der Abwesenheit von signifikanten MFL-Signalen ein Extremum, insbeson- dere ein Maximum, im EC-Datensatz im Prüfbereich auf einen Hard Spot hin, der aufgrund der zum Grundmaterial ähnlichen Permeabilität in den MFL-Datensätzen nicht gefunden wird. Weiter vorzugsweise wird hierbei zur Detektion des Hard Spots ein Signalverlauf des EC-Datensatzes oberhalb eines EC-Schwellwerts verwendet,

- 11 - BE2024/5147 welcher vorzugsweise bei dem zweifachen Wert des Rausch-Levels liegt. Allgemein ist ein Rausch-Level derjenige Material- und Setup-bedingte Wert, ab dem ein Mess- signal signifikant bzw. aussagekräftig ist.

Basierend auf der vorstehend und weiter unten erläuterten Erkenntnisse über die un- terschiedlichen Verläufe der Permeabilitätskurven für Hard Spots, die bei unter- schiedlichen Temperaturen bzw. unterschiedlichen Temperaturstufen und unter- schiedlicher Zeitdauer der Einwirkung und somit aufgrund unterschiedlicher Ener- gien entstanden sind, wird ein Hard Spot insbesondere auf Basis zumindest eines

Wechsels des Vorzeichens eines relativen Messsignals zwischen den beiden MF L-

Datensätzen bestimmt. Beispielsweise wird ein Hard Spot indiziert, wenn im Low-

MFL-Datensatz ein positives Signal und im High-MFL-Datensatz ein negatives (rela- tives Mess-)Signal vorliegt. Ebenfalls wird auf einen Hard Spot geschlossen, wenn in beiden MFL-Datensätzen ein positives Signal vorhanden ist. Ebenfalls liegt ein Hard

Spot vor, wenn in beiden MFL-Messungen ein negatives Signal vorliegt. Schließlich liegt ebenfalls ein Hardspot vor, wenn in beiden MFL-Datensätzen kein signifikantes (relatives Mess-) Signal, jedoch im Wirbelstromsignal ein Extremum, insbesondere ein Maximum vorhanden ist. Demzufolge können die Hard Spots anhand der Signal- verläufe der relativen Messsignale in den High- und Low-MFL-Datensätzen sowie im

Wirbelstromdatensatz (EC-Datensatz) bestimmt werden.

Die Datensätze können für den Fall einer Inspektion einer Rohrleitung insbesondere in demselben Lauf oder in zwei oder drei Läufen erzeugt werden. Vorzugsweise wer-

„12 - BE2024/5147 den die Daten mit demselben Inspektionsgerät erzeugt, welches die für die drei un- terschiedlichen Datensätze notwendigen Sensoreinheiten aufweist. Insbesondere sind diese auf unterschiedlichen, durch Kupplungen miteinander verbundenen Seg- menten des als Rohrleitungsmolch ausgebildeten Inspektionsgeräts angeordnet, wo- bei die für die Erzeugung der EC-Daten notwendige Wirbelstromeinheit der ersten oder der zweiten Magnetisiervorrichtung vor- oder nachgelagert ist.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Signal- verläufe insbesondere der MFL-Daten sowie der Wirbelstrom-Daten (EC-Daten) im

Prüfbereich zur Bestimmung der Härte des Hard Spots verwendet. Auch diese Aus- wertung ergibt sich aus der weiter unten in Fig. 1 dargestellten Erkenntnis über die unterschiedlichen Permeabilitätsverläufe. Basierend auf dieser Erkenntnis lassen sich bei unterschiedlichen Temperaturen über unterschiedlich lange Zeit erzeugte

Hard Spots verbessert einordnen und hinsichtlich ihrer Härte bestimmen. Dies ergibt sich insbesondere aus der Zuordnung der charakteristischen und weiter unten auf- geführten Signalverläufe einzelner Hard Spots unterschiedlicher Materialkompositio- nen im High- und Low-MFL-Datensatz sowie im EC-Datensatz zu deren Härte.

Die Bestimmung der Härte des Hart-Spots ist insbesondere dann vereinfacht und somit verbessert, wenn eine Klassifizierung nach Energieklassen vorgenommen wird, d.h. energiespezifische Kalibrierungen bzw. Korrelationen Verwendung finden.

Dies ergibt sich aus der Erkenntnis, dass sich einzelne Hard Spots mit identischen

„13 - BE2024/5147 oder zumindest ausreichend ähnlichen, d.h. nicht unterscheidbaren Härten über un- terschiedlich lange Zeiten bei unterschiedlichen Anlasstemperaturen erzeugen las- sen bzw. erzeugt wurden.

Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung der Härte eines oder mehrerer der Hard Spots anhand von Energieklassen, denen ein oder mehrere Signalverläufe zumindest ei- nes der MFL-Datensätze im Prüfbereich zugeordnet sind. Diese Energieklassen sind materialspezifisch bezüglich des zugrunde liegenden Materials, insbesondere ab- hängig von dessen Kohlenstoff-Gehalt. Der Zusammenhang zwischen Härte, Tem- peratur und Zeit lässt sich beispielsweise mittels des Hollomon-Jaffe-Parameters be- schreiben.

Die in einer Vielzahl von Untersuchungen identifizierten unterschiedlichen Amplitu- denverläufe der relativen Messsignale führen somit zu einer eindeutigen Klassifizie- rung, wobei innerhalb einer Klasse über Korrelationen zwischen Härte und relativem oder absoluten Messsignal auf die Härte geschlossen wird.

In der EDV-Vorrichtung oder einer dieser zugeordneten Datenbank werden hierfür unterschiedliche Korrelationen bzw. Korrelationskurven für Hard Spots, die über un- terschiedliche Energieeffekte, insbesondere unterschiedlich lange wirkende Tempe- ratureffekte bei insbesondere unterschiedlichen Anlasstemperaturen erzeugt wur- den, hinterlegt.

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Vorzugsweise werden zur Ableitung der Härte unterschiedlicher Hard Spots zumin- dest drei, bevorzugt zumindest 5 und insbesondere 6Energieklassen verwendet, ins- besondere wobei für jede Energieklasse eine Korrelation der Härte als Funktion der

MFL-Amplitude, d.h. des gemessenen Streufelds, verwendet wird. Zu den Energie- klassen kann auch eine Klasse von Hard Spots zählen, die ohne zusätzliches Anlas- sen und nur durch das ursprünglichen Abschrecken des Grundmaterials entstanden sein können (0°C-Klasse).

In einer ersten Energieklasse werden beispielsweise insbesondere die Signalver- lâufe von Hard Spots verwendet, die bei Anlasstemperaturen bis 100 °C über einen festen Wirkzeitraum, z.B. ein Abkühlen, von beispielsweise 15 Minuten entstanden sind. In einer zweiten Energieklasse werden Hard Spots zusammengefasst, die bei

Anlasstemperaturen von mehr als 100°C, insbesondere von 150°C bis 300°C eben- falls wieder über einen definierten Zeitraum von beispielsweise 15 Minuten entstan- den sind. In einer dritten Klasse werden Hard Spots zusammengefasst, die bei An- lasstemperaturen von mehr als 300°C, insbesondere bei mehr als 350°C ebenfalls wieder über einen definierten Zeitraum von beispielsweise 15 Minuten entstanden sind. Alternativ können die Temperaturklassen noch feiner unterteilt werden, bei- spielsweise für Temperaturen von 0 °C bis 100°C, von 100°C bis 200°C (mittlere

Temperatur 150 °C), von 200°C bis 300°C (mittlere Temperatur 250 °C), daran wei- ter anschließend bis 400°C (mittlere Temperatur 350 °C), weiter daran anschließend bis 500°C (mittlere Temperatur 450 °C) sowie einer weiteren Klasse bis dann 600°C (mittlere Temperatur 550 °C). Darüber hinaus können weitere Klassen für längere

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Wirkzeiträume bzgl. eines lokalen Abkühlens oder lokalen Erhitzens definiert wer- den.

Vorzugsweise werden weiterhin zur Ableitung der Härte unterschiedlicher Hard Spots zumindest drei kohlenstoffspezifische Klassen betreffend des Grundmaterials des

Prüfobjekts verwendet, wobei diese kohlstoffspezifischen Klassen für Materialien mit einem Kohlenstoffgehalt < 0, 1 %, von 0,1% bis 0,2% und > 0,2 % gebildet werden. In diesen Klassen werden dann jeweils wieder Energie-spezifische Klassen für die ein- zelnen Anlasstemperaturen und -dauern gebildet.

Vorzugsweise wird die Härte des Hard Spots und/oder die Zuordnung zu einer der

Energieklassen auf Basis der Höhe einer Peak-zu-Peak-Amplitude der relativen

Messsignale im Prüfbereich in einem der MFL-Datensätze, insbesondere im Low-

MFL-Datensatz bestimmt. Die Peak-zu-Peak-Amplitude wird vom Maximum zum Mi- nimum betrachtet. In umfangreichen Auswertungen wurden charakteristische Signal- verläufe der relativen Signale identifiziert, die eine entsprechende Zuordnung erlau- ben.

Alternativ oder insbesondere ergänzend wird die Härte des Hard Spots und/oder die

Zuordnung zu einer der Energieklassen auf Basis einer insbesondere inneren Peak- zu-Peak-Breite in einem der MFL-Datensätze, insbesondere im Low-MFL-Datensatz bestimmt wird. In ebenfalls umfangreichen Auswertungen wurden charakteristische

Signalverläufe des relativen Messsignals identifiziert, die eine entsprechende Zuord- nung erlauben.

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Alternativ oder ebenfalls wieder ergänzend hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die

Zuordnung zu den Energieklassen bzw. die Bestimmung der Härte des Hard Spots auf Basis einer im Prüfbereich vorhandenen insbesondere mittleren maximalen EC-

Amplitude (Eddy Current-Amplitude/Wirbelstromamplitude) des Hard Spots vorzu- nehmen.

Insbesondere ergeben sich aus der Kombination der drei Indikatoren Peak-zu-Peak-

Amplitude, Peak-zu-Peak-Breite und maximale EC-Amplitude hohe Wahrscheinlich- keiten für die Zuordnung zu einzelnen Energieklassen bzw. Hard Spot-Typen. Die

Probability of Detection (POD) für die betrachteten Prüfbereiche liegt mit der vorbe- schriebenen Methode bei über 80% und somit in einem für Rohrleitungsbetreiber re- levanten Bereich.

Vorzugsweise wird weiterhin ein Härte-Gradient über eine Wanddicke des Prüfob- jekts anhand der Signalbreite eines EC-Extremums, d.h. Wirbelstrom-Extremums, und einer Signalbreite eines MFL-Signalabschnitts bestimmt wird. Die Signalbereite eines MFL-Signalabschnitts kann der Peak-zu-Peak-Breite des vorbeschriebenen

MFL-Signalverlaufs entsprechen. Die Bestimmung des Härte-Gradienten ist weiter- hin verbessert, wenn eine Kalibrierung für den elektrischen Widerstand des Prüfob- jekts verwendet wird. Dies kann beispielsweise über eine zusätzliche Wirbelstrom- messung im Bereich der ersten Magnetisiervorrichtung, demnach im Bereich des magnetisch gesättigten Prüfobjekts erfolgen, wobei die Messdaten wie beschrieben

„17 - BE2024/5147 ausgewertet werden. Hieraus ergibt sich eine zusätzliche Korrelation zur Härte des

Hard Spots, die die Ergebnisse insgesamt verbessert.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird ebenfalls durch ein Inspektionsgerät zur Be- stimmung von Hard Spots eines Prüfobjekts gelöst, welches insbesondere als Rohr- leitungsmolch mit zumindest einem und vorzugsweise zumindest zwei Vortriebsmit- teln ausgebildet ist, umfassend zumindest zwei in Längsrichtung des Inspektionsge- räts voneinander beabstandete, jeweils zumindest einen insbesondere als Perma- nentmagnet ausgebildeten Magneten aufweisende Magnetisiervorrichtungen und zu- mindest zwei in Längsrichtung des Inspektionsgeräts voneinander beabstandete, je- weils einer Magnetisiervorrichtung zugeordnete MFL-Sensoren sowie zumindest eine, von den MFL-Sensoren jeweils in Längsrichtung beabstandete Wirbelstromein- heit umfassend zumindest einen Wirbelstromsensor sowie eine Steuereinheit zum

Speichern der in einer Wirbelstrommessung von den MFL-Sensoren aufgenomme- nen MFL-Daten in MFL-Datensätzen sowie zur Ansteuerung der Wirbelstromeinheit zur Erzeugung von Wirbelströmen und zur Speicherung der von dem Wirbelstrom- sensor aufgenommenen Wirbelstromdaten in einem EC-Datensatz.

Insbesondere ist die Wirbelstromeinheit in Längsrichtung beabstandet zu der ersten

Magnetisiervorrichtungen angeordnet, die ebenfalls in Längsrichtung voneinander beabstandete und zum Prüfobjekt gerichtete Pole unterschiedlicher Polarität auf- weist, zwischen denen der MFL-Sensor angeordnet ist. Die Wirbelstromeinheit kann auch von der zweiten Magnetisierungsvorrichtung in Längsrichtung versetzt nach

„18 - BE2024/5147 vorne oder hinten bezüglich einer relativen Fortbewegungsrichtung des Inspektions- geräts angeordnet sein. Insbesondere ist die Wirbelstromeinheit von der zweiten

Magnetisierungsvorrichtung in Richtung eines Endes eines als Inspektionsmolch ausgebildeten Inspektionsgeräts versetzt vorzugsweise auf einem eigenen Segment angeordnet. Alternativ kann der zumindest eine Wirbelstromsensor zwischen den

Polen der zweiten Magnetisiervorrichtung angeordnet sein.

In einer Ausbildung als Rohrleitungsmolch weist das erfindungsgemäße Inspektions- gerät betrachtet in Längsrichtung, die in Richtung einer Längsachse des als Rohrlei- tung ausgebildeten Prüfobjekts verläuft, vorzugsweise eine Vielzahl von in Umfangs- richtung nebeneinander angeordneten MFL-Sensoren sowie eine Vielzahl von in

Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Wirbelstromsensoren auf.

Durch die Verwendung ein- und desselben Inspektionsgeräts für die drei High-MFL-,

Low-MFL- und EC-Messungen lassen sich die aufgenommenen Daten besonders gut zuordnen und die Bestimmung der Härte einzelner Hart Spots ist verbessert. Al- ternativ kann die Wirbelstrom-Messung auch mittels eines separaten Inspektionsge- räts, insbesondere eines separaten Rohrleitungsmolches vorgenommen werden.

Insbesondere kann ein Teil oder auch das gesamte vor- oder nachbeschriebene

Verfahren in der Steuereinheit des Inspektionsgeräts durchgeführt werden, wozu diese Steuereinheit dann die vorbeschriebene EDV-Vorrichtung ausbildet.

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Alternativ kann auch nur ein Teil des Verfahrens, insbesondere betreffend die Spei- cherung der Messdaten in der Steuereinheit, umgesetzt werden, während die Aus- wertung bzgl. der Hard Spots in einer separaten EDV-Vorrichtung erfolgt.

Die eingangs genannte Aufgabe wird somit ebenfalls durch eine Inspektionsgerä- teanordnung umfassend ein vor- oder nachbeschriebenes Inspektionsgerät sowie eine EDV-Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das vor- oder nachbeschriebene, er- findungsgemäße Verfahren umzusetzen. Es versteht sich, dass die EDV-Vorrichtung wie vor- oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein kann.

Vorzugsweise werden die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dem

Prüfobjekt, insbesondere einer Pipeline, gefundenen, kritischen Hard Spots, insbe- sondere solche oberhalb einer Härte von 320 HV, in einem Datensatz zusammenge- stellt und ausgegeben. Auf Basis des Datensatz bzw. der gefundenen Hard Spots, denen mittels üblicher Positionsbestimmungsmethoden eine Position in dem Prüfob- jekt zugeordnet werden kann oder wird, kann nachfolgend gemäß einer Weiterbil- dung der Erfindung eine Ausbesserung des Prüfobjekts, insbesondere der Pipeline, vorgenommen werden, bei der der Hard Spot bearbeitet, beispielsweise entfernt wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Figuren. Schematisch dargestellt zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Gegenstand in einer Rohrleitung,

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Fig. 2 in Abbildung der relativen Permeabilität verschiedener Hot Spots in einem Grundmaterial,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2,

Fig. 4 einen High-MFL-Datensatz in einem Prüfbereich,

Fig. 5 einen Low-MFL-Datensatz in dem Prüfbereich,

Fig. 6 den EC-Datensatz in dem Prüfbereich,

Fig. 7 High- und Low-MFL-Datensätze in einem weiteren Prüfbereich über unterschiedliche Temperaturen, Fig. 8 den Gegenstand nach Fig. 7 mit Werten über den Mittelpunkt des aufgefundenen Hard Spots ge- mäß Fig. 7,

Fig. 8 Low-MFL-Daten über einen Hard Spot (oben) sowie das Wir- belstromsignal (unten)

Fig. 9 Signale eines Hard Spots mit niedriger Magnetisierung und Wir- belstromsignal

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Fig. 10 Daten für eine Korrelation der maximalen Härte mit der Peak-zu-

Peak-Amplitude,

Fig. 11 Daten für eine Korrelation der maximalen Härte mit der Peak-zu-

Peak-Breite,

Fig. 12 Daten für eine Korrelation der maximalen Härte mit der EC-

Amplitude,

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Hard Spots in einer Rohrlei- tungswand

Falls dienlich sind gleich wirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen.

Einzelne Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele können in

Kombination mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche sowie gegebenen- falls weiterer Ansprüche ebenfalls zu erfindungsgemälen Gegenständen führen.

Eine erfindungsgemäße Inspektionsgeräteanordnung gemäß Fig. 1 umfasst einen zur Fahrt in einem Prüfobjekt 2, vorliegend eine Rohrleitung, ausgebildetes Inspekti- onsgerät 4 sowie eine EDV-Vorrichtung 6. Die EDV-Vorrichtung 6 kann drahtgebun- den oder auch drahtlos über eine gestrichelt dargestellte Kommunikationsverbin- dung 8 mit einer Steuereinheit 10 des Inspektionsgeräts 4 kommunizieren, um die in der Steuereinheit 10 gespeicherten Messdaten in Form von MFL-Daten bzw. -Da- tensätzen sowie in Form von EC-Daten bzw. EC-Datensätzen aufzunehmen.

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Das Inspektionsgerät 4 weist eine Mehrzahl von Vortriebsmitteln 12 in Form von

Cups auf, die für den Vortrieb des auch als Molch bezeichneten Inspektionsgerät in der Rohrleitung Sorge tragen. Ein erstes Segment 14 dient zur Aufnahme von High-

MFL-Daten bzw. -Datensätzen, ein zweites Segment 16 für Low-MFL-Daten- bzw. -Datensätze sowie ein drittes Segment 18 für die Aufnahme von EC-Daten und die

Erzeugung entsprechender Datensätze. Die jeweiligen Messdaten werden insbeson- dere in der Steuereinheit 10 zu jeweiligen Datensätze zusammengeführt. Die Steu- ereinheit 10 ist in einem abschließenden Segment 20 des Inspektionsgeräts 4 ange- ordnet. Die vier Segmente sind über Kupplungen 22 beweglich miteinander verbun- den, um eine möglichst gute Rohrleitungsgängigkeit und ein verbessertes Daten-A- lignment zu ermöglichen.

Die beiden ersten Segmente 14 und 16 weisen jeweils Magnetisiervorrichtungen 24 bzw. 26 auf, zwischen denen MFL-Sensoren aufweisende Sensorköpfe 28 angeord- net sind. Die MFL-Sensoren sind in den Sensorköpfen 28 angeordnet. Beide Seg- mente 14 und 16 besitzen in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von Magnetisiervor- richtungen 24 bzw. 26 sowie eine Mehrzahl von MFL-Sensoren in entsprechenden

Sensorköpfen 28, so dass die Innenseite der Rohrleitung vollumfänglich abgedeckt ist. Entsprechend weist auch das Segment 18 in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von Wirbelstromsensoren aufweisenden Wirbelstromeinheiten 30 auf, von denen nur eine exemplarisch dargestellt ist. Die MFL-Sensoren in Form von Hall-Sensoren sind

-23- BE2024/5147 wie auch die Wirbelstromsensoren in Längsrichtung L des Inspektionsgeräts zuei- nander versetzt angeordnet. Die Längsrichtung L verläuft parallel bzw. deckungs- gleich zu der Richtung der relativen Bewegung von Inspektionsgerät zu Prüfobjekt.

Die Steuereinheit 10 dient neben der Aufnahme der Daten zur Erzeugung der ent- sprechenden Datensätze in der Steuereinheit 10 ebenfalls der Anregung der Spulen der Wirbelstromeinheiten 30.

Nach Abschluss eines Inspektionslaufes durch die Rohrleitung werden die Datens- ätze der drei Messeinheiten von der Steuereinheit 10 auf die EDV-Vorrichtung 6 übertragen und dort vorzugsweise automatisiert ausgewertet. Es versteht sich, dass hierbei allgemein eine Segmentierung der Daten vorgenommen werden kann, um die Daten des Prüfobjekts 2 nicht komplett, sondern beispielsweise segmentweise für einzelne Rohrleitungsabschnitte auszuwerten.

Allgemein können zum Beispiel rechnergesteuert mittels eines Selektionsalgorith- mus relevante, d.h. mit ausreichend großen Amplitude in zumindest einem der Da- tensätze versehene Datenbereiche, die einzelnen Bereichen der Rohrleitung in

Längs- und Umfangsrichtung entsprechen, als Prüfbereich in den jeweiligen Datens- ätzen ausgewählt werden, so dass entsprechend ein oder mehrere Prüfbereiche des

Prüfobjekts definiert werden, in denen dann die Bestimmung der Hard Spots gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt.

„24 - BE2024/5147

In der EDV-Vorrichtung 6 laufen Programme oder Programmmodule ab, über die die

Auswertung stattfindet, d.h. die die einzelnen Auswerteschritte des Verfahrens um- setzen. Darüber können in der EDV-Vorrichtung oder einer mit dieser gekoppelten oder koppelbaren Datenbank die für die Auswertung gegebenenfalls benötigten Ka- librier- bzw. Korrelationsdaten hinterlegt.

Je nach Ausbildung der Steuereinheit 10 kann diese alternativ oder ergänzend mit ihren Datenverarbeitungsmitteln auch diese eine zumindest teilweise Auswertung der aufgenommenen Daten vornehmen, so dass hinterher nach dem Abschluss des

Inspektionslaufes bereits fertige Informationen von der Steuereinheit entnommen werden können.

Wesentlich für die Erfindung ist die der Fig. 2 entnehmbare Erkenntnis hinsichtlich der relativen Permeabilität ur. Dargestellt sind die Verläufe der Permeabilitätszahl bzw. relativen Permeabilität ur für ein exemplarisches Grundmaterial (durchgezogen,

Härte 175 HV), einen Rohrleitungsstahl mit 0.23% Kohlenstoffanteil, sowie für Hard

Spots unterschiedlicher Härte als Funktion der Magnetisierung mit einer Magnetfeld- stärke H: - Härte 400 HV (gestrichelt), - Härte 361 HV (gepunktet) und - Härte 241 HV (strichpunktiert).

Die Berechnung der Härte in HV kann beispielsweise bei einer Prüfkraft von 10 Ki- lopond bestimmt werden.

_ 25 - BE2024/5147

Es ergeben sich für die einzelnen Härten der Hard Spots relativ zu der Kurve des

Grundmaterials negative oder positive Werte aus der Differenz der einzelnen Kur- ven, was erklärt, warum die Signalantwort eines Hard Spots im Magnetfeld teilweise mit negativen Amplituden, also negativen relativen Messsignalen des magnetischen

Streuflusses und manchmal mit positiven Amplituden (=positiven relativen Messsig- nalen) des magnetischen Streuflusses verbunden ist. Diese Abweichungen sind durch die eingezeichneten Pfeile „negative Amplitude“ und „positive Amplitude“ ver- deutlicht. Die relativen Messsignale sind positiv, wenn die Permeabilität des Hard

Spots kleiner ist als diejenige des Grundmaterials. Umgekehrt sind die relativen

Messsignale negativ, wenn die Permeabilität des Hard Spots grösser ist als dieje- nige des Grundwerkstoffs. Die Orientierung der Signalamplitude kann dann für jede mögliche Magnetisierung bestimmt und für unterschiedliche Härten werden.

Der mit einem rechteckigen, gestrichelt dargestellten Kasten gekennzeichnete Be- reich ist in Fig. 3 vergrößert dargestellt.

Der Hard Spot der Härte 361 HV schneidet die Permeabilitätskurve des Grundmate- rials bei ca. 2.2kA/m. Daraus ergibt sich, dass der Hard Spot dieser Anlassstufe bei niedriger Magnetisierungen eine positives relatives Messignal besitzt, welches mit steigender Magnetisierung immer geringer wird, bis es bei ca. 2,2 kA/m 0 kA beträgt und dann bei weiter steigender Magnetisierung das Vorzeichen wechselt und sich in eine „negative Amplitude“ umkehrt, welche bei weiter steigender Magnetisierung gröRer wird. Im Bereich des eingezeichneten Ovals ist das relative Messsignal bzw.

_ 26 - BE2024/5147 die relative Signalamplitude im Rauschen oder sie ist gleich null, so dass die ent- sprechenden Hard Spots einer Härte von 361 HV im MFL-Signal nicht gefunden werden können.

Um diese Hard Spots verlässlich zu detektieren braucht es einen weiteres Messsig- nal. Dazu wird ein materialsensitives Wirbelstromsignal verwendet, welches bei remanenter Magnetisierung, also bei einer Magnetisierung von weniger als 1 kA/m der ersten MFL-Messung nachgelagert gemessen wird.

Exemplarische Datensätze für einen High-MFL-Datensatz finden sich in der Fig. 4, wobei Prüfbereiche 33 im dem gestrichelt und teilweise dargestellten Oval 32 liegen (vgl. Fig. 6). Dargestellt ist das relative Messsignal bezogen auf das Grundmaterial.

Aus den High-MFL-Daten ergibt sich kein Hinweis auf einen Hard Spot. Das Oval 32 ist ebenfalls in der passenden Low-MFL-Abbildung gemäß Fig. 5 abgebildet, wobei im Vergleich zur Fig. 4 der betrachtete Ausschnitt etwas größer ist. Die x-Achse stellt die Erstreckung des betrachteten Prüfobjekts in dessen Längsrichtung und die y-

Achse die Erstreckung Prüfobjekts in Umfangsrichtung dar. Die Prüfbereiche 33 sind

Teilausschnitte des dargestellten Ausschnitts des betrachteten Prüfobjekts. In bei- den Bereichen, die durch die Ovale 32 in den Fig. 4 und 5 gekennzeichnet sind, sind keine signifikanten MFL-Signale vorhanden. Dies ist anders im Wirbelstrom bzw.

EC-Datensatz, der in der Fig. 6 dargestellt ist. Dort finden sich charakteristische Hin- weise auf Hard Spots 34 mit entsprechend hohen Amplitudenwerten, gekennzeich- net im Datensatz durch schwarze Felder innerhalb des Ovals 32. Eine Härtebestim- mung des Prüfbereichs zeigt entsprechende Hard Spots 34.

- 27 - BE2024/5147

Die über Labormessungen gefundenen Signalantworten eines bei unterschiedlichen

Anlasstemperaturen über einen bestimmten Zeitraum (15 Min.) erzeugten Hard

Spots sind in der Fig. 7 gegenüber zwei Low-MFL-Magnetisierungen mit 2 kA/M und 5kA/M sowie mit zwei High-MFL-Magnetisierungen von 10 kA/m und 20 kA/m für unterschiedliche Anlasstemperaturen in einem Prüfbereich dargestellt.

Abgestellt wurde im Versuchsaufbau auf einen Messsituation mittels eines Rohrlei- tungsmolches. Es zeigt sich, dass sich die relativen Messsignale bzw. Signalverläufe ausgehend von einer Temperatur O °C hin bis zu einer Anlasstemperatur von 550 °C charakteristisch unterscheiden. Deutlicher wird dies noch in der Abb. nach Fig. 8, in der durch die O-Position (y-Achse), also das Zentrum des Hard Spots der jeweiligen

Prüfbereiche verlaufende Signale abgebildet sind. Die Spalten der Matrix in Fig. 8 entsprechen mit ihren charakteristischen Signalverläufen jeweiligen Energieklassen.

Basierend auf den in Fig. 8 klassenweise charakteristischen erkennbaren Signalver- läufen lassen sich drei Parameter ableiten, die zur Korrelation der Härte verwendet werden. Einerseits ist dies die Peak-zu-Peak-Amplitude, gekennzeichnet durch ei- nen Doppelpfeil 36 (Fig. 9), die insbesondere innere Peak-zu-Peak-Breite 38 sowie die bei einer Mehrzahl von Messungen gemittelte, ansonsten maximale EC-Ampli- tude 40 (Fig. 9 unteres Diagramm).

Für die Zwecke der Erfindung wurden eine Vielzahl von Hard Spots erzeugt und ausgewertet, um die entsprechenden Korrelationen abbilden zu kônnen. Entspre-

_ 28 - BE2024/5147 chend weisen die in den Fig. 10, 11 und 12 abgebildeten Korrelationen der maxima- len Härte jeweils mit der Peak-zu-Peak-Amplitude, der inneren Peak-zu-Peak-Breite sowie der maximalen Eddy-Current-Amplitude insgesamt eine POD für das Verfah- ren auf, die im Bereich von deutlich > 80% liegt (87%).

Auf Basis der charakteristischen Signalverläufe (Fig. 8) können hierbei Energieklas- sen abgeleitet werden, so dass für das Beispiel der Fig. 8 bei insgesamt sechs Ener- gieklassen die vorbezeichneten Korrelationen umgesetzt werden und die entspre- chenden Messsignale zur Detektion der Hard Spots und der Bestimmung ihrer Härte verwendet werden können.

Ebenfalls ist noch der Härtegradient über die Dicke einer Rohrleitungswand 42 ab- leitbar, in dem die Signalbreite 45 des Wirbelstrom- bzw. Eddy-Current-Signals, ge- messen auf der Innenseite | des Prüfobjekts 4, im Bereich eines Wirbelstrom-Extre- mums (EC-Extremums) verglichen wird mit der Signalbreite 44 des Low-MFL-Sig- nals. Aufgrund der Betrachtung der jeweiligen Breiten lässt sich die Richtung der

Ausdehnung des Hard Spots definieren, wobei aufgrund der größeren Breite des

MFL-Signals ein sich zur Außenseite A hin verbreiternder Hard Spots vorliegt.

Claims (16)

-29- BE2024/5147 Ansprüche

1. Verfahren zur Bestimmung von Hard Spots (34) in metallischen Prüfobjekten (2), insbesondere in Rohrleitungen, Tankwänden und Blechen, bei dem mittels zumindest eines Inspektionsgeräts (4) über zwei MFL-Messungen zwei MFL-Datensätze eines Prüfbereichs des Prüfobjekts (2) erzeugt werden, wobei mittels der ersten und insbesondere zur magnetischen Sättigung des Prüfobjekts (2) führenden MFL-Messung mit einer ersten Magnetisierung einer ersten Magnetisier- vorrichtung (24) ein High-MFL-Datensatz sowie über die zweite MFL-Messung mit einer im Vergleich zur ersten Magnetisierung ge- ringeren Magnetisierung einer zweiten Magnetisiervorrichtung (26) ein Low-MFL-Da- tensatz des Prüfbereichs erstellt wird, wobei weiterhin mit einer Wirbelstromeinheit (30) mittels einer der ersten MFL-Mes- sung vor- oder nachgelagerten Wirbelstrom-Messung außerhalb des hochmagneti- sierten Bereiches ein EC-Datensatz des Prüfbereichs erstellt wird und anschließend die drei Datensätze bezüglich Ihres Signalverlaufs im Prüfbereich ausgewertet wer- den, insbesondere in einer EDV-Vorrichtung (6), wobei zur Auswertung des Prüfbereichs auf Hard Spots (34) neben den Signalver- läufen zumindest eines der MFL-Datensätze der Signalverlauf des EC-Datensatzes verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der EC-Signalver- lauf in Abhängigkeit des Messsignals des ersten MFL-Datensatzes zur Lokalisation des Hard Spots (34) verwendet wird.

- 30 - BE2024/5147

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der EC- Signalverlauf in Abhängigkeit des Messsignals des zweiten MFL-Datensatzes zur Lokalisation des Hard Spots (34) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Hard Spots (34) ein Signalverlauf des EC-Datensatzes oberhalb eines EC-Schwellwerts verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Hard Spot (34) auf Basis zumindest eines Wechsels des Vorzei- chens eines relativen Messsignals zwischen den MFL-Datensätzen, bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverläufe des relativen Messsignals des High-MFL-Datensatzes im Prüfbereich, des relativen Messsignals im Low-MFL-Datensatz und des EC-Daten- satzes zur Bestimmung der Härte des Hard Spots (34) verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Härte des Hard Spots (34) über eine materialspezifische und anlasstemperaturspezifische Energieklasse erfolgt, der ein oder mehrere Signal- verläufe zugeordnet sind.

- 31 - BE2024/5147

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ableitung der Härte unterschiedlicher Hard Spots (34) zumindest drei materialspezifische und an- lasstemperaturspezifische Energieklassen verwendet werden, insbesondere wobei für jede Energieklasse eine Korrelation der Härte als Funktion der MFL-Amplitude verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte des Hard Spots (34) und/oder die Zuordnung zu einer Energieklasse auf Basis der Höhe einer Peak-zu-Peak-Amplitude (36) des relativen Messsignals im Prüfbereich in ei- nem der MFL-Datensätze, insbesondere im Low-MFL-Datensatz bestimmt wird.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Härte des Hard Spots (34) und/oder die Zuordnung zu einer der Energieklassen auf Basis einer insbesondere inneren Peak-zu-Peak-Breite (38) des relativen Messsignals im Prüfbereich in einem der MFL-Datensätze, insbesondere im Low-MFL-Datensatz bestimmt wird.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte des Hard Spots (34) und/oder die Zuordnung zu einer der Energie- klassen auf Basis einer im Prüfbereich vorhandenen insbesondere mittleren maxi- malen EC-Amplitude (40) des Hard Spots (34) bestimmt wird.

-32- BE2024/5147

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Härte-Gradient über eine Wanddicke des Prüfobjekts anhand einer Signal- breite (45) eines EC-Extremums und einer Signalbreite (44) eines MFL-Signalab- schnitts bestimmt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestim- mung des Härte-Gradienten eine Kalibrierung des elektrischen Widerstands des Prüfobjekts (2) verwendet wird.

14. Inspektionsgerät zur Bestimmung von Hard Spots (34) eines Prüfobjekts, wel- ches insbesondere als Rohrleitungsmolch mit zumindest einem und vorzugsweise zumindest zwei Vortriebsmitteln (12) ausgebildet ist, umfassend zumindest zwei in Längsrichtung (L) des Inspektionsgeräts (4) beabstandete, jeweils zumindest einen insbesondere als Permanentmagnet ausgebildeten Magneten aufweisende Magneti- siervorrichtungen (24) und zumindest zwei in Längsrichtung (L) voneinander beab- standete, jeweils einer Magnetisiervorrichtung (24) zugeordnete MFL-Sensoren so- wie zumindest eine, von den MFL-Sensoren und einer ersten Magnetisiervorrichtung (24) zur Erzeugung eines hochmagnetisierten Bereiches jeweils in Längsrichtung (L) beabstandete Wirbelstromeinheit (30) umfassend zumindest einen Wir- belstromsensor, sowie eine Steuereinheit (10) zum Speichern der in einer Wir- belstrommessung von den MFL-Sensoren aufgenommenen MFL-Daten in MFL-Da- tensätzen sowie zur Ansteuerung der Wirbelstromeinheit (30) zur Erzeugung von Wirbelströmen und zur Speicherung der von dem Wirbelstromsensor aufgenomme- nen Wirbelstromdaten in einem EC-Datensatz.

-33- BE2024/5147

15. Inspektionsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das In- spektionsgerät (4) mit seiner Steuereinheit (10) dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.

16. Inspektionsgeräteanordnung umfassend ein Inspektionsgerät (4) nach An- spruch 14 oder 15 sowie eine EDV-Vorrichtung (6), die dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.