DD301770A9 - Diagnosemolch zur ermittlung von schadstellen an rohrleitungswaenden nach dem wirbelstromverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist ein Diagnosemolch zur Ermittlung von Schadstellen in Rohrleitungswänden nach dem Wirbelstrommeßverfahren und dient der koordinatendeterminierten Ermittlung von verschiedenen orientierten Rissen, Anrissen und lokal begrenzter Korrosion an der Innenseite der Rohrleitung während des Betriebes von Rohrfernleitungen. Mittels einer Vielzahl von einzeln in mehreren Ringen hintereinander beweglich an dem Molchkörper angeordneten Wirbelstromsensoren (Bild 1, 2) mit variabel gestalteter Sensibilitätsschwelle wird die gesamte Innenoberfläche der Rohrleitung auf das Vorhandensein von Anrissen, Rissen und lokaler Korrosion mit konstanter Intensität mittels des Mehrfrequenzwirbelstromverfahrens geprüft und die Parameter der Defekte durch eine Kombination je Wirbelstromsensor vollparallel, funktionsbezogen analog oder digital arbeitender Mikroelektronik mit einem Mehrmikrorechnersystem unter Ermittlung der Ortskoordinaten der Defekte in diskreter Form bestimmt und gemeinsam in digitaler Form als Blöcke gespeichert, die ohne Öffnung des druckfesten Molchkörpers nach der Überprüfung der Rohrleitung mittels einer speziellen Steckverbindung über ein Interface auf einen externen Speicher übertragen werden. Fig. 1

Description

nachgeschaltet, die im druckfest gekapselten Eloktronikbehälter positioniert ist und durch flexible Einzelkabel und Steckverbindungen mit dem jeweiligen Sensor verbunden ist. Der Auswerteelektronik ist ein Eincliip-Mikrorechnor zugeordnet. Alle Mikrorechner sind mit dem Bordcomputer verbunden, Parallel zur Auswerteelektronik arbeitet ein Mehrfrequenzempfänger, der durch außerhalb der Rohrleitung installierte Sender verschiedener Frequenz Signale empfängt, die einen exakt vermessenen Kilometerstand symbolisieren. Dom Mehrfrequenzempfänger nachgeschaltet sind Signalfilter definierter Frequenz, die aus den ihrer Frequenz entsprechenden Signalen ein Wegsignal erzeugen. Mit dem Bordcomputer sind über jeweils einen Mikrorechner und eine Interfacekopplung die Wegmeßeinrichtungen und die Lagemoßeinrichtung verbunden. Dem Bordcomputer nachgeschaltet über Interfacekopplung ist ein separater nichtflüchtiger Massendatenspeicher zur Speicherung aller als relevant ermittelten und aufbereiteten Informationen. Mit einem zweiten Interface am Massendatenspeicher, welches über eine Steckverbindung aus der Elektroniksektion herausgeführt wird, erfolgt ein Auslesen der Daten aus dem Massendatenspeicher des Diagnosemolches in einen extornen Speicher zur weiteren Auswertung der Informationen.

Ausführungsbeispiel

Als Ausführungsbeispiel wird ein Diagnosemolch zur Schadstellenermittlung in einer Erdölrohrfernleitung der Nennweite 500 beschrieben.

Zwei zylinderförmige druckfest gekapselte Stahlbehälter, die mit Manschetten und Fahrwerk ausgestattet sind, werden durch Koppelelement 8 beweglich miteinander verbunden. Die erste Sektion nimmt die Prüf-, Auswerte- und Speicherelektronik auf. In der zweiten Sektion ist die Energieversorgungsanlage installiert. An der druckfest gekapselten Elektroniksektion 1 ist ein Trägerring 2 angeschraubt. An diesem Ring sind in zwei Reihen ca. 80 Wirbelstromsensoren 3 hintereinander und versetzt einzeln mittels mechanisch lösbarer Verbindung befestigt. Ein elastischer federnder Bügel 4 sichert den gleitenden Kontakt mit der Rohrwand 5. Die Sensoren besitzen ein kreisförmiges Wirkungsfeld, das mit der Sensoranordnung so ausgelegt ist, daß sich die Prüfbahn jedes Sensors mit der der beiden benachbarten Sensoren überlappen und damit eine vollflächige Kontrolle der Rohrwand gewährleisten. Die Verbindung zwischen den Sensoren und der Auswerte- und Speicherelektronik 7 in dem druckfesten Behälter erfolgt über flexible, aromatenrosistente Einzelkabel und Steckverbindungen 9, in denen jeweils mehrere Sensoren zusammengefaßt sind. Die Sensoren werden zeitmultiplex mit zwei definierten Signalfrequenzen beaufschlagt, die von in der Auswerte- und Speicherelektronik installierten Oszillatoren erzeugt werden. Die von den einzelnen Sensoren gelieferten Signale werden in der Auswerteelektronik in Real- und Imaginärteil getrennt, danach digitalisiert einem Einchip-Mikrorechner zur Sinnfälligkeitskontrolle und Signalverarbeitung zugeführt. Die Einchip-Mikrorechner aller Sensoren sind über eine Koppelelektronik mit dem Bordcomputer verbunden. Der Signalaustausch erfolgt interrupt gesteuert. Im Bordcomputer werden die Abweichungen vom Normzustand einer erneuten Sinnfälligkeitskontrolle unterzogen und mit den Ortskoordinaten versehen im Massendatenspeicher registriert.

Die Räder 11 des Fahrwerkes werden über den Führungshebel 12 mittels der Feder 13 so an der Rohrwand geführt, daß sie eine zentrische Lage des Diagnosemolches in der Rohrleitung gewährleisten. Die Räder sind mit Profil 14 versehen, um einen schlupffreien Laufan der Rohrwand zu sichern. Auf einer fest mit dem Führungshebel verbundenen Platte 15 an den an der Stirnseite befindlichen Rädern sind die die Drehbewegung erfassenden Wegmeßsensoren 16 befestigt. Die Signale der Wegmeßsensoren werden über Kabel und Stockverbindung 9 der Auswerte- und Speicherelektronik zugeführt und mittels eines Einchip-Mikrorechners in eine Längenkoordinate gewndelt. Die Dichtmanschetten 17 aus ölresistentem Elastomer liegen fest an der Rohrwand an und gewährleisten den Vortrieb des Diagnosemolches mit dem Fördermedium.

Das Meßsystem zur Ermittlung dor Rotationsbewegung befindet sich im vorderen Teil des Elektronikbehälters. Die auf der starr mit dem Molchkörper verbundenen Trägerplatte 6 fest angeordneten Lagermßsensoren 18 werden . ·>η dem stets lotrecht stehenden Geber 19 erregt. Die Anordnung der Sensoren erfolgt so, daß jedem Sensor ein Winkelbereich von 12 grd zugeordnet wird. Aus den Signalen der Lagemeßsensoren wird in der Auswerteelektronik die Position für jeden Sensor auf dem Rohrumfang ermittelt und in einem Einchip-Mikrorechner zum Abruf durch den Bordcomputer bereitgestellt. Mit der Empfangsanlage 22 des Mehrfrequenzsteuersystems werden die von Sendern außerhalb der Rohrleitung abgestrahlten Signale definierter Frequenz empfangen, in der Auswerteelektronik decodiert und zur Steuerung der Informationsverarbeitungsprozesse weitergeloitet. Die Aufwerte- und Speicherelektronik ist in Form von Steckkarten ausgebildet, die sich in einem stoßmindarnden Einschubrahmen 21 befinden. Das Auslesen der Daten aus dem Speicher in dem druckfesten Elektronikbehälter erfolgt über ein zweites Interface, das in der Steckverbindung 20 nach außen geführt ist

Die Elektroenergieversorgung der Elektroniksektion erfolgt über die Leistungssteckverbindung 10.

Verzeichnis der Bezugszeichen

1	Elektroniksektion	12	Führungshebel
2	"".ägerring	13	Feder
3	Wirbelstromsensoren	14	Profil
4	Federbügel	15	Platte
5	Rohrwand	16	Wegmeßsensoren
6	Trägerplatte	17	Dichtmanschetten
7	Auswerte- und Speicherelektronik	18	Lagemeßsensoren
8	Koppelgelenk	19	Geber
9	Steckverbindungen	20	Steckverbindung (Ausleseanschluß)
10	Leistungssteckverbindung	21	Einschubrahmen
11	Räder	22	Empfangsanlage

Claims (3)

1. Diagnosemolch zur Ermittlung von Schadstellen in Rohrleitungswänden, nach dem Wirbelstrommeßverfahren arbeitend, mit Wirbelstromsensoren ausgestattet und in zwei Sektionen, einem druckfest gekapselten Elektronikbehälter sowie der Energieversorgungssektion, gegliedert, vom Produktstrom durch die Rohrleitung fortbewegt, gekennzeichnet dadurch, daß dem Diagnosemolch am Kopf des Elektronikbehälters in mehreren Ringen hintereinander und versetzt einzeln und federnd befestigt Wirbelstromsensoren angeordnet sind, jeder Sensor über eine Steckverbindung mit einer im Elektronikbehälter positionierten analog-digitalen Auswerteelektronik verbunden ist, daß eine Mehrkanalempfangseinrichtung und mehrere auf eine Frequenz eingerichtete Signalfilter der Auswerteelektronik parallel zugeordnet und der Auswerteelektronik nachgeschaltet ein Mikrorechner ist, daß alle Mikrorechner mit einem zentralen Bordcomputer über Interfacekopplung verbunden sind und daß ein separater nichtflüchtiger digitaler Massendatenspeicher dem Bordcomputer nachgeschaltet ist und mit dem Bordcomputer eine Lagemeßeinrichtung und eine Wegmeßeinrichtung über Mikrorechner verbunden sind und das am Massendatenspeicher ein zweites Interface zum Auslesen der Daten angeordnet ist.

2. Diagnosemolch nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Mikrorechner ein Einchip-Mikrorechner ist.

3. Diagnosemolch nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wegmeßeinrichtung aus feststehenden Sensoren, die am Rahmen der Radhalterung des Fahrwerkes angeordnet sind, und aus am Rand in definierten Abständen angeordneten Signalgebern besteht.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Der Diagnosemolch zur Ermittlung von Schadstellen in Rohrleitungswänden findet auf dem Gebiet der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, insbesondere zur Ermittlung von Anrissen, Rissen und lokaler Korrosion an der Innenseite von in Betrieb befindlichen Rohrfernleitungen für flüssige und gasförmige Medien Anwendung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bisher bekannten Inspektionsvorrichtungen zur Schadstellenermittlung in Rohrleitungswänden arbeiten vorwiegend nach dem magnetischen Streufeldverfahren, wie in den Patenten DE 2423113, US 3483466, DE 2263485, DE 2816216, DE 2136359, US 4310796 ausgeführt. Sie bestehm. im wesentlichen aus den technischen Mitteln der Werkstoffdurchdringung, der Defektsignalerfassung, Signalbearbeitung und Aufzeichnung. Dem Patent DE 216434 liegt das Verfahren zur Defekterkennung mittels Wirbelstromtastspule zu Grunde. Die Führung der Tastspulen erfolgt in einem Abstand zur Rohrwand mittels Taststiften und mechanischer Nachführung sowie mit elektronischer Abstandskorrektur. Der Abstand der Tastspule zur Rohrwand erfordert einen höheren Bedarf an elektrischer Leistung. Die Registratur der Meßwerte erfolgt mittels Aufzeichnung auf Magnetband, wodurch die Tastspulenzahl vom Magnetband beschränkt wird. Eine Bestimmung der Lage der Defekte auf dem Rohrumfang und der Defektparameter ist nicht vorgesehen. Zur Auswertung der Meßdaten ist die Entnahmo des Magnetbandes aus dem Diagnosemolch notwendig.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, einen Diagnosemolch zur Ermittlung von Schadstellen in Rohrleitungswänden zu schaffen, welcher gegenüber den bekannten Inspektionsvorrichtungen eine nahezu vollständige Erfassung von Defekten und eine verbesserte Bestimmung der Defektparameter bei geringerem Energiebedarf des Diagnosemolches und bei komfortablerer Handhabung der Informationsentnahme gewährleistet.

Wesen der Erfindung

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Diagnosemolch zu schaffen, der bei geringem gerätetechnischem Aufwand einen vei besserten Sensorkontakt zum Werkstoff gewährleistet, die Selektionen zwischen Störsignalen und Signalen echter Defekte verbessert und eine körperliche Entnahme der Informationsträger aus dem Diagnosemolch beseitigt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Umfang der Elektroniksektion ein Trägerring angebracht wird, auf dem in mindestens zwei Reihen hintereinander und versetzt angeordnet Wirbelstromsensoren befestigt sind. Jeder Sensor ist einzeln mittels elastisch federnden Bügeln an der Rohrinnenwand geführt. Die geringe Größe der Sensoren gewährleistet ständig einen vollflächigen Kontakt mit der Rohrwand und ermöglicht so eine Prüfung der Schweißnähte, des Schweißnahtübergangsbereiches sowie im Bereich von Aufdachungen des Rohres. Jedem Sensor ist eine Auswerteelektronik