DE102015100066A1 - Method for determining the state of elastomer or other coatings of a metal article coated at least on one side - Google Patents

Method for determining the state of elastomer or other coatings of a metal article coated at least on one side Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung des Zustands, insbesondere der Dicke, von Elastomer- oder anderen Beschichtungen (1) eines zumindest einseitig und vorzugsweise innen beschichteten metallischen Gegenstands, insbesondere von rohrförmigen Hohlkörpern oder sich flächig erstreckenden metallischen Gegenständen, wobei an dem Gegenstand ein erster Transducer (4) angeordnet wird, mit dem eine antisymmetrische Lamb-Welle in dem Gegenstand erzeugt wird, deren Signal nach Durchlaufen einer definierten Strecke von einem weiteren an dem Gegenstand angeordneten Transducer (5) detektiert wird, wobei mittels einer Amplituden- und/oder Laufzeitbestimmung des Signals anhand einer Referenzdatenbasis der Zustand der Beschichtung (1) entlang der Strecke bestimmt wird.Method for determining the state, in particular the thickness, of elastomeric or other coatings (1) of a metallic object coated on at least one side and preferably internally, in particular of tubular hollow bodies or flatly extending metallic objects, a first transducer (4) being attached to the object is arranged, with which an antisymmetric Lamb wave is generated in the article whose signal is detected after passing through a defined distance from another arranged on the object transducer (5), wherein by means of an amplitude and / or transit time determination of the signal based on a Reference database, the state of the coating (1) along the route is determined.

Description

Es existiert eine Reihe von bekannte, zerstörungsfreien Messverfahren, die in der Industrie allgemein zur Pipeline-Inspektion eingesetzt werden. Hierzu zählen zum Beispiel magnetisch-induktive Verfahren, Wirbelstrom-Verfahren und auf Basis von Ultraschall aufsetzende Prüftechniken. Bei auf Ultraschall aufsetzenden Messverfahren können in Abhängigkeit von der Art der Anregung unterschiedliche Schwingungsarten (Longitudinal-, Transversal- und Relay- oder Lamb-Wellen) erzeugt werden. Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, dass sie im Wesentlichen nur für die Detektion von Defekten des (metallischen) Pipelinerohres wie Risse oder Korrosion oder zur Wandstärkenbestimmung des Rohres eingesetzt werden. Informationen über den Zustand etwaiger Beschichtungen von metallischen Rohren oder flächigen, metallischen Gegenstände werden bislang nicht von der nicht mit der Beschichtung versehenen Seite des Gegenstands abgefragt.There are a number of known nondestructive measuring methods commonly used in industry for pipeline inspection. These include, for example, magnetic-inductive methods, eddy current methods and ultrasound-based testing techniques. In ultrasound-based measuring methods, different types of oscillation (longitudinal, transverse and relay or lamb waves) can be generated depending on the type of excitation. All these methods have in common that they are essentially used only for the detection of defects of the (metallic) pipelined pipe such as cracks or corrosion or for wall thickness determination of the pipe. Information about the state of any coatings of metallic pipes or sheet metal objects is not yet interrogated by the non-coated side of the article.

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine nicht-invasive Technik zur Detektion der Dicke oder anderer Zustände von Beschichtungen metallischer Gegenstände, beispielsweise von Ablösungen der Beschichtung, zur Verfügung zu stellen.It is therefore the object of the present invention to provide a non-invasive technique for detecting the thickness or other conditions of coatings of metallic articles, for example delamination of the coating.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den auf diesen Anspruch rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.This object is achieved by a method according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are to be found in the dependent on this claim subclaims and the following description.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einem Verfahren zur Bestimmung des Zustands, insbesondere der Dicke, von Elastomer- oder anderen Beschichtungen eines zumindest einseitig und vorzugsweise innen beschichteten metallischen Gegenstands, insbesondere von rohrförmigen Hohlkörpern oder sich flächig erstreckenden metallischen Gegenständen, an diesem Gegenstand ein erster Transducer angeordnet wird bzw. ist, mit dem eine antisymmetrische Lamb-Welle in dem Gegenstand erzeugt wird, deren Signal nach Durchlaufen einer definierten Strecke von einem weiteren an dem Gegenstand angeordneten Transducer detektiert wird. Über eine Amplituden- und/oder Laufzeitbestimmung des Signals wird anhand einer Referenzdatenbasis der Zustand der Beschichtung entlang der Strecke bestimmt. Hierbei werden die Transducer insbesondere auf der Außen- und nicht beschichteten Seite des Gegenstands angeordnet, während die Beschichtung auf der anderen und insbesondere inneren Seite des Gegenstands vorhanden ist. Es hat sich gezeigt, dass anti- oder asymmetrische Lamb-Wellen eine besondere Eignung für die Untersuchung von auf diese Weise ausgebildeten Schichtsystemen besitzen. Hierfür werden insbesondere niederfrequente, antisymmetrische Lamb-Wellen einer großen Wellenlänge verwendet, wobei das System darauf optimiert ist, eine hohe Sensibilität auf die Elastomer-Beschichtung zu erreichen. Durch die dispersive Eigenschaft, d. h. die Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Lamb-Welle von der Wanddicke und der Frequenz, können Änderungen der Gesamtwandstärke des Systems untersucht werden.According to the invention, in a method for determining the state, in particular the thickness, of elastomer or other coatings of a metallic object coated on at least one side and preferably internally, in particular of tubular hollow bodies or flatly extending metallic objects, a first transducer is attached to this object is arranged or is, with which an anti-symmetric Lamb wave is generated in the article whose signal is detected after passing through a defined distance from another arranged on the object transducer. An amplitude and / or transit time determination of the signal is used to determine the state of the coating along the path on the basis of a reference database. In this case, the transducers are arranged in particular on the outer and uncoated side of the article, while the coating is present on the other and in particular the inner side of the article. It has been shown that anti or asymmetric Lamb waves are particularly suitable for the investigation of layer systems formed in this way. For this purpose, in particular low-frequency, anti-symmetric Lamb waves of a large wavelength are used, wherein the system is optimized to achieve a high sensitivity to the elastomer coating. Due to the dispersive property, d. H. the dependence of the propagation velocity of the Lamb wave on the wall thickness and the frequency, changes in the total wall thickness of the system can be investigated.

Regt man den sendenden Transducer mit einer insbesondere harmonischen Wechselspannung an, so kommt es aufgrund des piezoelektrischen Effektes zur Materialverdichtung und -verdünnung und somit zur Dickenvibration. Die Auslenkung greift auf die Oberfläche des Gegenstands über und breitet sich als Lamb-Welle auf dieser Oberfläche mit einer materialtypischen Geschwindigkeit aus. Ein Teil der Energie wird nach Durchlaufen einer definierten Strecke in dem als Empfänger arbeitenden Transducer wieder in eine elektrische Wechselspannung zurückverwandelt, welche dann einer elektronischen Signalverarbeitung zugeführt wird. Durch die Wahl gleichartiger Sender- und Empfänger-Transducer, insbesondere von Piezokeramiken, erreicht man eine optimale Sensitivität auf die erzeugten Lamb-Wellen. Über eine Amplituden- und/oder Laufzeitbestimmung des Signals kann dann der Zustand der Beschichtung, vorzugsweise deren Dicke entlang der Strecke bestimmt werden. Insbesondere wird zur Auswertung der Dicke der Elastomerbeschichtung bzw. -schicht und der metallischen Schicht die mittlere Schichtdicke aus der Referenzdatenbasis abgeleitet.If one stimulates the transmitting transducer with a particularly harmonic alternating voltage, it comes due to the piezoelectric effect for material compression and thinning and thus to the thickness vibration. The deflection engages the surface of the article and spreads as Lamb wave on this surface with a material-typical speed. A portion of the energy is converted back into an electrical AC voltage after passing through a defined distance in the transducer acting as a receiver, which is then fed to an electronic signal processing. By choosing similar transmitter and receiver transducers, in particular piezoceramics, one achieves optimum sensitivity to the generated Lamb waves. The state of the coating, preferably its thickness, along the path can then be determined by determining the amplitude and / or transit time of the signal. In particular, the average layer thickness is derived from the reference database in order to evaluate the thickness of the elastomer coating or layer and the metallic layer.

Da die Güte der akustischen Kopplung zwischen Piezokeramik und Oberfläche des Gegenstands einen starken Einfluss auf die Amplitude der antisymmetrischen Mode der Lamb-Welle (auch A-Mode genannt) hat, liefert die Messung der Amplitude nicht immer stabile Ergebnisse. Vorzugsweise wird zur Auswertung daher die Laufzeit der A-Mode herangezogen, um die Schichtdicke des Elastomers zu bestimmen. Zur Kompensation einer Schichtdickenänderung der metallischen Schicht des Gegenstands, also beispielsweise der Wanddicke einer Stahl-Pipeline ohne deren Beschichtung mit einem Elastomer, kann weiterhin eine symmetrische Lamb-Welle verwendet werden.Since the quality of the acoustic coupling between piezoceramics and surface of the article has a strong influence on the amplitude of the anti-symmetric mode of the Lamb wave (also called A-mode), the measurement of the amplitude does not always provide stable results. Therefore, the runtime of the A-mode is preferably used for the evaluation in order to determine the layer thickness of the elastomer. To compensate for a change in layer thickness of the metallic layer of the article, that is, for example, the wall thickness of a steel pipeline without its coating with an elastomer, a symmetrical Lamb wave can furthermore be used.

Für die Auswertung der Dicke der Elastomerbeschichtung bzw. -schicht und der metallischen Schicht können sowohl die symmetrische und die antisymmetrische Lamb-Welle bei unterschiedlichen Frequenzen verwendet werden. Sofern die Schichtdicke beispielsweise durch andere Ultraschallmessverfahren bekannt ist, kann jedoch die Auswertung einzig auf Basis der antisymmetrischen Lamb-Wellen erfolgen. Vorzugsweise wird die A-Mode der Lamb-Welle jedoch dominant angeregt, d. h. mit einer größeren Amplitude als die symmetrische Lamb-Welle.For the evaluation of the thickness of the elastomer coating or layer and the metallic layer, both the symmetrical and the antisymmetric Lamb wave can be used at different frequencies. If the layer thickness is known, for example, by other ultrasonic measurement methods, however, the evaluation can be carried out solely on the basis of the antisymmetric Lamb waves. Preferably, however, the A mode of the Lamb wave is dominantly excited, i. H. with a larger amplitude than the symmetric Lamb wave.

Sinnvollerweise sind die Transducer für eine gute Übertragung der Anregung auf die Oberfläche des metallischen Gegenstands über eine kraftschlüssige Klebeverbindung an dem Gegenstand oder über ein Koppelmedium temporär auf dem Gegenstand insbesondere aufgeklemmt befestigt. It makes sense for the transducers to be mounted on the object in particular temporarily or temporarily clamped onto the object for a good transfer of the excitation to the surface of the metallic object via a frictional adhesive bond to the article or via a coupling medium.

Die Auswertung des Signals erfolgt vorzugsweise automatisch und mithilfe geeigneter EDV-Mittel, wobei über geeignete Auswerte-, Anzeigemittel und/oder Speichermittel eine Schichtdicke der Beschichtung bestimmt und ausgegeben und/oder gespeichert werden kann. Um eine besonders gute Signalstärke des aufzunehmenden Lamb-Wellen-Signals zu erhalten, kann die zu erzeugende Lamb-Welle vorzugsweise automatisiert angepasst werden. Eine solche Optimierung wird insbesondere durch eine Frequenzanpassung über einen Frequenzbereich von 1 bis 800 kHz, insbesondere zwischen 10 und 100 kHz, durchgeführt.The evaluation of the signal is preferably carried out automatically and by means of suitable EDP means, wherein a layer thickness of the coating can be determined and output and / or stored via suitable evaluation, display and / or storage means. In order to obtain a particularly good signal strength of the lamb wave signal to be recorded, the lamb wave to be generated can preferably be adapted automatically. Such optimization is carried out in particular by means of a frequency adaptation over a frequency range from 1 to 800 kHz, in particular between 10 and 100 kHz.

Eine Reduzierung der Schichtdicke der Beschichtung wird über einen Anstieg der Amplitude und/oder eine Verringerung der Laufzeit der antisymmetrischen Mode bestimmt. Hierzu wird berücksichtigt, dass bei dünneren Beschichtungen der Einfluss der schalldämpfenden Eigenschaften der Beschichtung geringer ist, so dass sich aus der Theorie der Lamb-Wellen-Dispersion ein Anstieg der Lamb-Wellen-Geschwindigkeit und damit auch eine Laufzeitverringerung ergeben.A reduction in the layer thickness of the coating is determined by an increase in the amplitude and / or a reduction in the transit time of the antisymmetric mode. For this purpose, it is considered that with thinner coatings, the influence of the sound-damping properties of the coating is lower, so that the theory of lamb wave dispersion results in an increase in the Lamb wave velocity and thus also a reduction in transit time.

Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den beiden Transducern mindestens 220 mm und maximal 800 mm. Insbesondere liegt der Abstand bei 440 mm (± 40) mm. Es hat sich gezeigt, dass mit diesen Abständen gute Signal-to-Noise-Verhältnisse (”SNR”) bei den zu verwendenden Lamb-Wellen und herkömmlicherweise verwendeten Pipeline-Stählen erreicht werden. Darüber hinaus können Interferenzen der antisymmetrischen und symmetrischen Moden der Lamb-Welle vermieden werden.Preferably, the distance between the two transducers is at least 220 mm and a maximum of 800 mm. In particular, the distance is 440 mm (± 40) mm. It has been found that with these spacings good signal-to-noise ratios ("SNR") are achieved in the Lamb waves to be used and conventionally used pipeline steels. In addition, interference of the anti-symmetric and symmetric modes of the Lamb wave can be avoided.

Vorzugsweise wird automatisiert eine Kompensation von Störgrößen, insbesondere der Temperatur, der Stahlwandstärke und/oder der Stahlsorte vorgenommen. Dies kann entweder automatisiert über online-Messung der Temperatur, parallele Messungen der Stahlwandstärke und/oder der Stahlsorte oder über Einstellungen bezüglich der Referenzdatenbasis vorgenommen werden. Insbesondere kann eine solche Kompensation über eine Frequenzoptimierung erfolgen, so dass der Vergleich mit der Referenzdatenbasis zu keinen Fehlern führt.Preferably, a compensation of disturbances, in particular the temperature, the steel wall thickness and / or the steel grade is made automatically. This can be done either automatically via online measurement of the temperature, parallel measurements of the steel wall thickness and / or the steel grade, or via settings related to the reference database. In particular, such a compensation can take place via a frequency optimization, so that the comparison with the reference database does not lead to any errors.

Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die a0-Mode der Lamb-Welle verwendet werden sollte, wobei die Wellenlänge der zu erzeugenden Lamb-Mode vorzugsweise 60 mm ± 10 mm betragen sollte. Bei Verwendung zumindest eines dieser Merkmale ergibt sich bereits ein gutes SNR. Die gemeinsame Verwendung der a0-Mode der Lamb-Welle und der entsprechenden Wellenlänge von 60 mm ± 10 mm führt zu einem besonders guten SNR.It has been found that, in particular, the a 0 mode of the Lamb wave should be used, wherein the wavelength of the Lamb mode to be generated should preferably be 60 mm ± 10 mm. When using at least one of these features already results in a good SNR. The common use of the a 0 mode of the Lamb wave and the corresponding wavelength of 60 mm ± 10 mm results in a particularly good SNR.

Ebenfalls ist es für eine optimale Signalauswertung vorteilhaft, die Lamb-Welle kodiert anzuregen. Hierfür können insbesondere Barker-Codierungen, vorzugsweise mit einem Barker-Code einer Länge von 13, oder auch komplementäre Paar-Sequenzen, insbesondere Golay-Code-Sequenzpaare verwendet werden. Die Code-Folgen werden mit einem Sinus-Trägersignal multipliziert. Vorzugsweise wird ein Barker-Code für eine präzise Messung der Laufzeit verwendet.It is also advantageous for optimal signal evaluation to encode the Lamb wave coded. For this purpose, in particular Barker codings, preferably with a Barker code of length 13, or even complementary pair sequences, in particular Golay code sequence pairs can be used. The code sequences are multiplied by a sine carrier signal. Preferably, a Barker code is used for accurate measurement of run time.

Bei einer Laufzeitmessung eines Lambwellensignals kann das empfangene Wellensignal mit dem kodierten Anregungssignal mittels einer Kreuzkorrelation abgeglichen werden. Es ergibt sich in der Kreuzkorrelation zur Auswertung des Messsignals nur ein einzelner, stark ausgeprägter Peak mit vergleichsweise schwach ausgeprägten Nebenkeulen.In a transit time measurement of a Lamb wave signal, the received wave signal can be matched with the coded excitation signal by means of a cross-correlation. In the cross-correlation for the evaluation of the measurement signal, only a single, strongly pronounced peak with relatively weak side lobes results.

Um die optimale Trägerfrequenz bei einer codierten Lamb-Wellen-Anregung zu finden, kann die Frequenz der Anregung vorzugsweise zwischen 10 und 100 kHz variiert werden. Hierzu kann für jede Frequenzänderung eine Kreuzkorrelation des Empfangssignals mit dem codierten Anregesignal durchgeführt und der Peak-Sidelobe-Level ermittelt werden. Dieses ergibt sich aus dem Verhältnis der Amplituden des Hauptpeaks und des maximalen Nebenpeaks in der Kreuzkorrelation. Je größer dieser Amplituden-Unterschied ist, desto genauer lässt sich die Laufzeit bestimmen und entsprechend die optimierte Trägerfrequenz insbesondere automatisiert bestimmen.In order to find the optimum carrier frequency for a Lamb wave coded excitation, the excitation frequency can preferably be varied between 10 and 100 kHz. For this purpose, a cross-correlation of the received signal with the coded excitation signal can be performed for each frequency change and the peak sidelobe level can be determined. This results from the ratio of the amplitudes of the main peak and the maximum secondary peak in the cross-correlation. The greater this difference in amplitude, the more accurately the transit time can be determined and, accordingly, the optimized carrier frequency can be determined automatically in particular.

Vorzugsweise wird der Transducer, der als biegsame, piezoelektrische Flächenkeramik ausgebildet ist, dergestalt an den rohrförmigen Gegenstand angelegt, dass sich der Transducer der Krümmung des Gegenstands anpasst. Hierdurch können die Transducer für unterschiedliche Pipelines und rohrförmige Gegenstände verwendet werden bei gleichzeitig optimaler Übertragung des Signals in den Gegenstand.Preferably, the transducer, which is formed as a flexible, piezoelectric surface ceramic, is applied to the tubular article in such a way that the transducer adapts to the curvature of the article. This allows the transducers to be used for different pipelines and tubular articles while optimally transmitting the signal to the object.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden schematischen Darstellung weiter erläutert. In den Figuren zeigen:The invention will be further explained with reference to the following schematic representation. In the figures show:

1 eine Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 an arrangement for carrying out a method according to the invention,

2 eine Reihe von Ausführungsbeispielen. 2 a number of embodiments.

Einzelne technische Merkmale der nachbeschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll, werden funktional gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen.Individual technical features of the embodiments described below may also be combined in combination with previously described embodiments as well as the features of the independent claim and any further claims to objects according to the invention. If appropriate, functionally equivalent elements are provided with identical reference numbers.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Elastomer-Beschichtung bzw. Schicht 1 einer Pipeline 2, die in 1 ausschnittsweise gezeigt ist und die eine innenseitig mit der Beschichtung versehene Stahlwand 3 aufweist, umfasst zwei Transducer 4 und 5. Der Transducer 4 ist wie auch der Transducer 5 als Sender oder Empfänger betreibbar. Sofern der Transducer 4 als Sender betrieben wird, wird der Transducer 5 als Empfänger betrieben und umgekehrt.An inventive method for determining the thickness of an elastomer coating or layer 1 a pipeline 2 , in the 1 is shown in sections and the one inside provided with the coating steel wall 3 comprises two transducers 4 and 5 , The transducer 4 is as well as the transducer 5 operable as transmitter or receiver. If the transducer 4 is operated as a transmitter, the transducer 5 operated as a receiver and vice versa.

Bei den Transducern handelt es sich um biegsame Flächen-Transducer, die als piezoelektrische Flächenkeramiken ausgebildet sind. Sowohl der Transducer 4 als auch der Transducer 5 sind an eine Steuereinheit 6 angebunden. Dies erfolgt über Kabel 7. Die Steuerelektronik aufweisende Steuereinheit 6 ist über ein Daten- und Stromversorgungskabel 8 mit weiteren EDV-Mitteln verbunden, bei denen es sich um Anzeige- und/oder Auswerte- und/oder Speichermittel handeln kann.The transducers are flexible surface transducers, which are designed as piezoelectric surface ceramics. Both the transducer 4 as well as the transducer 5 are connected to a control unit 6 tethered. This is done by cable 7 , The control electronics having control unit 6 is via a data and power supply cable 8th connected to other computer resources, which may be display and / or evaluation and / or storage means.

Mittels eines solchen Aufbaus sind eine Reihe von Referenzdatensätzen erzeugt worden. So zeigt 2 die Abhängigkeit der Laufzeit der Lamb-Mode a0 von der Schichtdicke einer spezifischen Polyurethan-Beschichtung (”PU-Beschichtung”). Die Daten sind aufgenommen für eine Stahlplatte (”Plate”) mit der Dimension 500 mm × 200 mm und einer Stahlwanddicke von 10 mm sowie für ein Pipeline-Rohr mit einem Durchmesser von 30'' und einer Stahlwanddicke von 9,5 mm. Trägt man diese Daten in der dargestellten Form auf, kann man sie als Kalibrierkurve verwenden und aus der gemessenen Laufzeit eine PU-Schichtdicke bestimmen. In dieser Abbildung sind die Daten bei Raumtemperatur aufgenommen worden. Zur Kompensation von Temperatureffekten, können bei verschiedenen Temperaturen diejenigen Anregungsfrequenzen gesucht werden, die sich aufgrund der Abhängigkeit der akustischen Eigenschaften besonders gut für die Untersuchung eignen.By means of such a construction, a number of reference data sets have been generated. So shows 2 the dependence of the transit time of the Lamb mode a 0 on the layer thickness of a specific polyurethane coating ("PU coating"). The data are recorded for a steel plate ("Plate") with the dimension 500 mm × 200 mm and a steel wall thickness of 10 mm as well as for a pipeline pipe with a diameter of 30 "and a steel wall thickness of 9.5 mm. If one plots this data in the illustrated form, one can use it as a calibration curve and determine a PU layer thickness from the measured transit time. In this figure, the data was taken at room temperature. To compensate for temperature effects, those excitation frequencies can be searched at different temperatures, which are particularly well suited for the investigation due to the dependence of the acoustic properties.

Da am Einsatzort des Messsystems keine homogene Temperaturverteilung zu erwarten ist, sondern stattdessen ein Temperaturgradient (hohe Innentemperatur durch das Medium und niedrige Außentemperatur insbesondere im Winter), können Innentemperaturen beispielsweise über EMAT-Messungen und Außentemperaturen über die Oberflächentemperatur des Stahls gemessen werden. Aus diesen Werten kann dann eine mittlere Temperatur bestimmt werden, die in die Berechnung der Schichtdicke einfließt. Anstelle der Berechnung der Stahlwandstärke des Rohres 3 mit Hilfe von symmetrischen Lamb-Wellen kann dieser Parameter beispielsweise auch mit handelsüblichen Ultraschallgeräten bestimmt werden.Since a homogeneous temperature distribution can not be expected at the place of use of the measuring system, but instead a temperature gradient (high internal temperature through the medium and low outside temperature, especially in winter), internal temperatures can be measured, for example, via EMAT measurements and outside temperatures via the surface temperature of the steel. From these values, an average temperature can then be determined, which is included in the calculation of the layer thickness. Instead of calculating the steel wall thickness of the pipe 3 with the help of symmetrical Lamb waves, this parameter can be determined, for example, with commercially available ultrasound devices.

Neben zusätzlichen Kalibrierkurven gemäß 2 für unterschiedliche Temperaturen bzw. für unterschiedliche Frequenzen können auch unterschiedliche Stahlsorten im Vorfeld von durchzuführenden Messungen für eine Referenzdatenbasis verwendet werden.In addition to additional calibration curves according to 2 For different temperatures or for different frequencies, different steel types can also be used in advance of measurements to be made for a reference database.

Vorteilhaft für die Auswertung ist ebenfalls der Aufbau einer Referenzdatenbasis für unterschiedliche Beschichtungsmaterialien.Also advantageous for the evaluation is the construction of a reference database for different coating materials.

Claims (13)

Verfahren zur Bestimmung des Zustands, insbesondere der Dicke, von Elastomer- oder anderen Beschichtungen (1) eines zumindest einseitig und vorzugsweise innen beschichteten metallischen Gegenstands, insbesondere von rohrförmigen Hohlkörpern oder sich flächig erstreckenden metallischen Gegenständen, wobei an dem Gegenstand ein erster Transducer (4) angeordnet wird, mit dem eine antisymmetrische Lamb-Welle in dem Gegenstand erzeugt wird, deren Signal nach Durchlaufen einer definierten Strecke von einem weiteren an dem Gegenstand angeordneten Transducer (5) detektiert wird, wobei mittels einer Amplituden- und/oder Laufzeitbestimmung des Signals anhand einer Referenzdatenbasis der Zustand der Beschichtung (1) entlang der Strecke bestimmt wird.Method for determining the state, in particular the thickness, of elastomer or other coatings ( 1 ) of a metallic object coated on at least one side and preferably on the inside, in particular of tubular hollow bodies or flatly extending metallic objects, a first transducer being attached to the object ( 4 ), with which an anti-symmetrical Lamb wave is generated in the article, the signal of which, after passing through a defined distance from another transducer arranged on the object (FIG. 5 ) is detected, wherein by means of an amplitude and / or transit time determination of the signal on the basis of a reference database, the state of the coating ( 1 ) is determined along the route. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustand eine mittlere Schichtdicke aus der Referenzdatenbasis abgeleitet wird.A method according to claim 1, characterized in that as a state, an average layer thickness is derived from the reference database. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine symmetrische Lambwelle zur Bestimmung der Schichtdicke einer metallischen Schicht des Gegenstands erzeugt wird, die von dem zweiten Transducer detektiert wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that in addition a symmetrical Lamb wave for determining the layer thickness of a metallic layer of the article is generated, which is detected by the second transducer. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Auswertung der Dicke der Elastomer-Beschichtung und der metallischen Schicht die symmetrische und die antisymmetrische Lambwelle bei unterschiedlichen Frequenzen erzeugt werden.A method according to claim 3, characterized in that for the evaluation of the thickness of the elastomer coating and the metallic layer, the symmetrical and the antisymmetric Lamb wave are generated at different frequencies. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die A-Mode der Lamb-Welle dominant angeregt wird.A method according to claim 3 or 4, characterized in that the A-mode of the Lamb wave is excited dominant. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung der Lambwellen-Anregung eine Frequenzanpassung vorzugsweise automatisiert zwischen 1 und 800 kHz, insbesondere zwischen 10 kHz und 100 kHz, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for optimizing the Lamb wave excitation a Frequency adjustment preferably automated between 1 and 800 kHz, in particular between 10 kHz and 100 kHz, is performed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Schichtdicke der Beschichtung (1) über einen Anstieg der Amplitude und/oder eine Verringerung der Laufzeit der antisymmetrischen Mode bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a reduction of the layer thickness of the coating ( 1 ) is determined by an increase in the amplitude and / or a reduction in the transit time of the antisymmetric mode. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den beiden Transducern mindestens 220 mm, vorzugsweise 440 mm, und maximal 800 mm beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the two transducers is at least 220 mm, preferably 440 mm, and at most 800 mm. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere automatisiert eine Kompensation von Störgrößen, vorzugsweise der Temperatur, der Stahlwandstärke und/oder der Stahlsorte vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in particular a compensation of disturbances, preferably the temperature, the steel wall thickness and / or the steel grade is made in an automated manner. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensation über eine Frequenzoptimierung vorgenommen wird.A method according to claim 9, characterized in that the compensation is carried out via a frequency optimization. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die a0-Mode der Lamb-Welle verwendet wird und/oder die Wellenlänge der zu erzeugenden Lamb-Mode 60 mm ± 10 mm beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the a 0 -mode of the Lamb wave is used and / or the wavelength of the Lamb mode to be generated is 60 mm ± 10 mm. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamb-Welle codiert angeregt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Lamb wave is excited coded. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transducer, der als biegsame, piezoelektrische Flächenkeramik ausgebildet ist, dergestalt an den rohrförmigen Gegenstand angelegt wird, dass sich der Transducer der Krümmung des Gegenstands anpasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer, which is formed as a flexible, piezoelectric surface ceramic, is applied to the tubular article in such a way that the transducer of the curvature of the article adapts.
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