DD293647A5 - Verfahren zum Nachweis der Rißfreiheit von Bauteilen mittelsSchallemissionsanalyse - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Nachweis der Rissfreiheit von Bauteilen mittels Schallemissionsanalyse und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Die Nachweisführung der Rissfreiheit ist insbesondere für Druckbehälter und Druckrohrleitungen geeignet. Erfindungsgemäî werden das Schallemissionsmessgerät, das unbelastete Prüfobjekt und eine mit dem Prüfobjekt werkstoffidentische Kompaktzugprobe in Reihe miteinander verbunden und das Referenzsignal der Kompaktzugprobe anschlieîend registriert. Nach diesem Schritt ist das Bauteil zu belasten, und ein auftretender Rissschall ist zu registrieren. Tritt kein Rissschall auf, so ist erneut ein Referenzsignal bei belastetem Bauteil auszulösen und damit die Funktionssicherheit der Anordnung zu prüfen. Kann diese bestätigt werden, so ist der Nachweis der Rissfreiheit erbracht. Figur{Verfahren; Nachweis; Rissfreiheit; Bauteile; Anordnung; Schallemissionsmessgerät; Kompaktzugprobe; Referenzsignal; Prüfobjekt; Funktionssicherheit}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von Bauteilen, insbesondere Druckbehältern und Druckrohrleitungen, auf Rißfreiheit, wie es auf dem Gebiet der Werkstoffprüfung zur Qualitätssicherung angewendet wird. Das Verfahren ist auch bei Bauteilen wie Streben, Wellen, Gußblöcken usw. anwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Druckbehälter werden während und nach ihrer Fertigung sowohl vor dem Erstbetrieb als auch nach vorgeschriebenen Betriebszeiten als Präventivmaßnahme gegen mögliche innere und äußere Materialrisse auf Rißfreiheit geprüft. Bekannte Prüfverfahren dafür sind die Ultraschallprüfung, die Röntgenprüfung und die Magnetpulverprüfung.

Die Anwendung dieser Verfahren sichert jedoch lediglich die Aussage, daß der untersuchte Behältermantelabschnitt frei ist von für diese Prüfverfahren typische Anzeigen, die für das jeweilige Prüfverfahren als Riß deutbar sind. Der wesentliche Nachteil der Untersuchungsverfahren besteht darin, daß die notwendige Zugänglichkeit aller zu prüfenden Abschnitte durch Isolation oder Umbauung eingeschränkt sind, bestehende Mikrorisse nicht erkennbar sind und die Verfahren nur an unbelasteten Bauteilen Anwendung finden.

Ein diese Mängel vermeidendes Prüfverfahren ist mit der Schallemissionsanalyse gegeben, mit der Schallemission aus irreversiblen Vorgängen im Werkstoffgefüge, wie Rißbildungen und Phasenumwandlungen, gemessen, registriert und ausgewertet werden.

In der DD-PS 256188 ist ein diesbezügliches Verfahren beschrieben, wobei ein Schallemissionsmeßgerät vorab mit den charakteristischen Geräuschen der Materialtrennung einer Anrißbildung aus einer werkstoffidentischen Kompaktzugprobe geeicht und anschließend mit zu prüfendem Bauteil verbunden wird. Während der nachfolgenden Belastung des Bauteils mißt und registriert das Schallemissionsmeßgerät dann die von der Rißbildung ausgehenden Schallsignale zur weiteren Auswertung. Eine Eindeutigkeit der Bestimmung der Rißfreiheit des zu prüfenden Druckbehälters ist damit jedoch nicht ausreichend gegeben, da Medieneinflüsse auf den zu prüfenden Druckbehälter zur Referenzsignalbeeinflussung führen können und somit die gewünschte eindeutige Aussage nach Rißfreiheit noch unsicher bleibt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Rißuntersuchungen an Druckbehältern unter Betriebsbedingungen zu ermöglichen und eine eindeutige Aussage zur Rißfreiheit zu treffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das jede Rißbildung oder jeden Rißfortschritt unter realen Betriebsbedingungen des Bauteils erfaßt und bewertet bzw. beim Ausbleiben von Rißgeräuschen einen Beweis der Rißfreiheit sichert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte und Anordnung der Mittel gelöst:

a) Das Schallemissionsmeßgerät, das unbelastete Prüfobjekt und eine mit dem Prüfobjekt werkstoffidentische Kompaktzugprobe werden in Reihe miteinander verbunden, und das erzeugte Referenzsignal der Kompaktzugprobe ist durch das Schallemissionsmeßgerät als Einmeßgröße zu registrieren.

b) Anschließend ist die Kompaktzugprobe stillzulegen, das Bauteil ist entsprechend seinen Betriebsbedingungen einschließlich seiner vorgegebenen Sicherheitsbeanspruchungen zu belasten und ein auftretender Rißschall ist zu registrieren und auszuwerten.

c) Tritt kein Rißschall nach b) auf, so ist die Meßanordnung bei weiterhin belastetem Bauteil mit einem von der Kompaktzugprobe erneut ausgelösten Referenzsignal zu prüfen.

Durch örtlichen Wechsel der Anschlußstellen von Schallemissionsmeßgerät und/oder der Kompaktzugprobe können Störgrößen weitestgehend ausgeschaltet werden.

Das Verfahren ermöglicht mit dem Schritt a) den Funktionsnachweis der Anordnung und das Einmessen des Schallemissionsmeßgerätes.

Im Verfahrensschritt b) erfolgt mit dem Auftreten eines Rißschalls der Nachweis eines Gefügerisses. Tritt kein Rißschall auf, so erfolgt der Nachweis der Rißfreiheit mit dem erneuten Referenzsignal.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Anordnung, die Schallemissionsanalyse als sicheres Nachweisverfahren für die Rißfreiheit von Bauteilen einzusetzen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine mögliche Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung der Rißfreiheit von Druckbehältern mittels der Referenzaussage eines Prüfkörpers dargestellt.

Am zu prüfenden Druckbehälter 1 sind schalleitend das zu benutzende Schallemissisonsmeßgerät 2 und die zu benutzende Referenzprobe 3, vorzugsweise als eine aus dem Material des Druckbehälters gefertigte Kompaktzugprobe, so angebracht, daß das Referenzsignal, in jedem Fall über das Bauteil geleitet, zum Schallemissionsmeßgerät 2 gelangt.

Eine definiert an der Referenzprobe aufgebrachte Belastung führt funktionsgemäß zur Anrißbildung, wodurch ein Referenzschallsignal über den zu prüfenden drucklosen Behälter zum Schallemissionsmeßgerät geleitet und dort empfangen und registriert wird.

Der Druckbehälter wird mit dem dafür vorgesehenen Prüfdruck belastet, woüb! das dabei angekoppelte Meßgerät einen auftretenden Rißschall registriert. Bei dessen Ausbleiben erfolgt eine weitere Belastung dor Referenzprobe.

Der erneute Empfang des Referenzschallsignales bestätigt die Funktion der Prüfordnung auch unter den neuen Medienbedingungen und läßt den sicheren Schluß auf Rißfreiheit bzw. Rißwachstumsfreiheit von Materialrissen am Druckbehälter zu.

Durch Wechsel der Ankoppelstellen (gestrichelt) für das Schallemissionsmeßgerät 4 und der Referenzprobe 5 können eventuell auftretende Störgrößen auf die Meßanordnung ausgeschlossen werden.

Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der schnellen und einfachen werkstattgerechten Anwendbarkeit und der absoluten Nachweisführung defekter oder rißfreier Bauteile im Belastungsfall.

Claims (3)

1. Verfahren zum Nachweis der Rißfreiheit von Bauteilen mittels Schallemissionsanalyse, bei dem vorab das Schallemissionsmeßgerät mit den Geräuschen einer Anrißbildung aus einer dem Bauteil werkstoffidentischen Kompaktzugprobe einzumessen ist, gekennzeichnet dadurch, daß

a) zum Funktionsnachweis und zum Einmessen das als Rißschall auftretende Referenzsignal der Kompaktzugprobe über das unbelastete Prüfobjekt dem Schallemissionsmeßgerät (2) zuzuleiten und zu registrieren ist,

b) nach Stillegung der Kompaktzugprobe das Bauteil zu belasten ist und die Registratur und Auswertung eines auftretenden Rißschalls erfolgt,

c) im Fall des Ausbleibens des Rißschalls nach b) die Meßanordnung bei weiterhin belastetem Bauteil durch ein von der Kompaktzugprobe erneut ausgelöstes Referenzsignal zu prüfen ist.

2. Anordnung zum Nachweis der Rißfreiheit von Bauteilen mittels Schallemissionsanalyse, gekennzeichnet dadurch, daß das Schallemissionsmeßgerät (2), das unbelastete Prüfobjekt und die Kompaktzugprobe in Reihe geschaltet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren mit örtlichem Wechsel der Anschlußstellen von Schallemissionsmeßgorät (2) und/oder Kompaktzugprobe nach Bedarf zu wiederholen ist.