DE10062518A1 - Prüfkopf zur Ultraschall-Prüfung von metallischen Blechen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfkopf zur Ultraschall-Prüfung von metallischen Blechen, bestehend aus einem Prüfkopfblock und darin als Sender und Empfänger fungierend angeordnete Schwinger, wobei der Prüfkopf an einem Halter befestigt ist, der schwenkbar in einem Tragarm angeordnet ist. Dabei ist in dem dem zu prüfenden Blech (12) zugewandten Unterseitenbereich des Prüfkopfes (11) eine in Längsrichtung liegende und über die Länge des Prüfkopfes (11) sich erstreckende Ausnehmung (14) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfkopf zur Ultraschall-Prüfung von metallischen Blechen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bleche, insbesondere für längsnahtgeschweißte Rohre müssen entsprechend den Bestimmungen von Normen, Richtlinien und Kundenspezifikationen sowohl in der Fläche als auch im Längskantenbereich geprüft werden. Üblicherweise geschieht dies in der Abfolge, dass das gewalzte Blech, das so genannte Wildmaßblech mit unregelmäßig ausgebildeten Randbereichen zuerst im Längskantenbereich mit Ultraschall geprüft und danach die Längskanten geschnitten werden. In einem weiteren Schritt werden dann die Querkanten geschnitten. Abschließend erfolgt eine Flächenprüfung des geschnittenen Bleches. Bei der Flächenprüfung ist es aus prüftechnischen Gründen jedoch nicht möglich, eine im Querkantenbereich liegende Zone von ca. 50 mm vorschriftsmäßig zu prüfen. Werden die gewalzten Bleche zu Rohren verarbeitet, wird im Regelfall im Zusammenhang mit der Rohrendenprüfung die bislang ungeprüfte Zone miterfasst. Die meisten Rohrhersteller verfügen aber nicht über solch eine Prüfeinrichtung. In diesem Fall können nur Bleche mit geprüftem Querkantenbereich eingesetzt werden. Prüftechnisch gesehen wäre es am einfachsten, diese Prüfung am Wildmaßblech durchzuführen und vergleichbar wie die Längskanten auch die Querkanten danach zu schneiden. Darüberhinaus wird in vielen Spezifikationen gefordert, dass das fertig geschnittene Blech geprüft wird. Ein Großteil der Scherenstraßen ist aber nicht darauf eingerichtet, zusätzlich zur Anpassung an die Blechbreite auch noch die Querkanten passend zu schneiden. Dies bedeutet, dass die gewünschte Randprüfung im Querkantenbereich erst nach dem Schneiden durchgeführt werden kann. Beim Schneiden der Bleche mit Messern kommt es zu Verformungen im Kantenbereich, wobei je nach Schnittrichtung der Messer entweder auf der Oberseite oder auf der Unterseite sich ein Grat mit einer Höhe von 1-2 mm bildet. Bei der anschließenden Ultraschall-Prüfung muss auf diesen Grat geachtet werden, damit der Prüfkopf nicht beschädigt wird. Gelöst wird dieses Problem in der Weise, dass der Rand im Querkantenbereich von Hand geprüft wird, wobei der jeweilige Prüfer visuell darauf achtet, dass der Randbereich des Prüfkopfes nicht über den Grat gefahren wird. Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist, dass die Vermeidung einer Prüfkopfbeschädigung individuell von der Aufmerksamkeit des jeweiligen Prüfers abhängig ist und die Handprüfung der Taktfolge der Adjustage der Bleche nur schwer anpassbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Prüfkopf zur Ultraschall-Prüfung von metallischen Blechen anzugeben, mit dem passend zur Taktfolge der Adjustage der Bleche auch der bereits geschnittene Querkantenbereich der Bleche problemlos geprüft werden kann. Die noch verbleibende ungeprüfte Zone soll dabei so gering sein, dass diese in den Bearbeitungsbereich für die Schweißfase fällt. Eine weitergehende Aufgabe besteht darin, einen für die Flächenprüfung erfolgreich eingesetzten Prüfkopf für diese Prüfaufgabe ebenfalls zu verwenden.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Nach der Lehre der Erfindung ist in dem dem zu prüfenden Blech zugewandten Unterseitenbereich des Prüfkopfes eine in Längsrichtung liegende und über die Länge des Prüfkopfes sich erstreckende Ausnehmung angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass zum einen die Handprüfung entfallen und durch eine maschinelle Prüfung ersetzt werden kann. Die vorgeschlagene Ausnehmung stellt dabei sicher, dass beim Überfahren des Querkantenbereiches der Prüfkopf durch den vorstehenden Grat des Bleches nicht beschädigt wird. Zudem erlaubt diese Anordnung, den Prüfkopf, so dicht wie möglich an den Randbereich heranzurücken. Damit wird die ungeprüfte Zone von höchstens 3 mm so gering, dass sie vollständig beim Anarbeiten der Schweißkante entfernt wird. Dies hängt damit zusammen, dass durch die Breite der Zipfelausbildung des Bleches in etwa auch die erforderliche Mindestschnittbreite für das Anarbeiten der Schweißfase festgelegt ist. Die Höhe und Tiefe der vorgeschlagenen Ausnehmung wird so gewählt, dass sie größer ist als die zu erwartende Höhen- und Breitenerstreckung des Grates des geschnittenen Bleches.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einem in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:

Fig. 1 im Querschnitt eine bekannte Prüfvorrichtung

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab den erfindungsgemäß ausgebildeten Prüfkopf

Fig. 3 die wesentlichen Arbeitsschritte bei der Adjustage von Blechen.

In Fig. 1 ist in einem Querschnitt eine bekannte Prüfvorrichtung dargestellt. Diese besteht aus einem Halter 1, der schwenkbar in einem Tragrahmen 2 angeordnet ist. Die Verschwenkbarkeit erfolgt über am Tragrahmen 2 befestigte flanschartig ausgebildete Aufhängungen 3, 3'. An dem Halter 1 sind je ein Anschluss für die Zuführung und je ein Anschluss 4 für die Ableitung des Koppelwassers befestigt. In dieser Darstellung ist nur der Anschluss 4 für die Ableitung des Koppelwassers sichtbar. Unterhalb des Halters 1 ist ein Prüfkopf 5 angeordnet. In Fig. 2 ist dargestellt, dass der Prüfkopf 5 beispielsweise als ein aus vier Schwingern 6-9 bestehendes Lineal ausgebildet ist. Die Schwinger fungieren als Empfänger, wobei der als Sender fungierende Schwinger nicht dargestellt ist. Um den Prüfkopf 5 vor Beschädigungen zu schützen, sind an der Unterseite des Halters 1 Gleitkufen in Form von Quer und Längskufen 10, 10' aus Hartmetall angeordnet. Sichtbar sind in diesem Schnitt nur die Längskufen 10, 10'. Diese Kufen schleifen auf dem unter der Prüfvorrichtung sich bewegenden Blech.

In Fig. 2 ist im vergrößerten Maßstab ein erfindungsgemäß ausgebildeter Prüfkopf 11 dargestellt. Die daran angeordneten Schwinger 6-9 sind mit gepunkteten Linien angedeutet. Erfindungsgemäß ist in dem zu prüfenden Blech 12 zugewandten Unterseitenbereich 13 an der hier links liegenden Längskante eine Ausnehmung 14 vorgesehen. Der linke geschnittene Randbereich 15 (hier schraffiert dargestellt) des zu prüfenden Bleches 12 zeigt die durch das Schneiden der Querkanten sich bildende Verformung. Um dies zu verdeutlichen, ist die Verformung übertrieben groß dargestellt. Charakteristisch für diese Verformung ist zum einen der an einem Ende sichtbare eingeformte und abgerundete Bereich 16 und zum anderen der am anderen Ende sich bildende Grat 17. Je nach dem, ob die Messer der Schneidanlage von unten nach oben oder umgekehrt schneiden, entsteht der Grat 17 einmal auf der Oberseite 18 oder auf der Unterseite 19 des zu prüfenden Bleches 12. Die Höhe 20 und die Tiefe 21 der Ausnehmung 14 ist so gewählt, dass mit Sicherheit eine Kollision mit dem Grat 17 vermieden wird. Bezüglich der Darstellung in Fig. 2 sei darauf hingewiesen, dass bei der tatsächlichen Prüfung der Prüfkopf 11 auf dem zu prüfenden Blech 12 mit den in Fig. 1 dargestellten Kufen 10, 10' aufliegt. Der hier sich ergebende Abstand zwischen Prüfkopf 11 und zu prüfendem Blech 12 ist nur gewählt worden, um die Zusammenhänge zu verdeutlichen. Die am Prüfkopf 11 angebrachte Ausnehmung 14 kann je nach Ausbildung der Prüfvorrichtung sich auf den Prüfkopfblock mit den darin angeordneten Schwingern 6-9 beschränken oder auch bis in den den Prüfkopfblock umfassenden Halter 1 sich erstrecken. Im Regelfall wird der Prüfkopfblock aus Kunststoff und der Halter aus Messing gefertigt.

In Fig. 3 sind schematisch die wesentlichen Arbeitsschritte bei der Adjustage von Blechen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren dargestellt. Teilbild a zeigt das so genannte Wildmaßblech 22 mit den typisch ausgefransten Rändern. Mit gestrichelten Linien ist das später geschnittene Fertigblech 23 in das Wildmaßblech 22 eingezeichnet worden. In einem ersten Arbeitsschritt werden die Längskantenbereiche 24, 25 mit Ultraschall geprüft. Danach passend zum Prüfergebnis werden die Längskanten 26, 27 (Teilbild b) geschnitten. In einem weiteren Arbeitsschritt werden die Querkantenbereiche 28, 29 geschnitten. Teilbild c zeigt das geschnittene Fertigblech 23 mit den geschnittenen Längskanten 26, 27 sowie den geschnittenen Querkanten 30, 31. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 zeigen die geschnittenen Querkanten 30, 31 den verformten Randbereich 15. Um nun die Randzone 32, 33 (hier schraffiert gekennzeichnet) im Querkantenbereich problemlos prüfen zu können, wird gemäß Fig. 2 ein Prüfkopf 11 mit einer Ausnehmung 14 eingesetzt. In einem letzten Arbeitsschritt wird danach die gesamte Fläche des geschnittenen Fertigbleches 23 ultraschallmäßig geprüft.

Bezugszeichenliste

1

Halter

2

Tragrahmen

3

,

3

' flanschartige Aufhängung

4

Kohelwasseranschluss

5

bekannter Prüfkopf

6-9

Schwinger

10

,

10

' Längskufe

11

erfindungsgemäßer Prüfkopf

12

zu prüfendes Blech

13

Unterseite Prüfkopf

14

Ausnehmung

15

Schnittbereich mit Verformung

16

eingezogener Randbereich

17

Grat

18

Oberseite des zu prüfenden Bleches

19

Unterseite des zu prüfenden Bleches

20

Höhe der Ausnehmung

21

Tiefe der Ausnehmung

22

Wildmaßblech

23

geschnittenes Fertigblech

24

,

25

zu prüfende Längskantenbereiche

26

,

27

geschnittene Längskanten

28

,

29

Querkantenbereiche

30

,

31

geschnittene Querkanten

32

,

33

Randzone im Querkantenbereich

Claims (4)

1. Prüfkopf zur Ultraschall-Prüfung von metallischen Blechen, bestehend aus einem Prüfkopfblock und darin als Sender und Empfänger fungierend angeordnete Schwinger, wobei der Prüfkopf an einem Halter befestigt ist, der schwenkbar in einem Tragarm angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem zu prüfenden Blech (12) zugewandten Unterseitenbereich des Prüfkopfes (11) eine in Längsrichtung liegende und über die Länge des Prüfkopfes (11) sich erstreckende Ausnehmung (14) angeordnet ist.

2. Prüfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (20) und die Tiefe (21) der Ausnehmung (14) größer ist als die zu erwartende Höhen- und Breitenerstreckung des Grates (17) des geschnittenen Bleches (23).

3. Prüfkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung rechteckig ist.

4. Prüfkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung im Eckenbereich abgerundet ist.