DE102014221558A1

DE102014221558A1 - Method for non-destructive testing of a component

Info

Publication number: DE102014221558A1
Application number: DE102014221558.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Clossen-von Lanken Schulz; Stefan Obermayr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils (1) in einem Bauteilbereich, in dem wenigstens eine Geometrieänderung, insbesondere eine Kante, eine Stufe, ein Rand (4, 5) oder dergleichen vorliegt, umfassend die Schritte – über den zu prüfenden Bauteilbereich wird ein Wirbelstromprüfkopf (3) entlang einer vorgegebenen Prüfstrecke verfahren, um Wirbelströme in dem Bauteil (1) zu induzieren, – es werden entlang der vorgegebenen Prüfstrecke ortsabhängig Messsignale erfasst, um Informationen über Fehler wie Risse (6–9) oder dergleichen in dem Bauteil (1) zu erhalten, – die ortsabhängig erfassten Messsignale werden mit ortsabhängigen Referenzmesssignalen verglichen, die Messsignalen entsprechen, die entlang der vorgegeben Prüfstrecke an einem zu dem zu prüfenden Bauteil (1) baugleichen Bauteil mit wenigen bis keinen Fehlern in dem zu prüfenden Bauteilbereich erfasst wurden, und – die ortsabhängig erfassten Messsignale werden unter Berücksichtigung des Vergleichs mit den Referenzmesssignalen ausgewertet, um Fehler in dem zu prüfenden Bauteilbereich zu identifizieren und insbesondere deren Größe zu bestimmen.The invention relates to a method for nondestructive testing of a component (1) in a component region in which there is at least one change in geometry, in particular an edge, a step, a rim (4, 5) or the like, comprising the steps - over the component region to be tested an eddy current test head (3) is moved along a predetermined test track in order to induce eddy currents in the component (1), measuring signals are recorded location-dependent along the given test track in order to obtain information about errors such as cracks (6-9) or the like in the component (1), - the location-dependent detected measurement signals are compared with location-dependent reference measurement signals corresponding to measurement signals that have been detected along the given test track on a to the test component (1) identical component with few to no errors in the component to be tested , and - the locally detected measurement signals are unte r consideration of the comparison with the reference measurement signals to identify errors in the component to be tested area and in particular to determine their size.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils. The invention relates to a method for non-destructive testing of a component.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Verfahren für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung bekannt. Neben der Anwendung des Ultraschall- oder des Magnetpulverprüfverfahrens ist es auch möglich, ein Bauteil zerstörungsfrei auf seine Qualität hin zu untersuchen, indem Wirbelströme in dem Bauteil induziert werden. Various methods for non-destructive material testing are known from the prior art. In addition to the use of the ultrasonic or the magnetic particle inspection method, it is also possible to examine a component non-destructively for its quality by inducing eddy currents in the component.

Im Rahmen des Wirbelstromprüfverfahrens wird ein Wirbelstromprüfkopf entlang der Oberfläche eines zu prüfenden Bauteils verfahren, um Fehler, die sich insbesondere an der Oberfläche sowie unmittelbar unterhalb dieser befinden zerstörungsfrei zu detektieren. Konkret wir der Wirbelstromprüfkopf in der Regel entlang einer vorgegebenen Prüfstrecke bevorzugt geradlinig sowie in einem vorgegebenen Abstand zu dem zu prüfenden Bauteil an diesem verfahren. Mit einer in dem Wirbelstromprüfkopf vorgesehenen Spule, die als Erregerspule dient, wird dabei ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches in dem zu prüfenden Bereich des Bauteils Wirbelströme in dem Bauteilmaterial hervorruft. Die Wirbelströme verursachen ihrerseits ein sekundäres magnetisches Wechselfeld, welches in einer Detektionsspule des Wirbelstromprüfkopfes eine Spannung induziert, deren Amplitude sowie Phase im Zusammenhang mit den elektrischen Eigenschaften des zu prüfenden Bauteils steht. Die Detektionsspule kann prinzipiell ein zu der Erregerspule separates Bauteil sein oder die Erregerspule selbst übernimmt die Funktion der Detektionsspule. As part of the Wirbelstromprüfverfahrens an eddy current probe is moved along the surface of a component to be tested in order to detect errors that are located in particular on the surface and immediately below it non-destructive. Specifically, the eddy current test head is usually moved along a predetermined test track, preferably rectilinearly and at a predetermined distance from the component to be tested thereon. With a provided in the Wirbelstromprüfkopf coil, which serves as an excitation coil, while an alternating magnetic field is generated, which causes eddy currents in the component material in the region to be tested of the component. The eddy currents in turn cause a secondary alternating magnetic field, which induces a voltage in a detection coil of the eddy current probe whose amplitude and phase is related to the electrical properties of the component to be tested. In principle, the detection coil can be a component that is separate from the exciter coil, or the excitation coil itself takes over the function of the detection coil.

Fehler im Material des Bauteils wie etwa Risse oder dergleichen haben einen charakteristischen Einfluss auf das induzierte sekundäre magnetische Wechselfeld und somit auf die in einer Detektionsspule induzierte Spannung, worüber die Fehler messtechnisch erfassbar sind. Kommt eine einzige Spule für die Felderregung sowie die Felddetektion zum Einsatz, kann insbesondere die Impedanz der Spule gemessen werden, um Informationen über die Bauteilqualität zu erhalten. Defects in the material of the component, such as cracks or the like, have a characteristic influence on the induced secondary alternating magnetic field and thus on the voltage induced in a detection coil, as a result of which the errors can be detected metrologically. If a single coil is used for field excitation and field detection, in particular the impedance of the coil can be measured in order to obtain information about the component quality.

Während der Wirbelstromprüfkopf entlang der vorgegebenen Prüfstrecke an dem Bauteil verfahren wird wird das Messsignal, insbesondere die induzierte Spannung, bzw. die Impedanz erfasst, so dass ortsaufgelöst Messwerte erhalten werden. Aus den erfassten Messwerten können Informationen darüber erhalten werden, wo in dem geprüften Bereich des Bauteils Fehler vorhanden sind und welche Größe die Fehler aufweisen, insbesondere, welche Tiefe vorhandenen Risse haben. While the eddy current test head is moved along the predetermined test track on the component, the measurement signal, in particular the induced voltage, or the impedance is detected, so that spatially resolved measured values are obtained. From the measured values acquired, information can be obtained as to where defects exist in the tested area of the component and which size the defects have, in particular what depths of cracks exist.

Das Wirbelstromprüfverfahren hat sich für die zerstörungsfreie Prüfung von Bauteilen prinzipiell bewährt. Problematisch ist, dass für den Fall, dass ein Bauteilbereich zu prüfen ist, in welchem eine unstetige Geometrieänderung des Bauteils vorliegt, beispielsweise eine Kante, eine Stufe ein Rand oder dergleichen, die Erkennung und Vermessung von Fehlern nicht möglich ist. The eddy current test method has proven itself in principle for the non-destructive testing of components. The problem is that in the event that a component area is to be examined, in which there is a discontinuous change in geometry of the component, such as an edge, a step edge or the like, the detection and measurement of errors is not possible.

Es besteht jedoch Bedarf daran, auch in Bauteilbereichen, in denen Geometrieänderungen vorliegen Fehler erfassen und vermessen zu können. Dies gilt insbesondere für Bauteile, bei denen gerade im Bereich einer Geometrieänderung, beispielsweise an einem das Bauteil abschließenden Rand, mit Fehlern zu rechnen ist. Als Beispiel hierfür seien Bauteile genannt, die anwendungsbedingt im Randbereich besonders beansprucht sind, wie es z.B. im Turbinenbereich bei Wellenklauen von Turbinenläufern, die die Schaufelfüße halten der Fall ist. However, there is a need to be able to detect and measure errors even in component areas in which geometry changes are present. This applies in particular to components in which errors can be expected, especially in the region of a change in geometry, for example on an edge terminating the component. As an example of this may be mentioned components that are particularly claimed for application in the edge region, as for example. in the turbine area at shaft claws of turbine runners holding the blade feet is the case.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches auch die Erfassung sowie die Vermessung von Fehlern in Bauteilbereichen ermöglicht, in denen wenigstens eine Geometrieänderung des Bauteils vorliegt. Based on the aforementioned prior art, it is therefore an object of the present invention to specify a method of the type mentioned at the outset, which also makes it possible to detect and measure errors in component areas in which there is at least one geometry change of the component.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils in einem Bauteilbereich, in dem wenigstens eine Geometrieänderung, insbesondere eine Kante, eine Stufe, ein Rand oder dergleichen vorliegt, umfassend die Schritte

– über den zu prüfenden Bauteilbereich wird ein Wirbelstromprüfkopf entlang einer vorgegebenen Prüfstrecke verfahren, um Wirbelströme in dem Bauteil zu induzieren,
– es werden entlang der vorgegebenen Prüfstrecke ortsabhängig Messsignale erfasst, um Informationen über Fehler wie Risse oder dergleichen in dem Bauteil zu erhalten,
– die ortsabhängig erfassten Messsignale werden mit ortsabhängigen Referenzmesssignalen verglichen, die Messsignalen entsprechen, die entlang der vorgegeben Prüfstrecke an einem zu dem zu prüfenden Bauteil baugleichen Bauteil mit wenigen bis keinen Fehlern in dem zu prüfenden Bauteilbereich erfasst wurden, und
– die ortsabhängig erfassten Messsignale werden unter Berücksichtigung des Vergleichs mit den Referenzmesssignalen ausgewertet, um Fehler in dem zu prüfenden Bauteilbereich zu identifizieren und insbesondere deren Größe zu bestimmen.

This object is achieved by a method for non-destructive testing of a component in a component region in which there is at least one change in geometry, in particular an edge, a step, an edge or the like, comprising the steps

An eddy current test head is moved along a predetermined test section over the component area to be tested in order to induce eddy currents in the component,
Location-dependent measurement signals are acquired along the given test track in order to obtain information about defects such as cracks or the like in the component,
- The location-dependent detected measurement signals are compared with location-dependent reference measurement signals corresponding to measurement signals that were detected along the given test track on a component to be tested identical component with little to no errors in the component to be tested, and
- The location-dependent detected measurement signals are evaluated taking into account the comparison with the reference measurement signals to identify errors in the component area to be tested and in particular to determine their size.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine Geometrieänderung in einem Bauteil eine Änderung der für die Fehlerdiagnose ortsabhängig erfassten Messsignale verursacht, wodurch die Messsignale verfälscht werden. The present invention is based on the recognition that a change in geometry in a component, a change in for the Fault diagnosis caused locally dependent measured signals, whereby the measurement signals are falsified.

Befindet sich im Bereich einer Geometrieänderung ein Fehler in dem Material des Bauteils, hat zwar auch dieser einen Einfluss auf das Messsignal. Die beiden Einflüsse, also der durch Geometrieänderung bedingte und der durch den Fehler bedingte Einfluss überlagern sich jedoch, wodurch der dem Fehler zugeordnete Anteil nicht mehr erkennbar sowie nicht mehr zur Größenbestimmung auswertbar ist. Bei der die Messsignale verfälschenden Geometrieänderung im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich insbesondere um eine unstetige Änderung der Form des zu prüfenden Bauteils, bevorzugt um einen Sprung. Als Beispiele für unstetige Geometrieänderungen seien Kanten, das Bauteil abschließende Ränder, Stufen oder dergleichen genannt. Eine unstetige Geometrieänderung kann im Bereich der vorgegebenen Prüfstrecke liegen, entlang derer der Wirbelstromprüfkopf verfahren wird, und/oder in einem Endbereich der Prüfstrecke, wie es der Fall ist, wenn der Wirbelstromprüfkopf bis zum Rand eines Bauteils bewegt wird. If there is an error in the material of the component in the area of a change in geometry, this also has an influence on the measurement signal. However, the two influences, that is due to geometry change and the influence caused by the error overlap, whereby the proportion associated with the error is no longer recognizable and can no longer be evaluated for determining the size. The change in geometry which falsifies the measurement signals in the sense of the present invention is, in particular, a discontinuous change in the shape of the component to be tested, preferably a jump. As examples of discontinuous changes in geometry, edges, the component terminating edges, steps or the like may be mentioned. An unsteady geometry change can be in the range of the given test track, along which the eddy current probe is moved, and / or in an end region of the test track, as is the case when the eddy current probe is moved to the edge of a component.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Idee zugrunde, dem Problem der Verfälschung durch eine oder mehrere Geometrieänderung(en) damit zu begegnen, dass die für die Qualitätstest im Rahmen des Wirbelstromprüfverfahrens ortsabhängig erfassten Messsignale mit Referenzmesssignalen verglichen werden, bevor die Auswertung erfolgt. Für den Vergleich können insbesondere die ortsabhängigen Referenzmesssignale von den ortsabhängigen Messsignalen subtrahiert werden. Hierzu wird von dem an der jeweiligen Ortskoordinate der vorgegebenen Prüfstrecke erfassten Messsignal-Wert der entsprechende Referenzmesssignal-Wert abgezogen. The present invention is based on the idea of counteracting the problem of falsification by one or more changes in geometry by comparing the measuring signals recorded for the quality test as part of the eddy current testing method with reference measuring signals before the evaluation takes place. For the comparison, in particular the location-dependent reference measurement signals can be subtracted from the location-dependent measurement signals. For this purpose, the corresponding reference measurement signal value is subtracted from the measured signal value detected at the respective location coordinate of the given test track.

Bei den ortsabhängig erfassten Messsignalen kann es sich um jede physikalische Größe handeln, die geeignet ist, um Aussagen über die Qualität des Bauteils in dem zu prüfenden Bereich, in dem zur Fehlerdetektion Wirbelströme induzierte werden, zu treffen. Die messtechnische Realisierung der Erfassung kann dadurch erfolgen, dass das ortsabhängige Messsignal und insbesondere das ortsabhängige Referenzmesssignal mit dem Wirbelstromprüfkopf, bevorzugt mit einer Spule des Wirbelstromprüfkopfes, erfasst werden. In diesem Falle ist in Weiterbildung vorgesehen, dass als Messsignale und insbesondere als Referenzmesssignale Impedanzwerte einer Spule des Wirbelstromprüfkopfes entlang der vorgegebenen Prüfstrecke ortsabhängig erfasst werden oder dass als Messsignale und insbesondere als Referenzmesssignale in einer Spule des Wirbelstromprüfkopfes induzierte Spannungswerte entlang der vorgegebenen Prüfstrecke ortsabhängig erfasst werden. Die Vorgehensweise, die Impedanz- bzw. Spannungswerte im Rahmen der Wirbelstromprüfung für die Qualitätsprüfung als Messwerte zu erfassen ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die Impedanz- bzw. Spannungswerte einer Spule des Wirbelstromprüfkopfes ändern sich infolge von vorhandenen Fehlern sowie infolge der wenigstens einen Geometrieänderung in dem Bauteil. The location-dependent measured signals can be any physical quantity that is suitable for making statements about the quality of the component in the area to be tested in which eddy currents are induced for error detection. The metrological realization of the detection can take place in that the location-dependent measurement signal and in particular the location-dependent reference measurement signal with the Wirbelstromprüfkopf, preferably with a coil of the Wirbelstromprüfkopfes, are detected. In this case, it is provided in a further development that impedance values of a coil of the eddy current probe along the predetermined test track are detected as location-dependent or as measured signals and in particular as reference measuring signals in a coil of Wirbelstromprüfkopfes induced voltage values along the predetermined test track are detected location-dependent as measured signals and in particular as reference measurement signals. The procedure of recording the impedance or voltage values as measured values within the scope of the eddy current test for the quality test is well known from the prior art. The impedance or voltage values of a coil of the Wirbelstromprüfkopfes change due to existing errors and as a result of at least one change in geometry in the component.

Die erfassten Messsignale, insbesondere die Impedanzwerte bzw. Spannungswerte können ferner zur Visualisierung in einem Graphen dargestellt werden, in welchem der jeweilige Messwert über den Ortskoordinaten der vorgegebenen Prüfstrecke aufgetragen ist. Gleiches gilt für die Referenzmesssignale. The detected measurement signals, in particular the impedance values or voltage values, can also be displayed for visualization in a graph in which the respective measured value is plotted over the location coordinates of the predetermined test path. The same applies to the reference measuring signals.

Als erfindungsgemäß zum Einsatz kommende Referenzmesssignale sind ferner Signale geeignet, welche ebenfalls im Rahmen der Wirbelstromprüfung und zwar entlang der vorgegebenen Prüfstrecke an einem Bauteil ortsabhängig erfasst wurden, welches zumindest in dem zu prüfenden Bereich die gleiche Geometrie aufweist, wie die zu prüfenden Bauteile und welches – im Idealfall ausschließlich – durch die wenigstens eine Geometrieänderung und nicht von Fehlern in dem Referenzbauteil beeinflusst ist. Da es in der Realität mit erheblichem Aufwand verbunden bzw. unmöglich ist, zur Detektion von Referenzmesssignalen ein baugleiches Referenzbauteil bereitzustellen, welches völlig ohne Fehler ist, muss in der Regel ein Referenzbauteil ausreichen, welches vergleichsweise fehlerfrei ist, also zumindest vergleichsweise wenige sowie vergleichsweise kleine Fehler aufweist. Der Fachmann weiß, dass letztendlich jede Referenz nur eine Annäherung an ein Ideal darstellt und er kann aufgrund seines Fachwissens und seiner Erfahrung entscheiden, welches Messsignal für welche Anwendung als Referenz herangezogen werden kann. Further, as reference measurement signals used according to the invention, signals are suitable which have also been detected as part of the eddy current test along the predetermined test track on a component which has the same geometry at least in the area to be tested as the components to be tested and which in the ideal case exclusively - is influenced by the at least one geometry change and not by errors in the reference component. Since it is associated in reality with considerable effort or impossible to provide a reference component identical in construction for the detection of reference measurement signals, which is completely without errors, usually a reference component must be sufficient, which is relatively error-free, so at least comparatively few and relatively small errors having. The person skilled in the art knows that ultimately each reference represents only an approximation to an ideal and, based on his specialist knowledge and experience, he can decide which measurement signal can be used as a reference for which application.

Alternativ dazu, dass die erfindungsgemäß verwendeten Referenzmesssignale – genau wie die Messsignale – messtechnisch erfasst werden, können diese für ein Bauteil bekannter Geometrie beispielsweise auch durch Simulation erhalten werden. As an alternative to the fact that the reference measuring signals used according to the invention-like the measuring signals-are detected by measurement, they can also be obtained by simulation for a component of known geometry, for example.

Nachdem erfindungsgemäß die erfassten Messsignale mit den Referenzmesssignalen verglichen wurden, insbesondere für den Vergleich von den ortsabhängigen Messsignalen die jeweils entsprechenden ortsabhängigen Referenzmesssignale subtrahiert wurden, werden die hierdurch von dem Einfluss der wenigstens einen Geometrieänderung bereinigten Messsignale für die Fehleranalyse ausgewertet. Insbesondere werden in an sich bekannter Weise aus der Position von Peaks in dem ortsabhängigen Signal die Positionen von Fehlern in dem Bauteil ermittelt sowie aus der Peakhöhe die Fehlergröße bestimmt. After the detected measurement signals have been compared with the reference measurement signals according to the invention, in particular for the comparison of the location-dependent measurement signals, the respectively corresponding location-dependent reference measurement signals have been subtracted, the measurement signals for the error analysis which have been cleared from the influence of the at least one geometry change are evaluated. In particular, the positions of errors in the component are determined in a manner known per se from the position of peaks in the position-dependent signal and the size of the error is determined from the peak height.

Da die ortsaufgelöst erfassten Messsignale erfindungsgemäß von dem durch die Geometrieänderung bedingten Einfluss durch Vergleich mit und insbesondere Subtraktion der Referenzmesssignale bereinigt werden, können auch im Bereich einer Geometrieänderung des Bauteils befindliche Fehler identifiziert und deren Größe aus den bereinigten Messsignalen zuverlässig bestimmt werden. Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können im Ergebnis auch Bauteile, die im Bereich einer Geometrieänderung, etwa in einem Randbereich besonders beansprucht sind, zuverlässig auf Fehler geprüft werden. Nachdem die Fehler, auch die Fehler im Bereich von Geometrieänderungen, erfindungsgemäß identifiziert und vermessen wurden, können Reparaturkonzepte erarbeitet werden, gemäß derer gezielt nur in den geschädigten Bereichen Material entfernt und die Bauteile repariert werden. Dies ermöglicht die Einsparung von Reparaturkosten in erheblichem Maße. Since the spatially resolved measured signals are adjusted according to the invention by the influence caused by the change in geometry by comparison with and in particular subtraction of the reference measurement signals, errors located in the region of a change in geometry of the component can be identified and their size reliably determined from the adjusted measurement signals. As a result, using the method according to the invention, components that are particularly stressed in the region of a change in geometry, for example in an edge region, can also be reliably tested for errors. After the errors, including the errors in the area of changes in geometry, have been identified and measured according to the invention, repair concepts can be worked out according to which material is selectively removed and the components repaired only in the damaged areas. This allows the saving of repair costs to a considerable extent.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als ortsabhängige Referenzmesssignale Messsignale verwendet werden, welche bei einer Referenzmessung erfasst wurden, bei der der Wirbelstromprüfkopf entlang der vorgegebenen Prüfstecke an einem zu dem zu prüfenden Bauteil baugleichen Referenzbauteil verfahren wurde, welches wenige bis keine Fehler in dem zu prüfenden Bauteilbereich aufwies. Unter einem baugleichen Referenzbauteil ist ein Bauteil zu verstehen, welches zumindest in dem relevanten zu prüfenden Bereich die gleiche Geometrie aufweist, wie die Bauteile, die auf Fehler zu prüfen sind. According to one embodiment of the method according to the invention it is provided that measuring signals are used as location-dependent reference measuring signals, which were detected in a reference measurement, in which the Wirbelstromprüfkopf was moved along the predetermined Prüfstecke on a reference to the component to be tested reference component which few to no error in had the component to be tested area. An identical reference component is to be understood as meaning a component which, at least in the relevant area to be tested, has the same geometry as the components which are to be checked for faults.

Das Referenzbauteil weist ferner zweckmäßiger Weise in dem relevanten zu prüfenden Bereich deutlich weniger sowie deutlich kleinere Fehler auf, als die Bauteile, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu prüfen sind. Das Referenzbauteil ist dann im Verhältnis zu den zu prüfenden Bauteilen vergleichsweise fehlerfrei. Alternativ kann es – je nach Anwendung – auch zweckdienlich sein, dass eine maximale Fehleranzahl sowie eine maximale Fehlergröße für eine Referenz festgelegt werden und als Bauteile mit allenfalls wenigen Fehlern nur solche Bauteile erachtet werden, die sich unterhalb dieser absoluten Obergrenzen bewegen. The reference component also expediently has significantly fewer and significantly smaller errors in the relevant area to be tested than the components which are to be tested using the method according to the invention. The reference component is then relatively error-free in relation to the components to be tested. Alternatively, depending on the application, it may also be expedient for a maximum number of errors and a maximum error size to be defined for a reference, and only those components which are below these absolute upper limits to be considered as components with at most few errors.

Alternativ zu der Verwendung eines baugleichen Referenzbauteils für die Erstellung eines Referenzmesssignals kann gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass als ortsabhängige Referenzmesssignale Messsignale verwendet werden, welche bei einem früheren Prüfvorgang erfasst wurden, bei dem der Wirbelstromprüfkopf entlang der vorgegebenen Prüfstrecke an einem zu dem zu prüfenden Bauteil baugleichen Bauteil verfahren wurde, welches als wenige bis keine Fehler aufweisend beurteilt wurde. In diesem Falle ist es nicht erforderlich, dass ein Referenzbauteil bereitgestellt und an diesem Referenzmesssignale erfasst werden. Vielmehr kommen alternativ dazu Messsignale als Referenz zum Einsatz, welche bei einer früheren Prüfung eines baugleichen Bauteils erfasst worden sind. Beispielsweise kann aus einer Mehrzahl von ortsaufgelösten Messsignalen, die erfasst wurden, indem der Wirbelstromprüfkopf entlang der vorgegebenen Prüfstrecke an mehreren baugleichen Bauteilen mit wenigstens einer Geometrieänderung verfahren wurde, die Messkurve mit dem glattesten Verlauf identifiziert und diese als Referenz im Sinne der Erfindung verwendet werden. Um die ortsaufgelösten Messsignale mit dem glattesten Verlauf zu identifizieren können die an mehreren Bauteilen erfassten Messsignale jeweils in einem Graphen über den Ortskoordinaten der vorgegebenen Prüfstrecke aufgetragen werden. Alternatively to the use of an identical reference component for the generation of a reference measurement signal can be provided according to a further embodiment that are used as location-dependent reference measurement signals measurement signals which were detected in an earlier test procedure, wherein the Wirbelstromprüfkopf along the predetermined test track at one to be tested Component identical component was method, which was judged to have a few to no error. In this case, it is not necessary that a reference component be provided and detected at this reference measurement signals. Rather, as an alternative to measurement signals are used as a reference, which have been detected in a previous examination of a component of the same design. For example, from a plurality of spatially resolved measurement signals, which were detected by moving the eddy current probe along the predetermined test track on a plurality of identical components with at least one change in geometry, the measurement curve can be identified with the smoothest curve and used as a reference in the sense of the invention. In order to identify the spatially resolved measurement signals with the smoothest curve, the measurement signals recorded on several components can each be plotted in a graph above the location coordinates of the given test track.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner der Wirbelstromprüfkopf entlang einer vorgegebenen Prüfstecke verfahren, die sich bis in wenigstens einen Endbereich des zu prüfenden Bauteils erstreckt und ist insbesondere wenigstens eine Geometrieänderung durch einen das zu prüfende Bauteil abschließenden Rand gegeben. Nach dieser Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren für die Prüfung eines Bauteilbereichs angewendet, in dem ein Endbereich, insbesondere einen Randbereich des Bauteils liegt. In a further development of the method according to the invention, the eddy current test head is further moved along a predetermined test piece which extends into at least one end region of the component to be tested and is in particular given at least one change in geometry by an edge terminating the test component. According to this embodiment, the method according to the invention is used for the examination of a component region in which an end region, in particular an edge region of the component, is located.

Erstreckt sich die vorgegebene Prüfstrecke bis in wenigstens einen Endbereich des Bauteils, so ist darüber hinaus die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders zweckmäßig, wenn bevorzugt Bauteile geprüft werden, die mit hoher Wahrscheinlichkeit in dem wenigstens einen Endbereich, bevorzugt in unmittelbarer Näher zu einem Rand, Fehler wie Risse oder dergleichen aufweisen. Derartige Bauteile sind insbesondere Bauteile, die durch deren konkrete Verwendung in wenigstens einem Randbereich besonders stark beansprucht sind. Im Turbinenbereich ist dies beispielsweise bei Wellenklauen von Turbinenläufern, die die Schaufelfüße halten der Fall. Moreover, if the predetermined test track extends into at least one end region of the component, the application of the method according to the invention is particularly expedient if components are tested which, with high probability, are errors in the at least one end region, preferably in immediate proximity to an edge such as cracks or the like. Such components are in particular components which are particularly stressed by their concrete use in at least one edge region. In the turbine area, this is the case, for example, with shaft claws of turbine rotors that hold the blade roots.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen: In the drawing, the invention with reference to an embodiment is illustrated in more detail. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines zu prüfenden Bauteils in der Aufsicht, 1 a schematic representation of a component to be tested in the supervision,

2 einen Graphen mit einem Spannungs-Messsignal, welches entlang einer vorgegebenen Messstrecke an dem in 1 dargestellten Bauteil erfasst wurde, 2 a graph with a voltage measurement signal, which along a predetermined measurement path at the in 1 has been detected,

3 einen Graphen mit einem Spannungs-Referenz-Messsignal, welches entlang der vorgegebenen Messstrecke an einem Referenzbauteil erfasst wurde, welches zu dem in 1 dargestellten Bauteil baugleich ist, und 3 a graph with a voltage reference measurement signal, which detects along the predetermined measurement path to a reference component which was added to the in 1 shown component is identical, and

4 einen Graphen, indem das in 2 dargestellte Spannungs-Messsignal und das in 3 dargestellte Spannungs-Referenzmesssignal gemeinsam dargestellt sind. 4 a graph by the in 2 shown voltage measurement signal and the in 3 shown voltage reference measurement signal are shown together.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines metallischen Bauteils 1 in der Aufsicht, welches eine wellenförmige Struktur an seiner Oberseite aufweist. Auf dem Bauteil 1 liegt von oben eine Führungsschiene 2 auf, die an ihrer Unterseite in ihrer Form an die wellenförmige Kontur der Oberseite des Bauteils 1 angepasst ist. Mittels der angepassten Führungsschiene 2 ist ein Wirbelstromprüfkopf 3 in einem vorgegebenen Abstand zu der Oberfläche des Bauteils 1 linear verfahrbar an diesem positioniert. Konkret kann die Führungsschiene 2 von Hand oder auch motorisierten angetrieben entlang der Oberseite des Bauteils 1 nach rechts oder links verschoben werden, um den an ihr gehaltenen Wirbelstromprüfkopf 3 entlang einer vorgegebenen Prüfstrecke, die sich von dem linken Rand 4 bis zu dem rechten Rand 5 des Bauteils 1 erstreckt, an dem Bauteil 1 zu verfahren. The 1 shows a schematic representation of a metallic component 1 in the plan view, which has a wavy structure on its upper side. On the component 1 is a guide rail from above 2 on, at their base in their shape to the wavy contour of the top of the component 1 is adjusted. By means of the adapted guide rail 2 is an eddy current probe 3 at a predetermined distance to the surface of the component 1 linearly movable at this position. Specifically, the guide rail 2 by hand or motorized driven along the top of the component 1 be moved to the right or left to the eddy current probe held on her 3 along a given test track, extending from the left edge 4 up to the right edge 5 of the component 1 extends to the component 1 to proceed.

Der Wirbelstromprüfkopf 3 umfasst eine in der 1 nicht erkennbare Erregerspule, mittels derer im aktiven Zustand in einem zu prüfenden Bereich, der sich entlang der vorgegebenen Prüfstrecke in dem Bauteil erstreckt, Wirbelströme induziert werden. Konkret wird ein magnetisches Wechselfeld von der Erregerspule erzeugt, welches in dem zu prüfenden Bereich des Bauteils 1 Wirbelströme in dem Bauteilmaterial hervorruft. Die Wirbelströme verursachen ihrerseits ein magnetisches Wechselfeld, welches mit einer in der 1 nicht erkennbaren Detektorspule in dem Wirbelstromprüfkopf gemessen wird. Fehler im Material des Bauteils 1 wie etwa Risse oder dergleichen haben einen charakteristischen Einfluss auf das gemessene magnetische Wechselfeld, worüber die Fehler messtechnisch erfassbar sind. The eddy current probe 3 includes one in the 1 unrecognizable excitation coil, by means of which in the active state in a region to be tested, which extends along the predetermined test track in the component, eddy currents are induced. Specifically, a magnetic alternating field is generated by the excitation coil, which in the area to be tested of the component 1 Causes eddy currents in the component material. The eddy currents in turn cause a magnetic alternating field, which with a in the 1 unrecognizable detector coil is measured in the Wirbelstromprüfkopf. Error in the material of the component 1 such as cracks or the like have a characteristic influence on the measured alternating magnetic field, over which the errors can be detected metrologically.

Die ortsabhängige Erfassung von Messsignalen erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, indem eine in der Detektionsspule des Wirbelstromprüfkopfs 3 induzierte Spannung gemessen wird. Die Spannung ändert sich, wenn der Wirbelstromprüfkopf 3 über einen Bereich des Bauteils 1 gefahren wird, in dem sich ein Riss oder dergleichen befindet. Die Spannung ändert sich ebenfalls, wenn der Wirbelstromprüfkopf 3 in einen Bereich des Bauteils 1 verfahren wird, in dem sich eine unstetige Geometrieänderung befindet. Bei dem in 1 dargestellten Bauteil sind unstetige Geometrieänderungen im Bereich der vorgegebenen Prüfstrecke durch den linken Rand 4 und den rechten Rand 5 des Bauteils 1 gegeben. The location-dependent detection of measurement signals is carried out in the illustrated embodiment by one in the detection coil of the Wirbelstromprüfkopfs 3 induced voltage is measured. The voltage changes when the eddy current probe 3 over an area of the component 1 is driven, in which there is a crack or the like. The voltage also changes when the eddy current probe 3 into an area of the component 1 is moved, in which there is a discontinuous geometry change. At the in 1 Component shown are unsteady geometry changes in the range of the specified test track through the left edge 4 and the right edge 5 of the component 1 given.

In dem Bauteil befinden sich insgesamt vier in der 1 horizontal orientierte Risse 6–9, die Tiefen von 1 mm, 2 mm und 3 mm aufweisen. In the component there are four in total 1 horizontally oriented cracks 6 - 9 which have depths of 1 mm, 2 mm and 3 mm.

Um das Bauteil 1 zerstörungsfrei auf Fehler zu überprüfen, insbesondere um den Ort und die Tiefe der Risse 6–9 zu ermitteln, wird der Wirbelstromprüfkopf 3 entlang der vorgegebenen Prüfstrecke von dem linken Rand 4 zu dem rechten Rand 5 des Bauteils 1 verfahren, indem die Führungsschiene 2 entsprechend bewegt wird. Die Erregerspule des Wirbelstromprüfkopfes 3 ist währenddessen aktiv, so dass Wirbelströme in dem zu prüfenden Bereich des Bauteils 1, der sich entlang der vorgegebenen Prüfstrecke erstreckt, induziert werden. To the component 1 non-destructive to check for faults, especially around the location and the depth of the cracks 6 - 9 to determine the eddy current probe 3 along the given test track from the left edge 4 to the right edge 5 of the component 1 proceed by the guide rail 2 is moved accordingly. The exciter coil of the eddy current probe 3 is meanwhile active, so that eddy currents in the area of the component to be tested 1 , which extends along the given test track, induced.

Während der aktive Wirbelstromprüfkopf 3 entlang der Prüfstrecke verfahren wird, wird die in der Detektionsspule des Wirbelstromprüfkopfes 3 induzierte Spannung als Messsignal ortsaufgelöst erfasst. While the active eddy current probe 3 is moved along the test section, which is in the detection coil of the Wirbelstromprüfkopfes 3 induced voltage detected as a measured signal spatially resolved.

An den Stellen, an denen Risse in dem Bauteil 1 vorhanden sind, ändert sich die induzierte Spannung. Das Messsignal wird darüber hinaus auch durch die beiden Ränder 4, 5 des Bauteils 1 beeinflusst. Im Randbereich hat die erfasste Spannung daher unabhängig von dem Vorhandensein von Fehlern einen anderen Wert als in ausreichender Entfernung von den Rändern 4, 5. In the places where cracks in the component 1 are present, the induced voltage changes. The measuring signal is also indicated by the two edges 4 . 5 of the component 1 affected. Therefore, in the peripheral region, the detected voltage has a different value regardless of the presence of errors than at a sufficient distance from the edges 4 . 5 ,

In der 2 ist das Ergebnis der Messung dargestellt. In dem Graphen ist die gemessene induzierte Spannung in der Detektionsspule des Wirbelstromprüfkopfes 3 über die Ortskoordinate in X-Richtung, also die sich in 1 horizontal von links nach rechts erstreckende Richtung aufgetragen. Wie man erkennen kann, weist das Signal fünf Spannungs-Peaks P₁–P₅ auf. Drei der Peaks P₂–P₄ liegen im zentralen Bereich der abgefahrenen Prüfstrecke, also im zentralen Bereich des Bauteils 1. Diese Peaks P₂–P₄ haben drei unterschiedliche Höhen, die einer Risstiefe von 3 mm für den Riss 6, 2 mm für den Riss 7 und 1 mm für den Riss 8 entsprechen. Zwei weitere, nämlich der linke und der rechte Peak P₁, P₅ liegen in den Randbereichen der Prüfstrecke. Diese Peaks P₁, P₅ wurden entsprechend an dem linken und dem rechten Bauteilrand 4, 5 erfasst. In the 2 is the result of the measurement shown. In the graph, the measured induced voltage is in the detection coil of the eddy current probe 3 about the location coordinate in the X direction, so in 1 applied horizontally from left to right extending direction. As can be seen, the signal has five voltage peaks P ₁ -P ₅ . Three of the peaks P ₂ -P ₄ lie in the central area of the worn test track, ie in the central area of the component 1 , These peaks P ₂ -P ₄ have three different heights, which have a crack depth of 3 mm for the crack 6 , 2 mm for the crack 7 and 1 mm for the crack 8th correspond. Two more, namely the left and the right peak P ₁ , P ₅ are located in the edge regions of the test track. These peaks P ₁ , P ₅ were correspondingly at the left and the right edge of the component 4 . 5 detected.

Es kann in den Randbereichen nicht erkannt werden, ob an diesen Stellen Risse liegen und insbesondere kann die Tiefe von gegebenenfalls vorhandenen Rissen nicht aus den Peaks P₁, P₅ ermittelt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in 2 ist konkret in dem Peak P₅ das Signal von dem rechten Riss 9 von dem Signal des rechten Randes 5 des Bauteils 1 überlagert. It can not be recognized in the edge regions whether there are cracks at these points and, in particular, the depth of cracks which may be present can not be determined from the peaks P ₁ , P ₅ . In the illustrated embodiment in 2 is specifically in the peak P ₅ the signal from the right crack 9 from the signal of the right edge 5 of the component 1 superimposed.

Erfindungsgemäß werden, um die Identifizierung und Vermessung von Rissen im Bereich des rechten und linken Randes 4, 5 des Bauteils 1 zu ermöglichen, von der in 2 dargestellten ortsabhängigen Messsignal-Kurve Referenzmesssignale subtrahiert, welche zuvor entlang der vorgegebenen Prüfstrecke an einem zu dem zu prüfenden Bauteil 1 baugleichen Bauteil erfasste wurde. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Referenzmesssignal verwendet, welches erhalten wurde, indem der Wirbelstromprüfkopf 3 entlang der vorgegebenen Prüfstrecke an einem in den Figuren nicht dargestellten Referenzbauteil verfahren und dabei die in der Detektionsspule induzierte Spannung erfasst wurde. Als Referenzbauteil wurde ein baugleiches Bauteil verwendet, welches in dem zu prüfenden Bereich entlang der Prüfstrecke nur wenige Risse aufweist und deren die Tiefe der zu messenden Risse 6–9 von 1–3 mm deutlich unterschreitet. According to the invention, the identification and measurement of cracks in the area of the right and left edges 4 . 5 of the component 1 to allow from the in 2 shown location-dependent measurement signal curve subtracts reference measurement signals, which previously along the given test track on a component to be tested 1 identical component was detected. In the illustrated embodiment, a reference measurement signal is used, which was obtained by the Wirbelstromprüfkopf 3 along the predetermined test track moved on a reference component, not shown in the figures and while the voltage induced in the detection coil has been detected. The reference component used was a structurally identical component which has only a few cracks in the area to be tested along the test section and whose depth of the cracks to be measured 6 - 9 1-3 mm clearly below.

Die an dem Referenzbauteil erhaltenen Referenzmesssignale sind in dem in 3 dargestellten Graphen über der vorgegebenen Prüfstrecke (in X-Richtung) aufgetragen. Die Referenzmesssignalkurve umfasst zwei Peaks P₁, P₆, obwohl in dem Referenzbauteil keine Risse bzw. zumindest keine Risse nennenswerter Tiefe Bereich vorhanden sind. Die beiden Peaks P₁, P₆ sind durch die unstetigen Geometrieänderungen, konkret durch den linken und den rechten Rand 4, 5 des baugleichen Referenzbauteils verursacht. The reference measurement signals obtained at the reference component are in the in FIG 3 Plotted graph over the given test track (in the X direction) plotted. The reference measurement signal curve comprises two peaks P ₁ , P ₆ , although no cracks or at least no cracks of appreciable depth are present in the reference component. The two peaks P ₁ , P ₆ are due to the unsteady geometry changes, specifically by the left and the right edge 4 . 5 caused the identical reference component.

Erfindungsgemäß werden die ortsabhängig erfassten Messsignal-Werte mit den Referenzmesswerten verglichen, um den Einfluss der Geometrieänderungen zu ermitteln und insbesondere die Messsignale von diesem zu bereinigen. Konkret werden die in dem Graphen von 3 dargestellten ortsaufgelösten Referenzmesswerte von den in dem Graphen in 2 dargestellten Messwerten an zueinander korrespondierenden Ortskoordinaten subtrahiert. Hierdurch werden die erfassten Messwerte von dem durch die Bauteilränder 4, 5 verursachten Einfluss bereinigt. According to the invention, the location-dependent measured signal values are compared with the reference measured values in order to determine the influence of the geometry changes and, in particular, to correct the measurement signals therefrom. Specifically, those in the graph of 3 shown spatially resolved reference measurements of the in the graph in 2 Subtracts measured values shown at mutually corresponding location coordinates. As a result, the recorded measured values of the by the component edges 4 . 5 adjusted influence.

So wird der vierte Riss 9, welcher sich bis zu dem rechten Rand 5 des Bauteils 1 erstreckt und dessen Signal von dem durch den rechten Rand 5 verursachten Signal in 2 in dem Peak P₅ überlagert ist, sichtbar und dessen Tiefe kann, nachdem erfindungsgemäß der rechte Peak P₅ von dem Randeinfluss bereinigten wurde, aus der Höhe des bereinigten Peaks bestimmt werden. Dies ist in 4 verdeutlicht, in welcher das Messsignal aus 2 und das Referenzmesssignal aus 3 gemeinsam dargestellt sind. Die Differenz der Höhe des gemessenen Peaks P₅ in der Messsignalkurve (vgl. 2) und der Höhe des durch den rechten Bauteilrand 5 verursachten rechten Peaks P₆ in der Referenzmesssignalkurve (vgl. 3) entspricht dem tatsächlich durch den am rechten Rand 5 liegenden Riss 9 verursachten Signal, aus welchem die Tiefe des Risses 9 ermittelt werden kann. Die Bestimmung der Risstiefe erfolgt nach der erfindungsgemäßen Subtraktion der Referenzsignale beispielsweise in an sich bekannter Weise, indem die Höhe des Peaks von Riss 9 mit der Höhe des Peak eines Risses verglichen wird, dessen Tiefe bekannt ist. Vorliegend hat der Riss 9, genau wie der Riss 8, eine Tiefe von 1 mm. This is the fourth crack 9 which is up to the right edge 5 of the component 1 extends and its signal from that through the right edge 5 caused signal in 2 is visible in the peak P ₅ , and its depth can be determined from the height of the adjusted peak after the right peak P _{5 has been} cleaned from the edge influence according to the invention. This is in 4 clarifies in which the measurement signal off 2 and the reference measurement signal off 3 are shown together. The difference between the height of the measured peak P ₅ in the measurement signal curve (cf. 2 ) and the height of the right through the component edge 5 caused right peaks P ₆ in the Referenzmesssignalkurve (see. 3 ) is actually the same as the one on the right 5 lying crack 9 caused signal, from which the depth of the crack 9 can be determined. The determination of the crack depth is carried out after the inventive subtraction of the reference signals, for example in a conventional manner, by the height of the peak of crack 9 is compared with the height of the peak of a crack whose depth is known. In the present case has the crack 9 , just like the crack 8th , a depth of 1 mm.

Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es möglich, aus erfassten Messsignalen auch einen Riss 9, welcher im Bereich einer Geometrieänderung, konkret am rechten Bauteilrand 5 liegt, zuverlässig zu lokalisieren und dessen Größe zu bestimmen. Im Ergebnis wird eine besonders zuverlässige zerstörungsfreie Prüfung von Bauteilen unter Induzierung von Wirbelströmen möglich. Auch Bauteile, die in einem Randbereich besonders beansprucht sind können erfindungsgemäß auf Fehler geprüft werden. Using the method according to the invention, it becomes possible to also detect a crack from detected measurement signals 9 , which in the area of a geometry change, specifically on the right edge of the component 5 lies, reliably locate and determine its size. As a result, a particularly reliable non-destructive testing of components by inducing eddy currents is possible. Also, components that are particularly stressed in an edge region can be checked according to the invention for errors.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Method for non-destructive testing of a component ( 1 ) in a component region in which at least one change in geometry, in particular an edge, a step, an edge ( 4 . 5 ) or the like, comprising the steps - over the component area to be tested, an eddy current test head ( 3 ) along a predetermined test track to detect eddy currents in the component ( 1 ), - measuring signals are detected in a location-dependent manner along the given test track in order to obtain information about errors such as cracks ( 6 - 9 ) or the like in the component ( 1 ), the measurement signals acquired in a location-dependent manner are compared with location-dependent reference measurement signals which correspond to measurement signals which are transmitted along the given test track to a component to be tested ( 1 ) identically constructed component with few to no errors were detected in the component area to be tested, and - the location-dependent detected measurement signals are evaluated taking into account the comparison with the reference measurement signals to identify defects in the component area to be tested and in particular to determine their size.

A method according to claim 1, characterized in that the location-dependent reference measurement signals for the comparison of the location-dependent measurement signals are subtracted.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that are used as location-dependent reference measuring signals measuring signals which were detected in a reference measurement, wherein the Wirbelstromprüfkopf ( 3 ) along the predetermined test pieces on a component to be tested ( 1 ) reference component was moved, which had few to no errors in the component to be tested area.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that are used as location-dependent reference measuring signals measuring signals which were detected in an earlier test procedure, wherein the Wirbelstromprüfkopf ( 3 ) along the predetermined test track on a component to be tested ( 1 ) identical component was assessed, which was judged to have a few to no error.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Wirbelstromprüfkopf ( 3 ) is moved along a predetermined test piece, which extends into at least one end region of the component to be tested ( 1 ) and in particular at least one geometry change by a component to be tested ( 1 ) final border ( 4 . 5 ) given is.

Method according to claim 5, characterized in that preferably components ( 1 ), which with high probability in the at least one end region, preferably in immediate proximity to an edge ( 4 . 5 ), Defects, especially cracks ( 6 - 9 ) or the like.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the location-dependent measurement signal and the location-dependent reference measurement signal with the Wirbelstromprüfkopf ( 3 ), in particular with a coil of the eddy current test head ( 3 ).

Method according to Claim 7, characterized in that impedance values of a coil of the eddy current test probe (15) are used as measurement signals and as reference measurement signals. 3 ) are detected as a function of location along the given test track or that as measuring signals and as reference measuring signals in a coil of the eddy current test head ( 3 ) induced voltage values along the given test track are detected location-dependent.