DE102016110487A1

DE102016110487A1 - Sondenanordnung, die ein konstantes Abheben für die Inline-Stab-Rohrprüfung bereitstellt

Info

Publication number: DE102016110487A1
Application number: DE102016110487.6A
Authority: DE
Inventors: Denis Faucher
Original assignee: Olympus Scientific Solutions Americas Corp
Current assignee: Olympus Scientific Solutions Americas Corp
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2036-06-08
Also published as: DE102016110487B4; CN106404897B; US20170030867A1; CN106404897A; US9746446B2

Abstract

Es wird ein Sondenhalter für die Inline-Kontrolle der Oberfläche von Stäben aus hochwertigen Legierungen offenbart. Um die volle Abdeckung der kontrollierten Oberfläche zu erreichen, wird der Stab gedreht, während entweder der Stab oder der Sondenhalter verschoben wird. Dadurch, dass ermöglicht wird, dass sich die Sonde unter ihrem Eigengewicht frei bewegt, während die Bewegung auf eine nur in der radialen Richtung des Stabs beschränkt wird, stellt der Sondenhalter der Erfindung ein konstantes Sondenabheben sicher. Um eine Beschädigung der kontrollierten Oberfläche zu vermeiden, ist der Abhebeabstand durch einen Abstandshalter definiert, der aus einem weichen Material hergestellt ist. Obgleich der Abstandshalter weich ist, wird sein Verschleiß wegen Reibung mit dem sich drehenden Stab dadurch minimiert, dass der Druck zwischen dem Abstandshalter und dem Stab minimiert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der größte Teil des Einrichtungsgewichts auf zwei Rollen ruht, wobei nur das viel kleinere Gewicht der Sonde auf dem Abstandshalter ruht.

Description

FACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Sonden wie etwa Wirbelstrom- oder Ultraschallsonden für die zerstörungsfreie Inline-Prüfung/Kontrolle (NDT/NDI) von Fehlern der Oberfläche oder in der Nähe der Oberfläche in Stäben aus hochwertigen Legierungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der Begriff ”inline” bezieht sich auf die ununterbrochene NDT/NDI, die innerhalb der Fertigungsstraße stattfindet, in der eine Legierung hergestellt oder endbearbeitet wird. Die Prüfung findet ununterbrochen statt, während das Endprodukt aus der Fertigungsstraße kommt, wobei ihr Zweck darin besteht sicherzustellen, dass die Oberfläche der hochwertigen Legierung glatt und ohne Fehler, Risse oder Kratzer ist. Die zu kontrollierenden Stäbe sind allgemein zylinderförmig, wobei die Länge der Achse des Zylinders üblicherweise viel größer als sein Durchmesser ist. Im Folgenden wird eine Richtung parallel zu der Achse des Stabs als eine ”axiale” Richtung bezeichnet und eine Richtung senkrecht zu der Achse des Stabs als eine ”radiale” Richtung bezeichnet. Die Stabzylinder können vollständig aus massivem Material bestehen oder können die Form einer Röhre oder eines Rohrs mit einem Außendurchmesser und mit einem Innendurchmesser aufweisen. Üblicherweise wird die Prüfung dadurch ausgeführt, dass eine oder mehrere Sonden in der Nähe der Oberfläche des zu kontrollierenden Stabs angeordnet werden und der Stab daraufhin schnell um seine Achse gedreht wird, während entweder der Stab oder die Sonden in einer axialen Richtung verschoben werden. Der Zweck der Drehung und Verschiebung ist es sicherzustellen, dass alle Teile der zu prüfenden Oberfläche ausreichend nahe an einer oder an mehreren Sonden vorbeigehen, so dass Fehler mit ausreichender Empfindlichkeit detektiert werden können.
Die Verwendung von Wirbelstromsonden für die Kontrolle in der Nähe der Oberfläche ist im Fachgebiet gut bekannt. Die Sonde kann die Form einer einzelnen Spule aufweisen oder es kann eine Anordnung von Spulen geben, die in verschiedenen Orientierungen angeordnet sind, um die Empfindlichkeit und die Effizienz der Defektdetektion zu verbessern. Die Amplitude des Signals, das durch eine Sonde aufgrund eines Defekts detektiert wird, ist eine sensible Funktion des Abstands zwischen der Sonde und der kontrollierten Oberfläche. Üblicherweise wird dieser Abstand als der ”Abhebe”-Abstand bezeichnet. Um sicherzustellen, dass Defekte desselben Typs und derselben Größe zu derselben detektierten Signalamplitude führen, ist es wesentlich, zu allen Zeiten ein konstantes Abheben aufrechtzuerhalten.
Das Aufrechterhalten eines konstanten Abhebens unter Bedingungen der Inline-Prüfung, wobei es eine schnelle und ununterbrochene Relativbewegung zwischen der Sonde und der kontrollierten Oberfläche gibt, ist im Stand der Technik eine erhebliche Schwierigkeit. Das Problem wird durch die Tatsache verschärft, dass der Stab, der geprüft wird, häufig nicht ideal rund ist und/oder dass die Drehung des Stabs exzentrisch ist. Auf jeden Fall erfordert die Aufrechterhaltung eines konstanten Abhebens, dass sich die Sondenposition in der radialen Richtung schnell hin- und herbewegen muss, während sich der Stab dreht.
Eine Lösung des Standes der Technik ist es, zwischen der Sonde und der Oberfläche einen Abstandshalter zu nutzen und auf den Abstandshalter, häufig mit dem gesamten Gewicht der Sonde und der Einrichtungsanordnung oder möglicherweise mittels einer bestimmten anderen externen Kraft, einen Druck auszuüben. Der Druck stellt sicher, dass der Abstandshalter immer in engem Kontakt mit der sich drehenden Oberfläche bleibt, wobei aber zugelassen sein muss, dass sich die Sonde bewegt, um zu berücksichtigen, dass der Stab unrund ist oder dass die Drehung exzentrisch ist.
Bei dieser Vorgehensweise des Standes der Technik gibt es mehrere Probleme. Falls der Abstandshalter aus einem harten Material hergestellt ist, neigt der Druck dazu, die kontrollierte Oberfläche zu beschädigen, indem er Kratzer verursacht. Falls der Abstandshalter andererseits aus einem weichen Material hergestellt ist, führt die Relativbewegung mit hoher Geschwindigkeit zwischen dem weichen Material und der Legierungsoberfläche zu einem schnellen Verschleiß des weichen Abstandshalters. Während der Abstandshalter verschleißt, ändert sich das Abheben, was zu Detektionsfehlern führt, bis der Abstandshalter während einer Wartungsprozedur, die die Produktion unterbricht, ersetzt werden kann.
Ein weiteres Problem bei den Lösungen des Standes der Technik ist, dass die Bewegung der Sonde, während sich der Stab dreht, genau auf die radiale Richtung des Stabs ausgerichtet sein muss. Irgendeine Drehung der Sonde oder Verschiebung parallel zu der Oberfläche des Stabs führt zu Defektdetektionsfehlern.
Ein nochmals anderes Problem bei Lösungen des Standes der Technik ist, dass der Sondenhalter für einen bestimmten Stabdurchmesser angepasst ist. Das heißt, dass der Sondenhalter jedes Mal, wenn die Stabgröße geändert wird, ersetzt und/oder neu eingestellt werden muss, was häufig eine arbeitsaufwendige Operation ist, die zu einer kostspieligen Unterbrechung der Produktion führt.
Ein abermals anderes Problem bei Lösungen des Standes der Technik ist, dass der Sondenhalter häufig nicht ermöglicht, dass die Sonde bis zu dem äußersten Ende eines Stabs in guter Ausrichtung verwendet wird. Das heißt, jeder Stab hat an seinen Enden einen Bereich, der nicht auf Oberflächenqualität kontrolliert wurde.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung ist es, Probleme bei Lösungen des Standes der Technik zu verringern. Die Erfindung ist eine Sondenhalteranordnung, die einen Rahmen mit zwei befestigten Rollen und mit mechanischen Verbindungsgliedern, die eine Sonde an dem Rahmen befestigen, umfasst. Das Gewicht der Sondenhalteranordnung ruht auf den Rollen, die mit der Oberfläche des zu kontrollierenden Stabs in Kontakt stehen und die sich in entgegengesetzter Drehung zu der Drehung des Stabs drehen. Die mechanischen Verbindungsglieder ermöglichen die Bewegung der Sonde nur in der radialen Richtung des Stabs, wobei die radiale Richtung als senkrecht zu der Ebene durch die Achsen der Rollen in Kontakt mit der Oberfläche des Stabs stabil definiert ist. Der Fuß der Sonde in nächster Nähe zu den Wirbelstromspulen umfasst einen Abstandshalter, der den Abhebeabstand definiert. Der Abstandshalter ist aus einem weichen Material hergestellt, um eine Beschädigung der kontrollierten Oberfläche zu vermeiden, wobei es aber zwischen dem Abstandshalter und der kontrollierten Oberfläche sehr wenig Druck gibt, wodurch ein übermäßiger Verschleiß des Abstandshalters vermieden wird, da das meiste Gewicht der Sondenhalteranordnung auf den Rollen ruht. Der Abstandshalter ist in der axialen Richtung des Stabs lang, was den Flächeninhalt des Abstandshalters erhöht, wodurch der Druck zwischen dem Abstandshalter und der kontrollierten Oberfläche weiter verringert wird. Die Rollen sind in der axialen Richtung ebenfalls lang, was ermöglicht, dass die Sonde bis zu dem äußersten Ende eines Stabs in guter Ausrichtung verwendet wird. Der zulässige Bewegungsbereich der Sonde in der radialen Richtung reicht aus, um die Kontrolle von Stäben mit einem weiten Bereich von Durchmessern zu ermöglichen, ohne dass irgendeine Einstellung an der Sondenhalteranordnung vorgenommen zu werden braucht. Außerdem dient die Bewegung der Sonde dazu sicherzustellen, dass sich das Sondenabheben nicht ändert, falls sich die Rollendurchmesser wegen Verschleiß ändern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Nutzung eines Abstandshalters, der aus einem weichen Material hergestellt ist, einen konstanten Abhebeabstand aufrechtzuerhalten, um eine Beschädigung der kontrollierten Oberfläche zu verhindern.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Gewicht der Sondenhalteranordnung auf zwei Rollen ruhend zu haben, wobei nur das viel geringere Gewicht der Sonde auf dem Abstandshalter ruht, wodurch der verringerte Druck zwischen dem Abstandshalter und der kontrollierten Oberfläche den Verschleiß an dem Abstandshalter verringert.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abstandshalter zu haben, der in der axialen Richtung lang ist, wodurch die Fläche des Abstandshalters erhöht ist und sowohl der Druck zwischen dem Abstandshalter und der kontrollierten Oberfläche als auch der Verschleiß an dem Abstandshalter weiter verringert ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sonde zu haben, die mittels mechanischer Verbindungsglieder, die die freie Bewegung der Sonde nur in der radialen Richtung des Stabs ermöglichen, an dem Rahmen der Sondenhalteranordnung befestigt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sondenhalter zu haben, der weder eine Einstellung noch einen Ersatz erfordert, wenn Stäbe mit unterschiedlichem Durchmesser kontrolliert werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sondenhalter zu haben, in dem das Abheben unabhängig von irgendeiner Durchmesseränderung der Rollen wegen Verschleiß ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sondenhalter zu haben, in dem das Abheben selbst dann konstant bleibt, wenn das Rohr unrund ist oder sich exzentrisch dreht.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sondenhalter zu haben, der die Kontrolle bis zu dem äußersten Ende des Stabs ermöglicht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung des Sondenhalters und der Sonde in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
2A ist ein schematischer Querschnitt des Sondenhalters und der Sonde während der Kontrolle eines Stabs mit kleinem Durchmesser in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
2B ist ein schematischer Querschnitt des Sondenhalters und der Sonde während der Kontrolle eines Stabs mit großem Durchmesser in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Sonde und der Rollen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt eine Sondenanordnung 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Die Sondenanordnung 1 enthält eine Sonde 22 und eine Sondenhalteranordnung 2. Die Sondenhalteranordnung 2 umfasst einen Rahmen 10, Rollen 12a und 12b und mechanische Verbindungsglieder 18, 18a, 20 und 20a. Die mechanischen Verbindungsglieder 18 und 18a sind mittels frei drehbarer Drehgelenke 181 und 181a (nicht gezeigt) an einem Ende an dem Rahmen 10 und mittels frei drehbarer Drehgelenke 182 und 182a (nicht gezeigt) an dem anderen Ende an der Sonde 22 befestigt. Die mechanischen Verbindungsglieder 20 und 20a sind mittels frei drehbarer Drehgelenke 201 und 201a (nicht gezeigt) an einem Ende an dem Rahmen 10 und mittels frei drehbarer Drehgelenke 202 und 202a (nicht gezeigt) an dem anderen Ende an der Sonde 22 befestigt. Die Rollen 12a und 12b sind allgemein zylindrisch und sind in der Weise an dem Rahmen 10 befestigt, dass sie sich um ihre jeweiligen Achsen frei drehen können, wobei die Achsen aber in einer festgesetzten geometrischen Beziehung zu dem Rahmen 10 stehen. Die Außenoberflächen der Rollen 12a und 12b stehen mit der Außenoberfläche 16 eines Stabs 14, der kontrolliert wird, in Kontakt und die Rollen 12a und 12b können sich in Gegenrichtung zu der Drehung des Stabs 14 frei drehen. Eine axiale Richtung 15 ist als mit der Achse des zylindrischen Stabs 14 zusammenfallend oder parallel zu ihr definiert.
Noch weiter anhand von 1 sind die mechanischen Verbindungsglieder 18, 18a, 20 und 20a und die frei drehbaren Drehgelenke 181, 181a, 182, 182a, 201, 201a, 202 und 202a so ausgelegt, dass sich die Sonde 22 frei bewegen kann, wobei die Bewegung aber auf eine lineare und senkrechte zu der Ebene durch die Achsen der zwei Rollen beschränkt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sondenhalter so ausgerichtet, dass die Achsen der Rollen in einer horizontalen Ebene liegen, wobei die Bewegung der Sonde 22 in diesem Fall auf eine vertikale beschränkt ist. Allerdings sind andere Orientierungen möglich und liegen im Schutzumfang der Erfindung.
In der bevorzugten Ausführungsform ruht das gesamte Gewicht des Sondenhalters auf Rollen 12a und 12b. Da sich die Sonde vertikal frei bewegen kann, stellt ihr Gewicht immer sicher, dass der Fuß der Sonde auf der Oberfläche 16 des Stabs 14 ruht.
Es wird angemerkt, dass ein wichtiger neuer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass das Gewicht der Sondenhalteranordnung 2 von dem Gewicht der Sonde 22 getrennt ist. Ein weiterer wichtiger neuer Aspekt ist, dass das Gewicht der Sondenhalteranordnung auf Rollen, nicht auf der Sonde, ruht, während nur das kleinere Gewicht der Sonde auf einem Abstandshalter ruht, der, wie später in Verbindung mit 3 ausführlicher beschrieben wird, den Abhebeabstand bestimmt. Dies ermöglicht einen viel genaueren und gleichbleibenden Abhebeabstand und vermeidet durch das hohe Gewicht der gesamten Anordnung verursachte Kratzer an dem Prüfgegenstand.
Ein abermals sehr wichtiger neuer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist, dass die Sondenanordnung die freie Bewegung der Sonde in der axialen Richtung ermöglicht und dadurch während der gesamten Kontrolle einen guten Kontakt mit der kontrollierten Oberfläche und ein konstantes Abheben sicherstellt.
Weiter anhand von 1 gibt es während der Kontrolle eine Relativbewegung zwischen der Sondenanordnung 1 und der Außenoberfläche 16 des Stabs 14. Der Stab 14 kann sich drehen, was eine Gegendrehung der Rollen 12a und 12b verursacht. Alternativ kann sich die Sondenanordnung 1 in Umfangsrichtung um die Oberfläche des Stabs 14 bewegen. Der Stab 14 kann sich in der axialen Richtung verschieben, was eine Gleitbewegung zwischen den Oberflächen der Rollen 12a und 12b und der kontrollierten Oberfläche 16 verursacht. Alternativ kann sich die Sondenanordnung 1 in der axialen Richtung verschieben. Irgendeine oder mehrere der oben erwähnten Bewegungen, d. h. die Drehung des Stabs 14, die axiale Verschiebung des Stabs 14, die Umfangsbewegung der Sondenanordnung 1 oder die axiale Verschiebung der Sondenanordnung 1, liegen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
Es wird angemerkt, dass sowohl die Rollen 12a und 12b als auch die Sonde 22 in der axialen Richtung lang sind, so dass sie mit den Enden des Stabs überlappen können, während sie weiterhin eine stabile Ausrichtung der Sonde 22 relativ zu dem Stab 14 ermöglichen. Dies stellt sicher, dass das System die Oberfläche 16 über die ganze Strecke bis zum Ende des Stabs 14 kontrollieren kann.
Nunmehr übergehend zu 2A ist eine Querschnittsansicht der Sondenhalteranordnung 2 und der Sonde 22, während ein Stab 14a mit kleinem Durchmesser kontrolliert wird, gezeigt. Es wird angemerkt, dass der Rahmen 10 in 2A als aus zwei starr verbundenen Teilen 10a und 10b bestehend gezeigt ist. Mit dem Rahmen 10a sind mechanische Verbindungsglieder 18, 18a, 20 und 20a drehbar verbunden; die Achsen der Rollen 12a und 12b sind an dem Rahmen 10b befestigt, während weiterhin die Drehung der Rollen um ihre jeweiligen Achsen ermöglicht wird. Außerdem wird angemerkt, dass die Oberflächen der Rollen 12a und 12b und der Fuß der Sonde 22 alle mit der Oberfläche 16a des Stabs 14a in Kontakt stehen.
2B zeigt eine Schnittansicht der Sondenhalteranordnung 2 und der Sonde 22, während ein Stab 14b mit großem Durchmesser kontrolliert wird. In 2B ist nur der obere Teil des Stabs 14b gezeigt. Es wird angemerkt, dass sowohl die Oberflächen der Rollen 12a und 12b als auch der Fuß der Sonde 22 alle mit der Oberfläche 16b des Stabs 14b in Kontakt stehen. Allerdings unterscheidet sich die Orientierung der mechanischen Verbindungsglieder 18 und 20 in 2B von der Orientierung in 2A, was ermöglicht, dass sich die Sonde 22 nach unten bewegt, um die kleinere Krümmung des größeren Stabs 14b zu berücksichtigen. Die Bewegung der Sonde 22 nach unten findet wegen des Gewichts der Sonde 22 frei statt; es besteht keine Notwendigkeit, irgendeine Einstellung des Sondenhalters vorzunehmen, wenn von dem Stab 14a mit kleinem Durchmesser zu dem Stab 14b mit großem Durchmesser gewechselt wird. Darüber hinaus ist sowohl in 2A als auch in 2B der Druck zwischen dem Fuß der Sonde 22 und der Oberfläche 16b allein eine Folge des Gewichts der Sonde 22. Das größere Gewicht der Sondenhalteranordnung 2 ist durch Rollen 12a und 12b gestützt.
3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht der Sonde 22. Die Sonde 22 weist eine geometrische Mittellinie 46 auf und besteht aus einem Außengehäuse 40, aus einer Spulenanordnung 36, aus einer Schutzkappe 34 und aus einem weichen Abstandshalter 32. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Spulenanordnung 36 aus einer Anordnung von Wirbelstromspulen auf einer flexiblen Leiterplatte, die außerdem elektronische Bauelemente für den Betrieb der Spulen enthält. Allerdings enthält der Schutzumfang der Erfindung andere Arten von Sonden wie etwa Phased-Array-Ultraschallsondenanordnungen sowie irgendeinen Typ von Wirbelstromspulen einschließlich sowohl einzelner Spulen als auch Spulenanordnungen in irgendeiner Konfiguration. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Außengehäuse 40 an seinem unteren Ende geöffnet und ist das Ende durch eine Schutzkappe 34, die aus einer Keramik oder aus einem anderen nicht magnetischen Schutzmaterial hergestellt ist, verschlossen und der aktive Teil der Spulenanordnung 36, der eine Sensorfläche 44 aufweist, steht mit der Schutzkappe 34 in engem Kontakt. Allerdings kann die Schutzkappe 34 weggelassen werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Der weiche Abstandshalter 32 ist an dem untersten Teil des Außengehäuses 40 befestigt und steht über eine Berührungsfläche 42 mit der Oberfläche 16 des Stabs 14 in Kontakt. Die Berührungsfläche 42 ist der einzige Teil der Sonde 22, der mit der Oberfläche 16 in Kontakt steht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der weiche Abstandshalter 32 aus einem mit HYDLAR-Z-Aramidfaser (Kevlar^®-Faser) gefüllten Verbundwerkstoff hergestellt, wobei aber irgendein anderes geeignetes Material verwendet werden kann, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Da sich die Sonde 22 in der radialen Richtung frei bewegen kann, kann sie sich in Reaktion auf eine exzentrische Drehung oder Unrundheit des Stabs 14 schnell hin- und herbewegen, während sie zwischen dem Abstandshalter 32 und der kontrollierten Oberfläche 16 weiter einen konstanten Kontakt aufrechterhält.
Es ist zu erkennen, dass die vorstehende Beschreibung auf der Grundlage der beispielhaften Ausführungsformen die Lehre offenbaren soll, dass ermöglicht wird, dass das Gewicht des Sondenabstandshalters auf Rollen, nicht auf der Sonde ruht, während nur das kleinere Gewicht der Sonde auf dem Abstandshalter, das den Abhebeabstand bestimmt, ruht. Außerdem enthält die Lehre die freie Bewegung der Sonde in der axialen Richtung, wodurch ein guter Kontakt mit der kontrollierten Oberfläche und ein konstantes Abheben über die gesamte Kontrolle sichergestellt sind. Es kann gewürdigt werden, dass auf der Grundlage der Lehren der vorliegenden Erfindung verschiedene Entwürfe vorstellbar sind, die alle im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen.

Claims

Sondenanordnung, die dafür konfiguriert ist, in Umfangsrichtung um eine und auf einer Prüfoberfläche eines zylindrischen Prüfgegenstands, der eine axiale Richtung und eine radiale Richtung aufweist, einen Betrieb einer zerstörungsfreien Prüfung und/oder Kontrolle (NDT/NDI) durchzuführen, wobei die Sondenanordnung umfasst: eine Sonde, die eine Sensorfläche aufweist, die dafür konfiguriert ist, über die Prüfoberfläche zu gleiten, und wobei die Sensorfläche während des Betriebs in nächster Nähe der Prüfoberfläche bei einer Berührungsfläche liegt, eine Sondenhalteranordnung, die dafür konfiguriert ist, die Sonde, die über die Prüfoberfläche gleitet, zu halten, was bewirkt, dass die Sonde sich in einer Relativbewegung in Umfangsrichtung um den Prüfgegenstand befindet, wobei die Sondenhalteranordnung ferner umfasst: wenigstens eine Rolle, die dafür konfiguriert ist, übereinstimmend mit der Relativbewegung auf der Prüfoberfläche zu rollen, einen Rahmen, der während des Betriebs auf starre Weise an der Rolle befestigt ist, wenigstens ein mechanisches Verbindungselement, das in einer Weise, die ermöglicht, dass die Sonde durch die Sondenhalteranordnung getragen wird und sich in der radialen Richtung im Wesentlichen frei bewegt, ohne dass das Gewicht des Rahmens auf die Sonde übertragen wird, an dem Rahmen und an der Sonde befestigt ist.
Sondenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung der Bewegung des zylindrischen Prüfgegenstands, die eine Drehung und/oder eine axiale Verschiebung beinhaltet, während die Sondenanordnung im Wesentlichen feststehend bleibt, entspricht.
Sondenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung der Bewegung der Sondenanordnung, die eine Umfangsbewegung und/oder eine axiale Verschiebung beinhaltet, während der zylindrische Prüfgegenstand im Wesentlichen feststehend bleibt, entspricht.
Sondenanordnung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Verbindungselement ein erstes Verbindungsmittel aufweist, das zwei erste Enden aufweist, wobei die zwei ersten Enden über Drehgelenke an der Sonde bzw. an dem Rahmen befestigt sind.
Sondenanordnung nach Anspruch 4, wobei das erste Verbindungselement und die zwei ersten Enden so konfiguriert sind, dass sich die Sonde in einer axialen Richtung, die senkrecht zu der Prüfoberfläche ist, im Wesentlichen frei bewegt und relativ zu der Prüfoberfläche in irgendeiner anderen Richtung im Wesentlichen nicht bewegt.
Sondenanordnung nach Anspruch 4, wobei das wenigstens eine Verbindungselement ein zweites Verbindungsmittel aufweist, das zwei zweite Enden aufweist, wobei die zwei zweiten Enden über Drehgelenke an der Sonde bzw. an dem Rahmen befestigt sind.
Sondenanordnung nach Anspruch 6, wobei das erste Verbindungsmittel an einer ersten Sondenbefestigungsposition an der Sonde befestigt ist und das zweite Verbindungsmittel an einer zweiten Sondenbefestigungsposition an der Sonde befestigt ist, wobei die erste Sondenbefestigungsposition höher als die zweite Sondenbefestigungsposition ist.
Sondenanordnung nach Anspruch 6, wobei die Sonde eine geometrische Mittellinie aufweist und wobei das erste Verbindungsmittel und das zweite Verbindungsmittel in der Weise an der Sonde konfiguriert und befestigt sind, dass die Mittellinie der Sonde jederzeit in einer radialen Richtung senkrecht zu der Prüfoberfläche gehalten wird, während die Sonde über die Prüfoberfläche gleitet.
Sondenanordnung nach Anspruch 5, wobei die Sonde ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist und wobei das erste Verbindungsmittel ein Paar im Wesentlichen gleicher erster Verbindungselemente aufweist, wobei jedes von ihnen über Drehgelenke an dem vorderen Ende bzw. an dem hinteren Ende der Sonde befestigt ist.
Sondenanordnung nach Anspruch 6, wobei die Sonde ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist und wobei das erste Verbindungsmittel ein Paar im Wesentlichen gleicher erster Verbindungselemente aufweist, wobei jedes von ihnen über Drehgelenke an dem vorderen Ende bzw. an dem hinteren Ende der Sonde befestigt ist, und wobei das zweite Verbindungsmittel ein Paar im Wesentlichen gleicher zweiter Verbindungselemente aufweist, wobei jedes von ihnen über Drehgelenke an dem vorderen Ende bzw. an dem hinteren Ende der Sonde befestigt ist.
Sondenanordnung nach Anspruch 10, wobei sowohl das erste Verbindungsmittel als auch das zweite Verbindungsmittel starr ist.
Sondenanordnung nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Rolle ein Paar von Rollen ist, die jeweils eine Rollenachse, eine auf jeder Seite der Sonde, aufweisen, wobei die Rollen über starre Befestigungsmittel in der Weise an dem Rahmen befestigt sind, dass die zwei Rollenachsen parallel zu der axialen Richtung des Prüfgegenstands sind.
Sondenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Sonde ferner Sensoren und zwischen den Sensoren und der Prüfoberfläche einen Abstandshalter umfasst, wobei der Abstandshalter zwischen den Sensoren und der Prüfoberfläche einen Abhebeabstand definiert.
Sondenanordnung nach Anspruch 13, wobei die Sonde ferner eine Schutzkappe umfasst, die sich zwischen den Sensoren und dem Abstandshalter befindet.
Sondenanordnung nach Anspruch 13, wobei der Abstandshalter aus einem weichen Material hergestellt ist, das die Prüfoberfläche nicht zerkratzen kann, und wobei der Verschleiß an dem Abstandshalter dadurch minimiert ist, dass der Druck zwischen dem Abstandshalter und der Prüfoberfläche innerhalb der Berührungsfläche minimiert ist.
Sondenanordnung nach Anspruch 13, wobei der Abhebeabstand konstant bleibt, selbst wenn sich der Durchmesser der zylindrischen Rolle aufgrund von Verschleiß ändert.
Sondenanordnung nach Anspruch 5, wobei die Sondenanordnung für die NDT/NDI von Prüfgegenständen mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet wird, ohne dass irgendeine Neueinstellung der Sondenhalteranordnung erforderlich wäre.
Sondenanordnung nach Anspruch 5, wobei sich die Sonde in Reaktion auf eine exzentrische Drehung oder Unrundheit des Prüfgegenstands in einer radialen Richtung schnell hin- und herbewegen kann, während die Sensorfläche jederzeit in nächster Nähe der Prüfoberfläche bei der Berührungsfläche bleibt.
Sondenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Sonde eine Wirbelstromsonde ist.
Sondenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Sonde eine Phased-Array-Ultraschallsondenanordnung ist.