DE1143043B - Ultraschallpruefverfahren und Pruefgeraeteanordnung zu seiner Ausfuehrung - Google Patents
Ultraschallpruefverfahren und Pruefgeraeteanordnung zu seiner AusfuehrungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung einer Zone gleichmäßigen Querschnittes in
platten- oder schalenförmigen Prüflingen, vorzugsweise von Schweißnähten in Blechen oder Rohren,
nach dem Ultraschall-Itnpuls-Laufzeitverfahren.
Es ist bekannt, zur Prüfung einer Stumpfschweißnaht in Blechen von etwa 5 bis 15 mm Dicke das
Ultraschall-Impuls-Echoverfahren in der Weise zu benutzen, daß mehrere Winkelprüfköpfe in einer mechanischen
Führungseinrichtung an der Naht ent- ίο lang geführt werden. Sie sind sämtlich parallel an ein
Impulsechogerät angeschlossen, so daß ihre empfangenen Echos auf der gleichen Zeitlinie gleichzeitig
abgebildet werden. Die Prüfköpfe empfangen vorzugsweise Echos von Fehlern, die sich in Längsrichtung
der Naht erstrecken, z. B. Risse von langgestreckten Schlacken und Bindefehler, während
weitere Prüfköpfe mehr auf Querrisse ansprechen.
Eine bekannte Anordnung zur Unterscheidung von Störechos von echten Fehlerechos wird an Hand der
Fig. 1 und 2 erläutert.
Bei der Prüfrichtung senkrecht zur Naht mittels Prüfköpfen 1 und 2 entstehen (vgl. Fig. 2) leicht
Störechos durch Reflexionen an der vom Prüfkopf abgewandten Flanke der Zone 12, die eine Schweißnaht
sein kann. Zur Unterscheidung dieser Störechos von echten Fehlerechos ist es bekannt, ein zusätzliches
Uberwachungs- und Warngerät (Monitor) zu verwenden, das nur auf Echos in einem bestimmten
einstellbaren Laufzeitbereich anspricht (Blende B, Fig. 2). Diese Blende stellt man vor die Laufzeit der
Störechos ein, so daß sie nur echte Fehlerechos aus etwa der vorderen halben bis zweidrittel Schweißnaht
erfaßt. Wenn Prüfkopf 2 den gleichen Abstand von der Naht hat wie Prüfkopf 1, so erfaßt die für beide
Köpfe gemeinsam wirkende Blende nacheinander beide Hälften der Naht bzw. ein mittleres Drittel sogar
doppelt.
Bei richtiger Wahl der Stellung der Prüfköpfe 3 und 4 fallen auch deren Anzeigen in die Blende und
betätigen den Monitor.
Bei Prüfeinrichtungen, die von dieser bekannten Prüfkopf anordnung Gebrauch machen, dient der Monitor
(bzw. Registriermonitor) häufig dazu, die aufgefundene Fehlerstelle auf oder neben der Schweißnaht
zu markieren oder zu registrieren. Da — wie erwähnt — alle Prüfköpfe parallel an ein Gerät angeschlossen
sind, aber die Schnittpunkte der einzelnen Schallstrahlen mit der Schweißnaht nicht in einem
Punkt liegen dürfen wegen gegenseitiger Beeinflussung der Prüfköpfe, ist eine Fehleranzeige nicht immer
eindeutig einem Prüfkopf zuzuordnen, d. h., es ist Ultraschallprüfverfahren
und Prüfgeräteanordnung
zu seiner Ausführung
Anmelder:
Dr. Josef Krautkrämer
und Dr. Herbert Krautkrämer,
Köln-Klettenberg, Luxemburger Str. 449
Dr. Werner Grabendörfer, Köln-Poll,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
nicht in jedem Fall eine eindeutige Lagebestimmung des Fehlers möglich. Mit der bekannten Prüfkopfanordnung
ist diese Schwierigkeit nur durch wesentlich größeren Aufwand an Geräten, Monitoren und
Markiereinrichtungen oder Schreibern zu umgehen.
Die vorstehenden Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß zwei Sendeköpfe und
zwei Empfängerköpfe so längs der zu prüfenden Zone bewegt werden, daß jeder der von den Sendern ausgehenden
Ultraschallstrahlen durch einen Längsfehler auf einen der Empfänger und durch einen Querfehler
auf den jeweils anderen Empfänger reflektiert wird.
Diese erfindungsgemäße Prüfkopfanordnung wird in den Fig. 3 und 4 erläutert.
Die vier Winkelprüfköpfe sind so angeordnet, daß sie die Ecken eines Rechteckes bilden, wobei die
Schweißnaht durch die Mitte zweier gegenüberliegender Rechteckseiten geht. Die Schallstrahlen der einzelnen
Winkelprüfköpfe sind auf einen einzigen Punkt der Schweißnaht gerichtet; sie bilden — zusammen
gesehen — die Diagonalen des Rechteckes. Je zwei sich diagonal gegenüberliegende Winkelprüfköpfe
sind als Sender Γ, 2' bzw. Empfänger 3', 4' an ein Impulsechogerät angeschlossen. Längsausgedehnte
Fehler 10 der Schweißnaht, die Wurzel- und Bindefehler bzw. Risse, reflektieren die Schallstrahlen der
beiden Sender 1', 2' so, daß ein großer Anteil des Schallstrahles unter gleichem Winkel, wie er auf
diesen Fehler auftrifft, diesen wieder verläßt und vom entsprechenden Empfänger 3', 4' aufgefangen werden
kann. Ein solches Echo von einem Längsfehler 10
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erscheint auf dem Leuchtschirm vor den Störanzeigen der entsprechenden Kante der Schweißnahtraupe. Mit
Hilfe eines Monitors können beide Anzeigen — wie oben erklärt — automatisch voneinander unterschieden
werden.
Querrisse 11 geben eine Reflexion der Schallstrahlen
von den Sendern 1' und 2' zu den Empfängern 4' bzw. 3'. Ein nach allen Seiten einigermaßen
gleichmäßig reflektierender Fehler, wie eine Pore, gibt gleichzeitig die Anzeige wie ein Längs- und ein j ο
Querriß.
Es ist nun möglich, aus der Laufzeitänderung des Echos beim Verschieben der Einrichtung längs der
Naht die Fehlerart — Längs- oder Querfehler oder Pore —, zu unterscheiden. Aus Fig. 4 a ist ersieht-Hch,
daß infolge des öffnungswinkels der Sende- und Empfangscharakteristik von einem Längsfehler vor
wie auch hinter der günstigsten Lage auch noch eine Anzeige auftritt, wenn auch von geringerer Höhe.
Ihre Laufzeit ist vor und hinter der günstigsten Stellung geringfügig größer. Das Echo wandert also
unter Zunehmen der Höhe von größeren zu kleineren Laufzeiten und nach dem Maximum wieder zurück.
Anders ist es jedoch bei Querfehlern: Die Laufzeit ändert sich aus geometrischen Gründen hier stärker
(Fig. 4 b) und nimmt bei der gezeichneten Anordnung nach dem Maximum der Echohöhe weiter
ab. Bei Längsfehlern liefert die Kombination der Prüfköpfe Γ und 3' den gleichen Verlauf wie die der
Prüfköpfe 2' und 4', bei Querfehlern die Kombination 1' und 4' aber den umgekehrten wie 2' und 3'.
Die Anzeigen wandern also verschieden über den Leuchtschirm. Ausgesprochene Längsfehler sind dadurch
von Poren und Querfehlern zu unterscheiden.
Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Prüfkopfanordnung besteht darin, daß in jedem Augenblick
alle Winkelprüfköpfe eine bestimmte Stelle der Schweißnaht anstrahlen und jeder dort auftauchende
Fehler eindeutig an der richtigen Stelle markiert werden kann. Ebenso bedeutet ein mittels Registriermonitor
und Schreiber hergestellter Registrierstreifen eine eindeutige Abbildung der Naht mit den aufgefundenen
Fehlern.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Prüfköpfe ist gleichermaßen auf die unter Pulver geschweißten
Rohrlängsnähte als auch auf Spiralnähte anwendbar. Bei längsgeschweißten Rohren allerdings, die in Abschnitten
geprüft werden, tritt eine Erschwerung ein. Die Anordnung prüft die Naht nicht bis ganz zum
Rohrende. Aus diesem Grunde können die Winkelprüfköpfe in ihren Halterungen so weit gedreht werden,
bis sie senkrecht auf die Naht strahlen, so daß — wenn gleichzeitig eine elektrische Umschaltung
von getrenntem Sende-Empfangs-Betrieb auf gewöhnlichen Einkopfbetrieb erfolgt — die fehlenden Enden
der Naht nach der bisher bekannten Methode untersucht werden können.
Claims (4)
1. Verfahren zur Prüfung einer Zone gleichmäßigen Querschnittes in platten- oder schalenförmigen
Prüflingen, vorzugsweise von Schweißnähten in Blechen oder Rohren, nach dem Ultraschall-Impuls-Laufzeitverfahren,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sendeköpfe (I' und 2') und zwei Empfangsköpfe (3' und 4') so längs der zu
prüfenden Zone (12) bewegt werden, daß jeder der von den Sendern (Y, 2') ausgehenden Ultraschallstrahlen
durch einen Längsfehler (10) auf einen der Empfänger (3' bzw. 4') und durch einen Querfehler (11) auf den jeweils anderen
Empfänger (4' bzw. 3') reflektiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur selbsttätigen Unterscheidung der aus den Randgebieten
der Prüfzone, vorzugsweise der Schweißnahtraupe, herrührenden Störanzeigen von den Fehlerstellen,
mittels eines Warngerätes mit einer einstellbaren Laufzeitblende, dadurch gekennzeichnet, daß für
die Anzeige eines Längsfehlers (10) in der Mitte der Zone (12) die Laufzeit für beide Prüf kopfkombinationen
(1', 3' bzw. 2', 4') gleich groß eingestellt wird und die Laufzeitblende zur Anzeige
dieser Fehlerechos so eingestellt wird, daß die genannten Störechos infolge ihrer etwas längeren
Laufzeit hinter die Blende fallen.
3. Prüfgerät-Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch J mit mindestens je
zwei getrennten Sender- und Empfängerprüfköpfen, von denen beide Arten für sich elektrisch
parallel an ein Impulsechogerät geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Sender
(1', 2') und zwei Empfänger (3', 4') einander gegenüber in den Ecken eines zur Schweißnaht
parallel bzw. senkrecht orientierten Rechteckes angeordnet sind und die Schallstrahlachsen die
beiden Rechteck-Diagonale bilden, deren Schnittpunkt in die Mitte bzw. in den Mittelpunktbereich
der Schweißnaht fällt.
4. Prüfgerät-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Prüfkopf in eine
Raststellung verdrehbar ist, in der dieser seinen Schallstrahl senkrecht auf die Schweißnaht richtet,
und daß eine elektrische Schalteinrichtung zur Umschaltung dieser einzelnen Prüfköpfe vom getrennten
Sende-Empfangsbetrieb auf normalen Einknopfbetrieb vorhanden ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift für Instumentenkunde, 68, H. 7, S. 162
bis 168.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
0 309 507/165 1.63
Priority Applications (3)
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FR878164A FR1306285A (fr) | 1960-11-09 | 1961-11-07 | Procédé pour le contrôle par ultrasons et appareillage de contrôle pour sa mise en oeuvre |
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Family Applications (1)
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GB (1) | GB1004870A (de) |
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Non-Patent Citations (1)
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Also Published As
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