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Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von heißem Walzgut.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung
von heiße Walzgut.
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Es ist bekannt, Werkstücke im Durchlauf mittels Ultraschall u prüfen,
wobei ein Ultraschallsender und -empfänger mittels einer Flüssigkeit an den Prüfkörper
sngokoppelt werden. Dabei handelt es eich Jedoch um kalte Prüfkörper, s. B. Blech,
und ei. An@opplungsflüssigkeit wird Wasser benutst. Bei einer bekannten Anordnung
(franösische Patentschrift 893 459) ist sender- und empfängerseitig Je ein topf
förmiges Gehäuse vorgesehen, das ist seinem Rand dioht vor der Oberfläche des Prüfkör
ers sitzt. Dieses Gehäuse steht nit einem Wesserreservoir in Verbindung und auf
den Grunde des Gehäuses ist der @ltraschallsender bzw. - empfänger angeordnet. Es
ist auch eine Anordnung bekannt, bei welcher Sender und Empfänger an einer festetehenden
Welle angeordnet sind, auf welcher ei-@e flüseigkeit@gefüllte, auf de@ Prüfkörper
aufliegende Trommel abdichtend drehber gelagert ist (deutsche Tatentschrift 966
392). Bei dieser Jinordnung ist die Trommel aus einen
nachgiebigen
biegeamen Werkstoff hergestellt. Diese apordnungen eind nur für kalte Prtifkörper
bestinmt und geeignet.
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Bei der Prüfung an kalten Gut im Walzwerk ergibt eich der Naohteil
daß der gesante Walzvorgang durchgeführt worden ist, bevor Pehler an dem Material
festgestellt werden, bevor also beispielsweise festgestellt wird, daß der Stahl
mit Lunkern behaftet ist.
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Der Drfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mittels Ultraschall zu schaffen, welche eine
Prüfung von heißem Walzgut gestatten. Dadurch soll ermöglicht werden, daß der Bereich
fehlerunter stellen bereits im heißen Walzgut festgestellt werden kann, so da der
Schopfschnitt, der übelicherweise vor Beendigung des Walzvorganges in heißem Zustand
vorgenommen wird, so angesetzt worden kann, daß dabei möglichst wenig einwandfreies
Walzgut verloren geht.
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Das Verfahren nach der Brfindung arbeitet im Durchlauf mit Flüssigkeitskopplung
und besteht darin, daß die Ankopplung mittels einer Schmelze einer Bubstans erfolgt,
die vor dem Sender und Empfänger in Pulverform auf den Prüfkörper autgebracht und
dabei duroh die Walzguttemperatur5 zum Schmelzen gebracht wird.
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Die Schmelze wird vorteilhaft von einer ueber 300°C schmelzenden und
bis wenigstens 800°C flüssigen Substanz gebildet. Als besonders geeignet hat sich
hierfür eine Email-Fritte erwiesen.
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Eine Vorrichtung zur AuxsUbunc des beschriebenen Verfahrens hat -
ähnlich nie bei der vorstehend geschilderten bekannten Anordnung - Sender und Empfiinger
an einer feststehenden Wolle angecrdnet, auf welcher eine flüssigkeitsgefüllte,
auf dem Präfkörper aufliegende Trommel drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäss ist
diese jedoch so ausgebildet, dass die Trommel eiren Mantel aus Graphit aufweist,
und in Bewegunsr@chtung den Prtifkör ers vor der Trommel eine Streuvorrichtung für
d@s die Schmelze bildende Pulver vorgesehen ist.
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Es ist alse kein nachgieber Mantel vorgesehen, wie bei der beka:nten
Anor@nung, der natürlich für heißes Walzgut nicht brauchbar wäre. Es musste vielmehr
ein Verkstoff gefunden werden, welcher einmal den hohen thernischen und me@chanischen
Beanspruchungen bei der Prüfung glühenden @alzgutes zu widerstehen vermag, welcher
aber andererseits nach Dichte und Schallgeschwindigkeit geeignet ist, die Ultraschallwellen
von den Sender auf die Schmelze und den Prüfkörper zu ubertragen.
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Der Reflextionskoeffizient ftir Schallwellen an einer Grenzfläche
ist bekanntlich gleich dem Quotienten der Differenz und der summe der Schallwellenwiderstände
der beiden Materialien. Der Schallwellenwiderstand ist dabei des Produkt son Dichte
und Schallgeschwindigkeit. Der Reflexionsfaktor wird umso kleiner und damit die
auf den Prtifkörper Ubertragene Schallenergie umso größer, je geringer der Unterschied
der Schallwellenwiderstände ist. Unter diesen Gesichtspunkten
hat
sich Graphit ale Mantelmaterial bei einer erfindungegemässen Vorrichtung als besonders
geeignet erwiesen, wobei die Flüssigkeit in der Trommel zweckmäßig Wasser und die
Schmelze zur Ankopplung, wie gesagt, Email-Fritte ist.
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Zur Schallübertragung vom Sender auf den Mantel und vom Mantel auf
den Empfänger dient naser. Dabei sind zweckmäßig Mittel zur Erzeugung eines ständigen
Wasserdurchflusses durch die Trommel vorgesehen. Auf diese Weise dient das Wasser
eine doppelten Zweck: @s bewirkt eine Flüssigkeitsankopplung und dient gleichzeitig
der Kühlung der Apparatur, die Ja in Kontakt mit dem glühenden walzgut steht.
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Ein Ausf2hrungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt
und i folgenden beschrieben: Figo 1 zeigt eine Einrichtung nach der Brfindung in
Seitenansioht.
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Fig. 2 zeigt eine zugehörige Vorderansicht in Bewegungsrichtung des
Walzgutes gesehen.
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Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine den Sender und den Empfänger
enthaltende Trommel.
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Fig. 4 zeigt einen zugehörigen Querschnitt0
In Fig.
1 und 2 ist mit 10 ein die Prüfeinrichtung 11 enthaltendes Gerät bezeichnet, durcb
nelchea das heiße Walzgut 12 auf einen rollgang 13 hindurchgefördert wird. Dabei
läuft das Walzgut unter Ultroaschall-Prüfeinrichtung 11 hindurch. Diese besteht
aus einer Trommel 14, die auf einer feststehenden Achse 15 drehbar ist. Die Achse
15 sitzt in einem vertikal verschiebbaren Rehmen 16, der durch einen Hydraulikzylinder
17 nach unten gedruckt wird, so dass die Trommel 14, an das Walzgut 12 angedrtickt
wird. Auf der feetstehenden Achse 15 sind die Ulrtraschallsender und - empfänger
18 angeordnet, deren elektrische Zuleitungen durch eine axiale Bohrung 19 der Achse
15 geführt sind. Von der anderen Seite ber wird durch eine axiale Bohrung 20 Wasser
als Kühl- und Ankopplungsflüseigkeit zugeführt (Fig. 3). Diese Plttssigkeit läuft
bei 21 ab und in einen @richter 22. Mit 23 sind Führungslineale fUr das @alzgut
bezeichnet. In Bewegungerichtung des Walzgutes vor der Trommel 14 ist eine trichterförmige
Strouvorrichtung 24 vorgesehen, durch welche ein unter 4000C schmelzendes @ulver,
z. B. @mail-Fritte auf das Walzgut 12 gestreut wird. Diesse Pulver schmilzt während
des Weitertransports bei der Temperatur des heißen Walzgutes 12 und wenn es die
Trommel 14 erreicht hat, dann bildet es eine flüssige Schmelze durch welche eine
Flüssigkeitsankopplung der nit dem Sender und Empfänger verbundenen Trommel 14 an
daß heiße Welzgut bewirkt wird.
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Die Konstruktien der Trommel 14 ist aus Fig. 3 und 4 in einzelnen
ersichtlich.
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Die Trommel 14 ist Uber Lager 25 auf der feststehenden Achse 15 gelagert.
Der Mantel der Trommel 14 besteht Jedenfalls in dem Bereich, der mit den @@lzgut
12 in Kontakt kommt aus einem Graphttring 26. Dee tUblwsseer tritt durcb den Kanal
20 ein und fUllt durch ein radiales Rohr 27 den unteren Teil der Trommel 14, bis
ee durch axiale Kanäle 28 und die Leitung 21 (Fig. 2) abläuft. Auf diese Weise wird
die Troamel 14 gekühlt. Außerdem erfolgt eine FlUeeigkeitsankopplung von den Sender
oder Empfänger 18 auf den Graphitring 26. Durch die Email=Schmelze erfolgt eine
Flüssigkeitsankopllung an die Probe 12. Es wird also nit gutem Wirkungrgrad Ultraschallenergie
von den Sender 18 auf das durchlauf ende heiße Walzgut übertragen.
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Es werden nun in iiblicher Weise Ultraschallimpulse ausgesandt und
die Echos beobachtet. Bei guter Ankopplung erhält man im wesentlichen nur des Echo
von der Unterseite des Welzgutes 12. Wenn dagegen in dem 7 lzgut Lunker o. dgl.
vorhanden sind, dann treten nach zusätzliche Schoinpulse -ischen d@@ Sendeimpule
und dem Echo von der Walzgutunterseite auf.
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Vor der Ultraschallprüfung und dem Aufstreuen des Pulvers kann das
Walzgut durch Aufspritzen von kaltem Wssser entzundert werden.
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Um festzustellen, in welchem Bereich des Walzgutes fehlerhafte Stellen
liegen, kann mit der geschilderten Ultrasohall-HeBeinrichtung eine Längenmeßrichtung
verbunden sein. Da die MeBtrommel 14 am Walzgut abrollt ergibt sich aus der Umdrehung
der Meßtrommel 14 ein Längenmaß. Daher ist mit der Meßtrommel 14 ein Zahnrad 30
verbunden, durch das der Drehweg der Meßtrommel 14 mittels eines Ritzels 31 auf
ein nicht dargestelltes Zählwerk übertragen wird. In bekannter Weiee kann das Zählwerk
durch elektroniache Mittel gesteuert werden. Man kann beispielsweise den Beginn
des Zählvorgange. durch ein Signal auslösen, dae durch eine elektroniache Abtastvorrichtung
gegeben wird, wenn die vordere Stirnfläohe des Walzgutes an der Abtastvorriohtung
vorbeiläuft. Die Beendigung des Zählvorganges kann elektronisch durch Meßimpulse
der Ultraschallempfänger gesteuert werden. Das Zhlwerk gibt dann die Länge des zu
sohopfenden Walzgutteila an.