DE1648451B2 - Vorrichtung zum elektroinduktiven Prüfen von geschweißten Rohren mit schraubenlinienförmig ansteigender Schweißnaht - Google Patents

Description

chen Größen anzupassen, die angezeigt werden sollen. Bei einem Prüfling mit kleinen Abmessunger, wie z. B. bei Stangen und Rohren, ist es zweckmäßig, das Material beim Prüfen durch die Spule hindurch-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elek- 35 zubewegen. Andererseits ist es ungeeignet, diesen

troinduktiven Prüfen von geschweißten Rohren mit Materialvorschub beim Prüfen von geschweißten

schraubenlinienförmig ansteigender Schweißnaht, Rohren großer Abmessung anzuwenden, da die in

wobei die Rohre zur elektroinduktiven Wahrneh- der Prüfanordnung verwendeten Spulen ungeeignet

mung von in den Rohren induzierten Wirbelströmen große Abmessungen aufweisen müßten, wodurch die

in axialer Richtung relativ zu einer Induktionssou- 40 von den veränderlichen Größen auf die Spule ausge-

lenanordnung vorwärts bewegt werden, die wenig- übten Einwirkungen unzureichend wären. Ferner ist

stens zwei den Werkstoff des Rohres prüfende Flach- im Falle geschweißter Rohre nur eine Prüfung der

spulen umfaßt, die rechtwinklig zur Bewegung des Schweißnaht als solcher von Interesse und sollte nur

Rohres um dieses rotieren und derart angeordnet in unmittelbarem Zusammenhang damit durchgc-

sind, daß sich die Flachspulen ständig auf einer sich 45 führt werden.

parallel zur Richtung der Steigung der Schraubenli- Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (vgl. Jour-

nie ausgerichteten Linie befinden. nal Brit. I. R. E., Nov. 1963, S. 380, 381) umfaßt

Es ist bekannt, bei der zerstc-ungsfreien Werk- eine Induktionsspulenanordnung mit mindestens Stoffprüfung die sogenannte elektroinduktive Prüf- einer Flachspule, die senkrecht zur Längsachse eines methode zu verwenden. Bei diesem Verfahren wird 50 zu prüfenden Rohres um das Rohr herumgeführt das zu prüfende Material durch eine Spule hindurch- wird, welches seinerseits in axialer Richtung relativ bewegt. Die Spule wird mit Wechselstrom gespeist, zu der Induktionsspulenanordnung vorwärtsbewegt so daß in ihr ein elektromagnetisches Kraftfeld ent- wird, so daß die Induktionsspulenanordnung entlang steht. Schneiden die Kraftlinien des elektromagneti- der Oberfläche des zu prüfenden Rohres einer sehen Feldes den Prüfling, so entstehen in diesem 55 Schraubenlinie folgt. Diese bekannte Vorrichtung ist Wirbelstiöme, die auf die Spule und ihre elektrischen jedoch nicht zur Prüfung einer schraubenlinienförmig Eigenschaften rückwirken, so daß sich letztere als ansteigenden Schweißnaht eines geschweißten Roheine Funktion der Wirbelströme in den Prüfling ver- res bestimmt und auch für diesen Zweck nicht geeigändern, und zwar sich umkehrend verändern in Ab- net, weil beim Anbringen einer Schweißnaht der hängigkeit von den unterschiedlichen Eigenschaften 60 Werkstoff nicht nur in unmittelbarer Nähe der des Prüflings. Durch Messen der elektrischen Daten Schweißnaht beeinflußt wird, sondern auch noch in der Spule ist es folglich möglich, auf die Eigenschaf- einen gewissen Bereich beiderseits der Schweißnaht, ten des Prüflings Rückschlüsse zu ziehen. Da jedoch Da bei der bekannten Vorrichtung die Induktionsdie Änderungen der Eigenschaften der Spule, in ab- spulenanordnung infolge der beiden sich überlagernsoluten Werten ausgedrückt, sehr klein sind, muß die 65 den Bewegungen — Bewegung des Rohres in axialer Spule in eine Brückenschaltung oder in eine söge- Richtung einerseits und Umlaufbewegung der Induknannte Kompensationsschaltung irgendeiner Art ein- tionsspulenanordnung um das Rohr senkrecht zu Beschältet werden. Die von der Brücke gelieferte un- dessen Längsachse andererseits — auf der Ober-

fläche des Rohres genau eine schraubenlinienförmige Spur zeichne! bzw. einer derartigen Spur folgt, werden die beiderseits dieser Schraubenlinien liegenden Bereiche nicht erfaßt und bleiben demzufolge ungeprüft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Prüfen einer schraubenlinienförmig ansteigenden Schweißnaht von geschweißten Rohren zu schallen, bei der nicht nur die Schweißnaht selbst, sondern auch die beiderseits der Schweißnaht liegenden Bereiche erfaßt und geprüft werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadarch gekennzeichnet, daß der Umlaufbewegung der Flachspulen um das Rohr eine hin- und hergehende Bewegung in Umlaufrichtung mit geringer Amplitude überlagert ist, derart, daß die Flachspulen der Steigung der Schweißnaht folgend diese ständig oszillierend kreuzen. Aui diese Weise werden auch die beiderseits der Schweißnaht liegenden Bereiche einer Prüfung unterzogen, d. h., es wird der gesamte durch den Schweißvorgang beeinflußte Rohrbereich von der Prüfung erfaßt.

Damit die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen von Rohren mit schraubenlinienförmig ansteigender Schweißnaht unterschiedlicher Schweißnahtsteigungen oder Rohrdurchmesser angepaßt werden kann, ist weiterhin vorgesehen, daß die auf einer Linie angeordneten Flachspulen gemeinsam verschwenkbar sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei^piel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung ein geschweißtes Rohr mit schraubenlinienförmiger Schweißnaht mit einer Vorrichtung zur elektroinduktiven Werkstoffprüfung und

F i g. 2 eine Draufsicht auf das geschweißte Rohr mit den auf einer Linie angeordneten Prüfspulen in Form von Flachspulen.

Das Rohr 1, das über seine ganze Länge eine schraubenlinienförmig verlaufende Schweißnaht 2 aufweist, wird in axialer Richtung gemäß Pfeil 3 vorwärts bewegt. Um das Rohr 1 liegt der Ring 4 herum, dem mit Hilfe von bekannten, nicht dargestellten Antriebsaggregaten eine Umlaufbewegung in einer Drehrichtung senkrecht zur Rohrachse um das Rohr 1 erteilt wird; dieser Umlaufbewegung wird eine hin- und hergehende Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles S überlagert, wobei die Vorschubbewegung des Rohres 1 in Richtung des Pfeiles 3, die kontinuierliche Umlaufbewegung des Ringes 4 ir einer Drehrichtung und die oszillierende Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles S derart aufeinander abgestimmt sind, daß die von dem Ring 4 getragenen Flachspulen 7 der Steifung der Schweißnaht folgend diese ständig oszillierend kreuzen.

Die vier Flachspulen 7 sind an einer Tragplatte 6 befestigt, die ihrerseits von dem Ring 4 mittels des

Bolzens 8, an dessen Ende die Tragplatte befestigt ist, verschwenkbar getragen wird. An dem anderen Ende des Bolzens 8 ist außerhalb des Ringes 4 der Justierknopf 0 befestigt. Der Justierknopf 9 ist mit einem Zeiger 10 versehen, der auf eine Skala 11 auf

ίο dem Ring 4 weist und der Richtung der Tragplatte 6 entsprechend ausgerichtet ist bzw. die Richtung der Tragplatte 6 auf der Skala anzeigt.

Die Flachspulen 7 sind z. B. in bekannter Weise in den Stromkreis einer Brückenschaltung eingebaut.

Die Brückenschaltung ist dafür bestimmt, ein Fehlersignal in Abhängigkeit von einer Unterbrechung in der abgetasteten Schweißnaht zu erzeugen, damit mit einer Markiervorrichtung die Stelle des Fehlers markiert werden kann.

Die Achsen der einz^'aen Flachspulen 7 sind in der Normalrichtung des Rohres 1 ausgerichtet, und die vier Flachspulen befinden sich stets auf einer Linie, die sich parallel zur Steigung der schraubenförmigen Schweißnaht 2 erstreckt. Mit anderen Worten

ist die Tragplatte 6 so ausgerichtet, daß sich die Verbindungslinie der einzelnen Flachspulen 7 in Richtung der Schweißnaht erstreckt, schon bevor der Prüfvorgang beginnt. Die Ausrichtung wird mit Hilfe des Justierknopfes 9 geändert, wenn Material mit an-

deren Abmessungen untersucht werden soll.

Es ist beispielsweise auch möglich, den gemeinsamen Abstand der Flachspulen 7 von dem Rohr 1 dadurch zu verändern, daß mit Hilfe des Justierknopfes 9 der Bolzen8 in der Bohrung des Ringes 4 in axialer Richtung verschoben wird.

Der Ring 4 führt neben seiner Umlaufbewegung in einer Richtung eine hin- und hergehende Umlaufbewegung aus, so daß auch neben der Schweißnaht liegende Bereiche von der Prüfung erfaßt werden. Das

Prüfergebnis 6 auf einer Linie parallel zur Schweißnaht ist deshalb erwünscht weil die Materialstruktur sich innerhalb eines bestimmten Bereiches auf beiden Seiten der Schweißnaht mit sich ändernden Abständen davon weitgehend verändert. Dies gibt Anlaß zu

Störungen von einer solchen Größe, daß es unmöglich ist, eine so große Auflösung zu erzielen, um die Fehlstellen der Schweißnaht auszumachen.

Die Erfindung ist auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel, das sich auf nicht magne-

ά° tischen Werkstoff bezieht, nicht beschränkt, die Erfindung kann auch bei magnetischen Werkstoff angewendet, werden, vorausgesetzt, daß dieses auf eine bekannte Weise magnetisiert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 symmetrische Spannung muß dann stark verstärkt Patentansprüche: werden, damit eine Anzeige der Änderungen erfolgen kann. Da derartige Brückenschaltungen an sich be-

1. Vorrichtung zum elektroinduktiven Prüfen kannt sind und auch nicht einen Teil der Erfindung von geschweißten Rohren mit Schraubenlinien- 5 darstellen, wird auf eine ins Detail gehende Beschreiförmig ansteigender Schweißnaht, wobei die bung verzichtet. Ein geeignetes Beispiel einer solchen Rohre zur elektroinduktiven Wahrnehmung von Brückenschaltung ist z.B. in dem schwedischen Paden in den Rohren induzierten Wirbelströmen in tent 179 407 beschrieben. Auch sind derartige Brükaxialer Richtung relativ zu einer Induktionsspu- kenschaltungen im Bd. 1 des Buches »"rogress in lenanordnung vorwärts bewegt werden, die we- ίο Non-destructive Testing« von E.G. Standorf und nigstens zwei den Werkstoff des Rohres prüfende J. H. F e a r ο n, Verlag Heywood & Company Ltd., Flachspule umfaßt,; die rechtwinklig zur Bewe- London, 1958, S. 92 bis 93, beschrieben. Die elekgung des Rohres um dieses rotieren und derart troinduktive Prüfmethode von Werkstoffen ist in angeordnet sind, daß sich die Flachspulen ständig dem gleichen Buch unter dem Kapitel »Electromagauf einer sich parallel zur Richtung der Steigung 15 netic methods of testing metals«, S. 59 bis 109, ausder Schraubenlinie ausgerichteten Linie befinden, führlicher beschrieben.

dadurch gekennzeichnet, daß der Um- Die Stärke und die Ausbreitung der Wirbelströme

laufbewegung der Flachspulen (7) um das Rohr werden durch zahlreiche unterschiedliche Faktoren

(1) eine hin- und hurgehende Bewegung (Pfeile 5) beeinflußt, z. B. von der Kopplung der Spule an den

geringer Amplitude überlagert ist, derart, daß die 20 Prüfling, die von dem Abstand zwischen den Win-

Flachspulen (7) der Steigung der Schweißnaht (2) düngen der Spule und dem Prüfling abhängt. Andere

folgend diese ständig oszillierend kreuzen. Faktoren sind weiterhin die Form des Prüflings,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- seine Leitfähigkeit und seine magnetischen Eigenkennzeichnet, daß zur Anpassung an die Steigung schäften. Beim Prüfen von Werkstoffen auf Fehler der schraubenlinienförmigen Schweißnaht (2) des 25 mit Hilfe des elektroinduktiven Verfahrens ist es zu prüfenden Rohres (1) die auf einer Linie an- folglich wichtig, die Einwirkungen aller Faktoren geordneten Flachspulen (7) gemeinsam ver- auszuschalten, die nicht mit dem Materialfehler zuschwenkbar sind. sammenhängen. Zu diesem Zweck ist es unter anderem notwendig, die miteinander gekoppelten Fakto-

30 ren dem betreffenden Prüfling und den veränderli-