DE1648565A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschall-Pruefung von Metallwaenden - Google Patents

Description

• Verfahreh und Vorrichtung zur Ultraschall-Prüfung von Metallwänden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ultraachall-Prüfung von Metallwädnen mit Hilfe eines Ultraschall-Prüfepfes sowie eine Vorrichtung zur DurchfUhrung des vorgenannten Verfahrene.
• Bei einem bekannten Verfahren der vorstehend genannten Art setzt man den Ultraschall-Prüfkopf auf die zu messende Metallwand plan auf und beaufschlagt letztere mit von einem ale Schallgeber ausgebildeten Kristall ausgeeendten Ultraechallwellen, die selbet und deren Echowellen von einer Empfängereinheit registreiert werden.
• Aus der Zeitdifferenz zwischen der Registrierung der vom Schallgeber ausgesahdten Ultraschallwellen und derjanigen der empfangenen Eohowellen läßt sich auf die Dicke der geprüften Metallwand und auf Fehler in Form von beispielsweise Lunkern oder Dopelungen echließen. Di aus einem amorphen Werkstoff, beispielsweise Plexiglas, bestehende Kunststoffvorlaufstrecke muB ein im wesentlichan konetantee Temperaturgefälle haben, damit durch auf Wärmeeinwirkung zurückzufihrends Terlängerungen bzw. Verkürzunen der Kunststoffvorlaufstracke keine Messergebnis-verfälschungen eintreten können.
• Demzufolge konnte man bisher nur Metallw&rde schallen, deren Temperatur 80°C nicht überstieg., Daraus ergibt sich also, daß das vorstehend beschriebenen Verfahren lediglich zur Ultraschallprüfung von Metallwänden bis zu etwa 80°C goeignet int. Zur Ultraschallprtfung von Metallwänden, die heißer sind als 0°C, ist dieses Verfahren keinesfals einsatzfäig. Dennoch besteht der starke Wunsch, auch vergleichsweise sehr heiße Metallwände zu schallen, beispielsweise solche von ununterbrochen in Betrieb befindlichen Ofen. Ala aolche kommen nahezu alle Induetriedfen in Betracht, beispielsweise elektrothermische Ofen zur Herstellung von Ferrosilicium, Calciumkarbid oder Phosphor.
• Der Erfindung'liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ultraschall-Prüfung zu schaffen, dem die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften, dae vielmehr so ausgebildet ist, daB auoh eehr heiße Wdnds ohne weiteres zu sohallen oind. Das wird erfindungegemäß im wesentlichen dadurch errelcht, daß bei der Ultraschall-Prüfung von heißen Wänden zur KUhlung des Ultraechall-PrUfkopfea der Kaltstrom einea Hielsch-Rohres auf den Ultraschall-Prüfkopf, letzteren an seinem freien Ende gleichmäßig umhüllend, geleitet wird. Vorteilhafterweiae wird dabei die PrUfatelle der zu prüfendan Wand mit einem temperaturbeständigen Kontaktmittel fUr Schalldbertragung versehen. Als solche kommen vor allem Silioonfette, Graphitpasten o. dgl. infrage. Aut diese Weise gelangt man zu einem Verfahron zur Ultraaohallprüfung von Metallwänden, dae die vorerwthnte Erfindungeaufgabe vollkommen erfüllt. Wie Versuche ergeben haben, bereitet es nioht die geringate Schwierigkeit, Metallwände von etwa 500°C einwandfrei zu schallen. Die so erhaltenen Meßergebniaae sind zuverlässig und fehlerfrei.
• Weiterhin sieht die Erfindung bei einer Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens vor, daß ein in einem Führungsgehäuse exialverschieblich gelagerter und in ein den Schallgeber beherbergendes Pedergohduse mUndender Ultraschall-Prfffkopf gasströmungsmäßig mit dem Kaltatutzen des Hielsch-Rohres verbunden zist. Dabei besltzt zweckmäßigerweise dae Führungsgehäuse eine schräg verlaufende Console, in der eine zum Ultraschall-Prüfkopf führende Bohrung eingearbeitet ist, die an ihrem freien Ende ale Aufnahmevorriohtung für den Kaltatutzen des Hielsch-Rohres aungeblldet let. Es ist günstig, wenn die Bohrungaaohae mit der Ultraschall-Prüfkopfachse einen Winkel von größenordnungsmäßig 25° bildet. Die Aufnahmevorriohtung kann beliebig, insbesondere aber ale Schraub-oder Steckvorrichtung suegeblldet sein.
• Auf die voratehend genannte Weise gelangt man zu einer Vorrlchttmg zur Ultraschall-PrUfung von Metallwanden, deren Ultraschall-Prüfkopf auch unter ungünstigsten Temperaturbedingungen bei konstanter Schalgeber- und Echoempfänge-Temperatur einen konstanten Wärmeabfall, d. h. elao einen konstanten und immer gleichbleibenden Temperaturgradienten besitzt. Das liegt insbesondere daran, daB der Ultraschall-PrUfkopf von dem aus dem Kaltatutzen des Hielsoh-Rohres austretenden Kaltstrom intensiv gekUhlt wird. Durch den Eintrittawinkel von 25° der Konsolen-Bohrungsachse gegen die Ultraachall-Prüfkopfaohae gelangt man zu einer hinreichend turbulenten Strömung am freien Ende des PrUfkopfee.
• FUr eine gute Ktihlung des PrUfkopfes iet es weiterhin wichtig, daB gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Innenseite des Führungsgehäuses an ihrem freian Ende mit auf dem Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Strömungsrinnen versehen ist, die in einen in der Ultraschall-Prüfkopf-Stirnfläche ringförmig ausgebildeten Verteilerkanal münden, von dem aus in der Ultraschall-Prüfkpf-Stirnfläche radial verlaufend eingearbeitete Strömungsrinnen nach außen fthren.
• PUr die Handhabung der neuen Vorrichtung ist es günstig, wenn der zu dem Hielech-Rohr fUhrende Druck-Anschlußstutzen ale Handgriff ausgebildet ist und ein von außen zu betätigendes Ventil besitzt.
• Ein Hielech-Rohr iat ein aus drei T-förmig miteinander verbundenen Rohren bestehender Energietrenner, wobei das eine Rohr ale Druck-Anechlußatutzen, das andere Rohr als Kaltatutzen und das weitere Rohr als Warmstutzen wirken, Bei Beaufschlagung des Druck-AnschluBstutzens mit einem größenordnungsmäßitg bei 6 atü liegenden Druckgas findet in der Verbindungastelle der drei Rohre eine Energietrennung statt, die dazu fUhrt, daß aus dem Heißstutzen etwa 80°C warmes Gas und aus dem Kaltstutzen etwa-16°C kaltes Gas entweicht. Bei der erfindungsgemäß beschaffenen Ultraechall-Prüfvorrichtung wird dan aus dem Kaltstutzen des Hielsch-Rohres entweichende-16°C kalte Gas zur KWhlung des PrUfkopfes benutzt.
• Bei einem Betrieb des Hielsch-Rohres mit einem Druck von 6 atü sind gute Ergebenisse gefunden worden. Abweichungen von dem 6 atU-Druck beeinträchtigen die Funktionstücktigkeit des Hielach-Rohres nur unwesentlich, so daB also auch bei von 6 atü abweichenden DrUcken befriedigende Ergebnisse zu erzielen sind.
• In der Zeichnung iat ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargeetellt. Dabei zeigts Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäß beschaffene Ultraechall-Prüfvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt durch das freie Ende des FUhrungegehäuses und Fig. 3 die Ultraschall-Prüfkopf-Stirnfläche.
• Die in der Zeichnung dargestellte erfindungagemäß besohaffene Vorrichtung dient zur Durchführung eines Verfahrens zur Ultraschall-Prüfung von Metallwänden mit Hilfe eines Ultraschall-PrUfkopfee 1, wobei zur Ultraschall-Prüfung von heißen Wänden zur K5hlung des Ultraschall-Prüfkopfes 1 der Kaltatrom des Hielsc-Rohres 2 auf den Ultraschall-PrUfkopf 1, letzteren an seinem freien Ende 1' gleichmäßig umhüllend, geleitet wird. Dabei wird die PrUfatelle der zu prufenden Wand mit einem temperaturbeständigen Kontaktmittel, beispielsweise Siliconfett, Graphitpaeten o. dgl., fUr SohallUbertragung versehen. Der Ultrasohall-Prüfkopf 1, der in dem Führungsgehäuse 3 axialverachieblioh gelagart ist und in ein den Schallgeber beherbergendes Federgehäuse 4 monde, lat gasströmungsmäßig mit dem Kaltstutzen 5 dee Hielaoh-Rohres 2 verbunden. Das gegenüberliegend angeordnete Heißrohr 6 3et frei und bldet wthrond der Ultraschall-Prüfung etwa 80°C warme Luft irgendwohin in den Raum. Das Führungsgehäuse 3 besitzt eine schrdg verlaufende Konsole 3', in der eine zum Ultraschall-Prüfkopf 1 fthrende Bohrung 7 eingearbeitet ist, die an ihrem freien Ende als Autnshmevorrlohtung 7'für den Kaltatutzen 5 des Hielsoh-Rohrea 2 auegebildet ist. Die Bohrungsachse 7" bildet mit der Ultraschall-Prüfkopfachse 1" einen Winkel a von größenordnungsmä @g 25°. Die Aufnahmevorrichtung kann irgendwie, insbesondere aber als Schraub # oder Steckvorrichtung susgebildet sein.
• Die Lansnseite des Führungsgehäuses 3 ist an ihrem frelon Ende 3" mit auf dem Umfang gle ichmäßig verteilt angeordneten Strdmungerin@@@ 8 vresehen, die in einen in der Ultraeohall-PrUfkopf-Stirnfläche 9 ringförmig ausgebildeten Verteilerkanal 10, der rechteck- (101 in Fig. 2) odor dreieokfdrmig (10 in Fig. 2) in des freie Ende 3" des Führungsgehäuses 3 eingedreht sein kann. Von dem teilerkanal 10 bzw. 10' aus führen in der Ultraschall-Prüfkopf-Stirnfläche 9 radial verlaufend eingearbeitete Strömungsrinnen 11 nach austr..
• Gagen Rücketa der Druckstrdmung ist der Prüfkopf 1 gegen des Führungsgehäuse 3 durah dis Diohtung 12 einereeits und der Kaltstromstuttsn 5 gegenüber der Aufnahmevorrichtung 7'durch die Dichtung 13 andererseite abgedichtet. Der tu dom Hielaoh-Rohr 2 führende Druck-Anschlußstutzen 14 ist ale Handgriff für die Bedienungsperson ausgebildet und besitzt ein von außen her durch den Lebel 15 zu betätigendes Ventil.
• In Fig. 2 let der Kaltatromverlauf durch die Pfeile 16 schematisch angedeutet. Deaweiferen ist die Umlenkung der Strömungsfäden 16 in die Strömungsfäden 17 zu erkennen.

Claims (9)

1. Patentansprüche 1. Verfahron zur Ultraschall-Prüfung von Metallwanden mit Hilfe einea Ultraschall-Prüfkopfes, d a d u r o h g e k e n nz e i c h n e t , daß bei der Ultraschall-Prüfung von heißen W§nden zur Kühlung des Ultrachall-Prüfkopfes der Kaltsrom einee Hieleoh-Rohrea auf don Ultraschall-Prüfkopf, letsteren an eeinem freien Ende gleichmäßig umhüllend, geleitet wird.
2. 2. Verfahron naoh Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i o h n e t, da8 die Prüfetelle der zu prüfenden Wand mit einem temperaturbeständigen Kontaktmittel für Schallübertragung vereshan wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r o h g e k e n na a i a h n e t, daß ale Kontaktmittel Silioonfette, Graphitpasten o. dgl. dienen.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung de Verfahrene nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t, da8 ein in einem Führungsgehäuse (3) axialverachieblioh gelagerter und in ein den Schalgeber beherbergendes Federgehäuse (4) mündender Ultraschall-Prüfkopf (1) gasströmungsmäßig mit dom Kaltstutzen (5) des Hielsch-Rohres (2) verbunden ist.
5. 5. Vorriohtung nach Anpruch 4, d a d u r o h g e k e n nz e i o h n e t, da8 das Führungsgehäuse (3) eine schräg verlaufende Koneole (3') beaitzt, in der eine zum Ultraschall-Früfkopf (1) führende Bohrung (7) eingearbeitet ist, die an ihrem freien Ende ale Aufnahmevorriohtung (7') für don Kaltstutzen (5) des Hielach-Rohres (2) auagebildet ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r o h g e k e n ns e i o h n e t, daß die bohrungsachse (7") mit der Ultraschall-Prüfkopfachse (1") einen Winkel (a) von größenordnungsmäßig 25° beildet
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz daß die Aufnahmevorrichtung (7') ale Schraub-oder Steokvorriohtung ausgebildet ist.
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, d a d u r o h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Inneneeite der Führungsgehäuses (3) an ihrem freien Ende (3") mit auf dem Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Strdmungorlnnen (8) versehen int, die in einen in der Ultraschall-Prüfkopf-Stirnfloche (9) ringfdrmig ausgebildeten Verteilerkanal (10, 10') münden, von dem aus in der Ultraschall-Prüfkopf-Stirnfläche (9) radial verlaufend eingearbeitets Strömungsränne (17) nach auben fUhren.
9. 9. Yorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, d a d u r o h g e k e n n z e i c h n e t, daß der su dam Hielsoh-Rohr (2) führende Druck-Anschlußstutzen (14) als Handgriff ausgebildet ist und ein von außen zu betätigendes Ventil besitzt.

   L e e r s e i t e