DE19623277A1 - Einrichtung zur filmlosen Radiographie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur filmlosen Radiographie zur Prüfung der Schweißnaht von langgestreckten, geschweißten Hohlkörpern aus Metall, insbesondere Stahlrohr, gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Eine gattungsbildende Einrichtung ist aus der DE 43 02 286 B1 bekannt. Sie besteht aus einer flüssigkeitsgekühlten Röntgenröhre, die bei während der Prüfung stillstehendem Hohlkörper in Längsrichtung verschiebbar und über Hochspannungskabel mit einem Hochspannungsgenerator und einer Fluidzu- und -abfuhr verbunden ist. Die Prüfanlage weist weiterhin einen im Durchstrahlungsbereich der Röntgenröhre liegenden verschiebbaren Röntgen-Bildwandler auf, der an einem Träger befestigt ist. Der die Röntgenröhre mit Energie versorgende Hochspannungsgenerator ist auf einem Wagen angeordnet, der auf oberhalb des Hohlkörpers angeordneten Schienen verfahrbar ist. Die Prüfanlage selbst ist in einer als Betonabschirmung ausgebildeten Kammer angeordnet, wobei die Führung der Energiekette (Hochspannungskabel sowie Fluidzu- und -abfuhr) über Rollen erfolgt, die in der Kammer befestigt sind. Die Röntgenröhre ist auf einem Wagen angeordnet, der auf während der Prüfung durch den Hohlkörper sich erstreckenden Schienen verfahrbar ist. Ebenfalls auf Schienen verfahrbar ist ein Träger, an dem der Röntgen- Bildwandler befestigt ist, wobei die Schienen oberhalb des Hohlkörpers in der Kammer angeordnet sind. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß die zweimalig umgelenkte Energiekette großen Belastungen ausgesetzt ist und die Steifigkeit nicht ausreicht, um bei sehr langen Hohlkörpern von mehr als 12 m Länge die Energiekette ohne zusätzliche Führungsmittel in horizontaler Lage zu halten. Die Prüftaktzeit ist ungünstig, da der geprüfte Hohlkörper vollständig aus der Kammer gefahren und seitlich wegbewegt werden muß, ehe der nächste zu prüfende Hohlkörper in die Prüflinie eingelegt und in die Kammer eingefahren werden kann.

Aus der US-PS 4,078,180 ist eine etwas anders gestaltete Prüfeinrichtung bekannt. Bei dieser Konstruktion ist die Röntgenröhre am Ende eines starren Holms befestigt, wobei der Holm auch Träger des Hochspannungskabels sowie der Fluidzu- und -abfuhr ist. Im Durchstrahlungsbereich der Röntgenröhre ist im Abstand zu dieser eine Trägerplatte angeordnet, an der der Röntgen-Bildwandler befestigt ist. Der zu prüfende Hohlkörper wird über mittels eines auf Schienen verfahrbaren Wagens über den Holm geschoben, der zur Positionierung in gewissen Grenzen heb- und senkbar ist. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Länge des Holmes der größten Länge des zu prüfenden Hohlkörpers entsprechen muß und insbesondere bei Längen von mehr als 12 m die Positionierung des Endbereiches instabil ist. Bezüglich der Prüftaktzeit gilt das gleiche wie bei der vorher erörterten Schrift. Auch hier ist es erforderlich, den bereits geprüften Hohlkörper zuerst vom Holm abzuziehen und seitlich wegzubewegen, bevor der nächste Hohlkörper in die Prüflinie geschoben werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur filmlosen Radiographie zur Prüfung der Schweißnaht von langgestreckten, geschweißten Hohlkörpern aus Metall, insbesondere Stahlrohr, vorzuschlagen, die eine stabile Positionierung der Röntgenröhre gewährleistet und die eine-wesentlich kürzere Prüftaktzeit erlaubt im Vergleich zu den bereits bekannten Prüfanlagen.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Auch bei der erfindungsgemäßen Prüfanlage ist die Röntgenröhre in bekannter Weise am Ende eines starren Kragträgers befestigt. Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik steht während der Prüfung der zu prüfende Hohlkörper still und der Kragträger sowie der damit gekoppelte verfahrbare Röntgen-Bildwandler wird bewegt. Um die Länge des Kragträgers in Grenzen zu halten, ist die Prüfanlage zweifach vorhanden, wobei die eine spiegelbildlich zur anderen angeordnet ist. Die Prüftaktzeit wird erheblich reduziert, weil die beiden Prüfanlagen innerhalb einer durchgehenden Kammer angeordnet sind, deren Ende mit je einem zu öffnenden und zu schließenden Tor versehen ist und deren Länge größer ist als die zweifache Länge des längsten zu prüfenden Hohlkörpers. Diese Anordnung ermöglicht es, daß während des Ausfahrens des bereits geprüften Hohlkörpers der nächste zu prüfende Hohlkörper eingefahren werden kann. Damit sich die zu prüfende Schweißnaht exakt in der 12-Uhr-Lage befindet, ist in der Kammer im mittleren Bereich eine aus Rollen bestehende Drehvorrichtung vorgesehen, um den bereits vorpositionierten Hohlkörper nachjustieren zu können. Die exakte Längenpositionierung der Röntgenröhre erfolgt in der Weise, daß durch einen an der vorderen Kante des Kragträgers angeordneten Abstandssensors die Stirnseite des zu prüfenden Hohlkörpers erfaßt wird und von dort aus entsprechend dem Ergebnis der vorherigen Ultraschallprüfung die nachzuprüfenden Stellen angefahren werden. Dabei sorgt eine Steuerung dafür, daß die beiden gleichzeitig verfahrbaren Prüfanlagen im mittleren Bereich nicht aneinanderstoßen, wobei der maximale horizontale Verfahrweg jeder einzelnen Prüfanlage etwas größer ist als die halbe Länge des längsten zu prüfenden Hohlkörpers. Die Anordnung von Abstandssensoren hat den Vorteil, daß nach dem Einfahren des Hohlkörpers in die Kammer eine genaue Positionierung in Bezug auf die Längsrichtung nicht erforderlich ist. Die Erfassung der beiden Stirnseiten des Hohlkörpers ermöglicht auch eine exakte Längenmessung, so daß die Anfahrstellen genau berechnet werden können.

Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung ist noch zu nennen, daß durch die Anordnung des Hochspannungsgenerators am Ende des Kragträgers eine statische Verlegung des Hochspannungskabels im Kragträger bis hin zur Röntgenröhre möglich ist. Auf diese Weise wird das empfindliche Hochspannungskabel keinen dynamischen Belastungen ausgesetzt.

Die Ausbildung der Verbindung vom Anschlagelement des Kragträgers bzw. des Röntgen-Bildwandlers zum jeweiligen Wagen als Scherenelement hat den Vorteil, daß die Heb- und Senkbewegung des Kragträgers bzw. des Röntgen-Bildwandlers als exakt linear geführte Bewegung erfolgt.

Zur Sicherstellung der Positionierung der Röntgenröhre nach dem Einfahren in den zu prüfenden Hohlkörper ist im vorderen Endbereich des Kragträgers ein Mittel vorgesehen, mit dessen Hilfe die eingestellte Längsposition fixiert werden kann.

Beispielsweise ist dieses Mittel ein Druckluftzylinder, dessen Kolben sich im ausgefahrenen Zustand an der Innenwand des Hohlkörpers abstützt. Dadurch wird eine die Bildqualität störende Pendelschwingung des Holmes während der Prüfung verhindert.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur filmlosen Radiographie wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab eine Längsansicht einer Prüfanlage.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur filmlosen Radiographie ist in einer als Betonabschirmung dienenden Kammer 1 angeordnet. Beide Enden der Kammer 1 sind mit je einem Tor 2, 3 versehen, durch die die zu prüfenden bzw. die bereits geprüften Hohlkörper ein- bzw. ausgefahren werden können. Zum Transport des Hohlkörpers, hier beispielsweise ein Rohr 4, ist auf dem Boden 5 der Kammer 1 ein aus mehreren Rollen 6 bestehender Längsrollgang angeordnet. Um die hier nicht dargestellte Längsschweißnaht des Rohres 4 genau in die 12-Uhr-Lage positionieren zu können, sind im mittleren Bereich der Kammer 1 heb- und senkbare Drehrollen 7, 7′ angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß trotz der Vorpositionierung der Rohre 4 vor dem Einfahren in die Kammer 1 eine beim Längsrollen in vielen Fällen oft nicht zu vermeidende Verdrehung vor Beginn der Prüfung korrigiert werden kann. Die eigentliche Prüfanlage ist zweifach vorhanden, wobei die eine spiegelbildlich zur anderen angeordnet ist. Die Längsabmessungen sind so gewählt, daß mit jeder Prüfanlage etwas mehr als die Hälfte des längsten zu prüfenden Hohlkörpers geprüft werden kann und die Länge der Kammer 1 größer ist als die zweifache Länge des längsten zu prüfenden Hohlkörpers. Da die beiden Prüfanlagen identisch ausgebildet sind, genügt die Detailbeschreibung einer Prüfanlage. Dazu ist in Fig. 2 eine in Arbeitsstellung sich befindende Prüfanlage im vergrößerten Maßstab dargestellt.

Nach dem Einfahren des Rohres 4 beispielsweise durch das links in Fig. 1 dargestellte Tor 2 wird das Rohr 4 bis in den Mittenbereich der Kammer 1 transportiert, wobei in erster Näherung die Mitte des Rohres 4 mit der Mitte der Kammer 1 zusammenfällt. Wie schon zuvor erwähnt, erfolgt mittels der Drehrollen 7, 7′ eine genaue Ausrichtung der in 12-Uhr-Lage sich befindenden Schweißnaht. An einem vergleichbar wie bei einem Kran ausgebildeten Auslegerarm 8 ist am vorderen freien Ende eine Röntgenröhre 9 befestigt, und zwar so, daß die Röntgenstrahlen 10 auf die in 12-Uhr-Lage liegende Schweißnaht gerichtet sind. Am anderen Ende des Auslegerarmes 8 ist ein Hochspannungsgenerator 11 befestigt. Die elektrische Verbindung vom Hochspannungsgenerator 11 zur Röntgenröhre 9 erfolgt über ein statisch verlegtes Hochspannungskabel 12. Die für die Röntgenröhre 9 bzw. den Hochspannungsgenerator 11 erforderliche elektrische Energie wird über Schleppkabel 13 und Hängekabel oder Kabelschlepp 14 zugeführt. In der gleichen Weise wird der Röntgenröhre 9 über die Energieführung 14 durch Schläuche von einem Kühlaggregat 15 Kühlwasser zu- und abgeführt. Das Kühlaggregat 15 ist auf einem auf Schienen 16 verfahrbaren Wagen 17 angeordnet. Die Verfahrmöglichkeit nach rechts und nach links ist hier durch einen Doppelpfeil 18 gekennzeichnet. Damit der Auslegerarm 8 an dem Wagen 17 hängend gehoben und abgesenkt werden kann, ist das Anschlagelement 19 des Auslegerarmes 8 durch ein Scherenelement 32 parallel geführt und wird durch einen an sich bekannten Hubtrieb 20 nach oben und nach unten bewegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hubtrieb 20 als Winde dargestellt. Die Heb- und Senkbarkeit des Scherenelementes 32 ist durch einen Doppelpfeil 21 gekennzeichnet. Mit dem zuvor erwähnten Wagen 17 für den Auslegerarm 8 ist starr über einen Träger 22 ein zweiter Wagen 23 verbunden, der ebenfalls auf den schon erwähnten Schienen 16 nach rechts und links verfahrbar ist. Der für die Bewegung der beiden Wagen 17, 23 erforderliche Fahrantrieb 24 ist hier schematisch angedeutet. An dem letztgenannten Wagen 23 ist ebenfalls über einen Hubtrieb 25 mittels eines scherenartig geführten Anschlagelementes 26 ein Bildwandler 27 befestigt. Dieser Bildwandler 27 ist im Bezug auf die Röntgenröhre 9 so angeordnet, daß er immer im Durchstrahlungsbereich liegt. Die elektrische Versorgung des Bildwandlers 27 sowie die erforderlichen Kabel zu den Steuer- und Auswertegeräten (hier nicht dargestellt) erfolgt ebenfalls über ein Schleppkabel 13 und ein Hängekabel oder Kabelschlepp 28. Die Heb- und Absenkbarkeit des Scherenelementes ist durch einen Doppelpfeil 29 gekennzeichnet.

Der Prüfvorgang läuft in der Weise ab, daß beide Prüfanlagen in der im rechten Teilbild von Fig. 1 gezeigten Grundstellung sich befinden. Dies bedeutet, daß der am tiefsten hängende Auslegerarm 8 soweit angehoben ist, daß der Hohlkörper mit der größten äußeren Abmessung darunter hinweg transportiert werden kann. Bei Annahme eines Transportes von links nach rechts wird das am linken Ende der Kammer 1 sich befindende Tor 2 geöffnet und das bereits vorpositionierte Rohr 4 mittels der Rollen 6 eingefahren. Danach wird das Tor 2 wieder geschlossen. Nach Erreichen einer mittleren Stellung im Bezug auf die Kammer 1 erfolgt mittels der Drehrollen 7, 7′ eine genaue Positionierung der Schweißnaht in die 12-Uhr-Lage. Da die Einzelheiten hierzu bekannt sind, erübrigt sich ein näheres Eingehen darauf. Je nach Lage der nachzuprüfenden Fehlstellen nach erfolgter US-Prüfung bzw. bei vorgeschriebener Prüfung beider Endbereiche werden entweder eine oder beide Prüfanlagen in die Arbeitsstellung abgesenkt. Damit beim Absenken die empfindliche Röntgenröhre 9 nicht auf die Kante der Stirnseite 30, 31 des eingefahrenen Rohres 4 schlägt, ist am vorderen Ende des Auslegerarmes 8 ein hier nicht dargestellter Abstandssensor angeordnet. Sollte beispielsweise durch eine Fehlschaltung das Rohr 4 nicht in der mittleren Position, sondern versetzt weiter nach rechts oder nach links liegen, wird dies durch den Abstandssensor angezeigt und die weitere die Röntgenröhre 9 möglicherweise beeinträchtigende Absenkung des Auslegerarmes 8 gestoppt. Hat der Auslegerarm 8 bezogen auf die lichte Weite des zu prüfenden Rohres 4 seine vorher festgelegte Absenklage erreicht, erfolgt entsprechend dem vorher eingegebenen Fehlstellenprogramm der Längsverschub in das Rohr 4. Ist die festgelegte Fehlstelle erreicht, wird der parallel mitverfahrene Bildwandler 27 ebenfalls abgesenkt bis auf eine Höhe oberhalb des Rohres 4, die dem optimalen Abstand für die Erfassung der die Wandung des Rohres 4 durchdringenden Röntgenstrahlen entspricht.

Die Röntgenröhre 9 wird eingeschaltet und es erfolgt die Prüfung. Damit während der Prüfung der Auslegerarm 8 keine unerwünschten Nickbewegungen macht, wird, falls erforderlich, im vorderen Bereich des Auslegerarmes 8 ein Spannmittel, beispielsweise ein Druckzylinder, ausgefahren und nach unten oder nach oben gegen die Innenwand des Rohres 4 gedrückt. Nach Beendigung des Prüfvorganges wird das Spannmittel abgehoben, so daß die Prüfanlage wieder in Längsrichtung verfahren werden kann. Um auch eine Fehlstelle in der Mitte des Rohres 4 vollständig prüfen zu können, ist der in das Rohr 4 einzufahrende Teil des Auslegerarmes 8 etwas länger als die Hälfte des längsten zu prüfenden Rohres 4. Ein unabsichtliches Zusammenstoßen beider in Arbeitsstellung sich befindenden Prüfanlagen wird durch eine Steuerschaltung vermieden. Nach Abfahren aller indizierten Fehlstellen bzw. des Endbereiches wird die davon betroffene Prüfanlage oder beide aus dem Rohr 4 heraus- und in die zuvor beschriebene und in Fig. 1 im rechten Teilbild dargestellte Grundstellung gefahren. Bei der anfangs festgelegten Annahme eines Transportes von links nach rechts erfolgt der Abtransport des geprüften Rohres 4 mittels der Rollen 6 durch das am rechten Ende der Kammer sich befindende Tor 3. Vorteilhaft im Sinne der Verkürzung der Leerlaufzeiten zwischen zwei Prüfzyklen ist bei dieser Anordnung die Möglichkeit, daß gleichzeitig mit dem Ausfahren des bereits geprüften Rohres 4 ein neues zu prüfendes Rohr durch das ebenfalls am linken Ende der Kammer 1 geöffnete Tor 2 eingefahren werden kann. Danach erfolgt ein weiterer bereits zuvor im Detail beschriebener Prüfzyklus.

Claims (8)

1. Einrichtung zur filmlosen Radiographie zur Prüfung der Schweißnaht von langgestreckten, geschweißten Hohlkörpern aus Metall, insbesondere Stahlrohr, bestehend aus einer flüssigkeitsgekühlten Röntgenröhre, die bei während der Prüfung stillstehendem Hohlkörper in Längsrichtung verschiebbar und über ein Hochspannungskabel mit einem Hochspannungsgenerator und einer Fluidzu- und -abfuhr verbunden ist und einem im Durchstrahlungsbereich der Röntgenröhre liegenden oberhalb des Hohlkörpers an einem Träger befestigten und verschiebbaren Röntgen-Bildwandler, wobei die Prüfanlage in einer als Betonabschirmung ausgebildeten Kammer angeordnet und der Boden der Kammer mit einem Längsrollgang versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise die Röntgenröhre (9) am Ende eines starren in den Hohlkörper (4) ein- und ausfahrbaren sowie heb- und senkbaren (21) und das Hochspannungskabel (12) sowie die Fluidzu- und -abfuhr aufnehmenden Kragträgers (8) befestigt ist und das andere Ende des Kragträgers (8) mit einem Wagen (17) in der Weise verbunden ist, daß der Kragträger (8) in waagerechter Position oder anders ausgedrückt parallel zum Verfahrweg (16) des Wagens (17) über die Oberkante des Hohlkörpers (4) hinweg anhebbar ist und der Träger des Röntgen-Bildwandlers (27) als Wagen (23) ausgebildet und mit dem erstgenannten Wagen (17) für den Kragträger (8) starr gekoppelt (22) und auf der gleichen Schiene (16) mit diesem verfahrbar ist und eine zweite gleiche Prüfanlage spiegelbildlich zur ersten angeordnet ist, wobei der maximal horizontale Verfahrweg jeder einzelnen Prüfanlage etwas größer ist als die halbe Länge des längsten zu prüfenden Hohlkörpers (4).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Prüfanlagen innerhalb einer durchgehenden Kammer (1) angeordnet sind, deren Ende mit je einem zu öffnenden und zu schließenden Tor (2, 3) versehen ist, wobei die Länge der Kammer (1) größer ist als die zweifache Länge des längsten zu prüfenden Hohlkörpers (4).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgen-Bildwandler (27) mit dem Wagen (23) unter Beibehaltung einer ortsgetreuen Position in Bezug auf den Strahlbereich der Röntgenröhre (9) heb- und senkbar (29) verbunden ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Röntgen-Bildwandler (27) sowie dem Kragträger (8) und dem jeweiligen Wagen (17, 23) ein eine exakt linear geführte Heb- und Senkbewegung (21, 29) sicherstellendes Scherenelement (32) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der vordersten Kante des Kragträgers (8) ein Abstandssensor angeordnet ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator (11) am freien Ende des Kragträgers (8) angeordnet und das Hochspannungskabel (12) statisch im Kragträger (8) verlegt ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Endbereich des Kragträgers (8) ein an der Innenseite des Hohlkörpers (4) zu fixierendes Mittel angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel ein Druckluftzylinder ist.