DE19746105C2 - Schweißindikator - Google Patents

Description

Geschweißte Gasrohrleitungen und Druckwasserleitungen müssen nach dem Schwei­ ßen geprüft werden. In vielen Bereichen des Gas- und Wasserrohrleitungsbaues ver­ langen die Betreiber der Rohrleitungen zusätzlich zu den Druckprüfungen eine zerstö­ rungsfreie Prüfung auf Schweißfehler, insbesondere der Elektroschweißmuffenverbin­ dungen.

Die Erfindung betrifft einen Indikator zum Sichtbarmachen von Temperaturverteilungen bei der zerstörungsfreien Prüfung von Elektroschweißmuffenverbindungen an PE- Rohren.

In der Praxis stehen zur zerstörungsfreien Prüfung nach DVS-Merkblatt 2206 die Prü­ fungen mit Ultraschall, mit Röntgenstrahlen und neuerdings auch mit Computertomo­ graphie zur Verfügung.

Diese Verfahren sind für die Prüfung von Kunststoffrohren sehr problematisch und er­ fordern einen erheblichen Prüfaufwand. Sie erfordern viel Zeit und sehr erfahrenes Prüfpersonal zur Durchführung der Prüfung und zur Auswertung der Prüfergebnisse. Darüber hinaus sind sie für den Einsatz auf der Baustelle wenig geeignet.

Ein weiteres Prüfverfahren ist aus der Patentanmeldung Aktz.: 197 24 905.1 der An­ melderin bekannt. Dieses Verfahren basiert auf dem Sichtbarmachen von Wärmefel­ dern auf der Oberfläche von Elektroschweißmuffen mit Hilfe wärmeempfindlicher Um­ schlagstoffe wie Thermocolore oder Stoffe mit einem genau definierten Schmelzpunkt. Diese Thermoindikatoren bilden beim Erwärmen auf der Muffenoberfläche ein sichtba­ res Wärmefeld, dessen Ränder einer Isotherme ihrer Farbumschlag- oder Schmelz­ temperatur entsprechen. Damit ein flächiges Wärmefeld entsteht, liegt diese Randtem­ peratur etwa 10°C unter der an der Muffenoberfläche auftretenden Maximaltemperatur. Die Form und Symmetrie der Wärmefelder gibt Auskunft über vorhandene Schweiß­ fehler. Erschwerend aber ist, daß sich einige Fehler, wie z. B. eine einseitige ungenü­ gende Einschubtiefe des Rohres in die Muffe, nur undeutlich über die Außenkontur der Wärmefelder abzeichnen und zu deren sicherer Erkennung eine Rastermeßfolie ge­ braucht wird.

Aus dem EP 0 229 743 B1 ist eine Elektroschweißmuffe mit einem aufsteckbaren An­ schlußkopf bekannt, mit welchem ein sicheres Abschalten des Heizstromes bei Errei­ chen der erforderlichen Schweißmuffentemperatur und erfolgtem Schweißvorgang er­ möglicht wird und ein unerwünschtes Wiedereinschalten oder ein versehentlicher wei­ terer Heizvorgang an derselben Schweißmuffe verhindert wird. Dazu sind auf der Elek­ troschweißmuffe Temperaturindikatoren als Klebeplättchen oder -folie angebracht, die durch einen irreversiblen Farbumschlag das Erreichen der Schweißtemperatur und das Ende des Schweißvorganges anzeigen. Mit Hilfe eines Opto-Fühlers (Infrarot- Lichtquelle und Infrarot-Lichtempfänger), der im aufsteckbaren Anschlußkopf angeord­ net ist, wird der Farbumschlag erfaßt und es erfolgt die Abschaltung der Stromzufuhr zur Heizwicklung der Schweißmuffe. Da der Farbumschlag des Temperaturindikators irreversibel ist, kann dieselbe Schweißmuffe versehentlich nicht ein zweites Mal mit Heizstrom beaufschlagt werden.

In der CH 612 489 A5 wird eine Elektroschweißmuffe mit einem Thermoindikator zur einfachen Sichtprüfung, ob die Verschweißung bereits erfolgte und ob die richtige Schweißtemperatur erreicht wurde, beschrieben. Auf der Muffe, neben den Elektroan­ schlußstutzen, ist ein Temperaturindikator aus Papier oder Kunststoff aufgeklebt, der sich bei Temperaturerhöhung bleibend verfärbt. Der Farbindikator kann z. B. einen weißen Punkt aufweisen, der bei zunehmender Temperatur dunkler wird und sich bei Erreichen der Endtemperatur von ca. 240°C bis 250°C schwarz verfärbt.

Schließlich ist aus der WO 90/13411 A1 eine Elektroschweißmuffe mit einem Schweiß-Anzeigeelement bekannt. Zur Anzeige der erfolgten Verschweißung sind ra­ dial im Umfang der Schweißmuffe zwei Bohrungen bis nahe an die Heizwendel einge­ bracht, in die je ein Metallstift (Anzeigestift) eingesteckt ist, der an seiner mit der Muf­ fenwandung bündigen Stirnseite ein Thermoindikatorplättchen trägt. Bei erfolgter Ver­ schweißung wird die Schweißwärme von den Heizwendeln über den Metall-Anzeigestift bis zum Indikatorplättchen auf der äußeren Stirnseite des Anzeigestiftes transportiert und löst dort einen entsprechenden Farbumschlag aus, der eine erfolgte Verschwei­ ßung signalisiert.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einfach zu handhabende und preiswerte Schweißin­ dikatoren zur zerstörungsfreien Prüfung von Elektromuffenschweißverbindungen an PE-Rohren mit irreversibler Anzeige für die Prüfung während des Schweißens und wiederverwendbare reversible Indikatoren für die Prüfung nach dem Schweißen zu schaffen, die außer der Randisotherme eine weitere oder mehrere Isothermen zwi­ schen der Maximaltemperatur und der Randtemperatur des Wärmefeldes der Elektro­ schweißmuffe aufzeichnen und damit die Erkennbarkeit der Fehler verbessern und we­ sentlich erleichtern und die für den Einsatz auf der Baustelle geeignet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Kombination von meh­ reren, jeweils andersfarbigen Farbumschlagstoffen mit unterschiedlichen Farbum­ schlagtemperaturen alternierend in Linienform so auf einen Indikatorträger aus Folie, Papier oder Vlies aufgebracht ist, daß die Umschlagstoffe bei Erwärmung der Elektro­ schweißmuffe bei ihren Farbumschlagtemperaturen andersfarbige Isothermen ergeben und daß die Indikatorbeschichtung aus Farbumschlagstoffen oben mit einer geschlos­ senen, transparenten Schutzschicht abgedeckt ist.

Die erfindungsgemäße Indikatorkombination zeichnet innerhalb des Wärmefeldes mit einer Außenisotherme weitere Isothermen zwischen der auftretenden Maximaltempe­ ratur und der Randtemperatur des Wärmefeldes auf. Dadurch werden Unregelmäßig­ keiten, verursacht durch Schweißfehler, innerhalb dieses Wärmefeldes optisch sicht­ bar, womit die Fehlererkennbarkeit wesentlich verbessert wird. Besteht die Indikator­ kombination aus verschiedenen Thermocoloren mit reversiblen Farbumschlag, kann dieser Schweißindikator, sofern er keine Beschädigung aufweist, erneut für die Prüfung weiterer Elektromuffenschweißverbindungen eingesetzt werden. Als Indikatorträger­ material können Folien, Papiere oder Vliese verwendet werden. Die Indikatorbe­ schichtung auf dem Indikatorträger ist im Bedarfsfall nach oben mit einer transparenten Schutzschicht abgedeckt, die vor Berührung schützt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Schweißindikators liegen in seiner technischen Unkompliziertheit und damit kostengünstigen Herstellung. Er ist in jeder notwendigen und gewünschten Abmessung als Blatt- oder Rollenmaterial herstellbar und kann ent­ sprechend den geometrischen Gegebenheiten konfektioniert werden.

Der Schweißindikator kann auf der Baustelle uneingeschränkt und zu jeder Zeit einge­ setzt werden. Die Prüfung mit reversiblen Indikatoren erfolgt zweckmäßigerweise durch ausgebildete Fachkräfte.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Schematischer Aufbau eines rechteckförmigen Schweißindikators in der Draufsicht

Fig. 2 Querschnitt des Schweißindikators nach Fig. 1 entlang der Linie A-A

Der wiederverwendbare reversible Schweißindikator besteht aus einem rechteckigen Indikatorträger 1 aus dünnem Vlies, auf dem in Längsrichtung, nebeneinander, linien­ förmig, alternierend 1 mm breite Streifen 2 und 3 zweier Thermocolore mit unterschied­ lichen Farbumschlagtemperaturen aufgetragen sind.

Der erste Streifen 2 besteht aus Silber-Quecksilberjodit mit einer Farbumschlagtempe­ ratur von 50°C, der zweite Streifen 3 ist anliegend, parallel zum Streifen 2 angeordnet und besteht aus Kupfer-Quecksilberjodit mit einer Farbumschlagtemperatur von 71°C. Die Streifen 2 und 3 folgen alternierend nebeneinander und bedecken die gesamte Indikatorträgeroberfläche. Die Indikatorbeschichtung wird zum Schutz vor Berührung mit einer dünnen geschlossenen und transparenten Schutzschicht 4 abgedeckt. Beim Anwärmvorgang entstehen auf der Oberfläche der Elektroschweißmuffe über den Heizwendeln zwei parallele Wärmefelder. Auf dem Schweißindikator bilden sich ent­ sprechend dem bei der niedrigsten Temperatur umschlagenden Thermocolor, Streifen 2, ebenfalls Wärmefelder ab, deren Rand die 50°C-Isotherme und deren Mitte die 71°C-Isotherme des Thermocolor mit der höheren Farbumschlagtemperatur, Streifen 3, ist. Erkennbar sind diese Isothermen durch den Farbumschlag des Thermocolor, Strei­ fen 2, von gelb zu orangerot und des Thermocolor, Streifen 3, von hellrot zu braun­ schwarz.

Die Form und Symmetrie der unterschiedlichen Isothermen geben Auskunft über vor­ handene Schweißfehler.

Bei einer fehlerlosen Schweißung zeigt der Indikator zwei orangerote gleichbreite Bän­ der, in deren Mitte ein braunschwarzer Streifen verläuft. Bei einer fehlerhaften Schwei­ ßung, beispielsweise durch einen einseitigen Schrägschnitt eines Rohres entsteht, durch die Unsymmetrie auf der entsprechenden Muffenseite ein nicht mehr paralleles orangerotes Wärmeband mit einem unmittigen, teilweise unterbrochenen braunschwar­ zen Mittelstreifen. Eine fehlerhafte Verbindung infolge eines nicht genügend tief einge­ steckten Rohres wird erst eindeutig durch mehrere Indikatoren sichtbar, indem sich auf der fehlerhaften Seite der braunschwarze Streifen der angezeigten Maximaltemperatur außermittig befindet.

Claims (2)

1. Schweißindikator zum Sichtbarmachen von Temperaturverteilungen innerhalb von Wärmefeldern bei der thermographischen, zerstörungsfreien Prüfung von Elektromuf­ fenschweißverbindungen an PE-Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombi­ nation von mehreren, jeweils andersfarbigen Farbumschlagstoffen mit unterschiedli­ chen Farbumschlagtemperaturen alternierend in Linienform so auf einem Indikator­ träger aus Folie, Papier oder Vlies aufgebracht ist, daß die Umschlagstoffe bei Er­ wärmung der Elektroschweißmuffe bei ihren Farbumschlagtemperaturen andersfar­ bige Isothermen ergeben und daß die Indikatorbeschichtung aus Farbumschlag­ stoffen oben mit einer geschlossenen, transparenten Schutzschicht abgedeckt ist.

2. Schweißindikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikatorbe­ schichtung aus der Kombination der zwei reversiblen Farbumschlagstoffe Silber- Quecksilberjodit mit einer Farbumschlagtemperatur von 50°C und Kupfer- Quecksilberjodit mit einer Farbumschlagtemperatur von 71°C besteht.