DE202011051865U1 - Installation for testing pipes using eddy current technology - Google Patents
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Abstract
Anlage zur Prüfung von Rohren unter Verwendung der Wirbelstromprüftechnik, wobei die Anlage zur Prüfung der Rohre (R) im Wesentlichen folgende Komponenten aufweist: – wenigstens eine erste Prüfeinrichtung (M1) zum Durchführen einer Wirbelstromprüfung in einem warmen Zustand des Rohres (R) (Heißdrahtprüfung), – wenigstens eine zweite Prüfeinrichtung (M2) zum Durchführen einer Wirbelstromprüfung in einem kalten Zustand des Rohres (R) (Kaltdrahtprüfung), – eine Auswerteeinheit (7) zum Auswerten der Prüfergebnisse der ersten und der zweiten Prüfeinrichtung (M1, M2).System for testing pipes using the eddy current testing technique, the pipe testing system (R) comprising essentially the following components: at least a first test device (M1) for carrying out an eddy current test in a warm state of the tube (R) (hot wire test); at least a second tester (M2) for performing an eddy current test in a cold condition of the pipe (R) (cold wire test); an evaluation unit (7) for evaluating the test results of the first and the second test device (M1, M2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Prüfung von Rohren unter Verwendung der Wirbelstrommesstechnik bzw. Wirbelstromprüftechnik.The invention relates to a system for testing pipes using the Wirbelstrommesstechnik or Wirbelstromprüftechnik.
Wirbelstromprüfung ist ein elektromagnetisches Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung elektrisch leitender Werkstoffe. Bei der Wirbelstromprüfung wird der Effekt ausgenutzt, dass die zu prüfenden Profile (z. B. Rohre) durch Risse unterschiedliche Gefüge, Unterschiede in der Wärmebehandlung, Verunreinigungen und Beschädigungen in einem elektrisch leitfähigen Material eine andere elektrische Leitfähigkeit oder Permeabilität besitzen.Eddy current testing is an electromagnetic process for the non-destructive testing of electrically conductive materials. In eddy current testing, the effect is exploited that the profiles to be tested (eg pipes) have different microstructures due to cracks, differences in the heat treatment, impurities and damage in an electrically conductive material have a different electrical conductivity or permeability.
In der Differenz-Durchlaufspule erzeugt die Erregerspule ein wechselndes Magnetfeld, welches Wirbelströme im zu untersuchenden Material induziert. Über die Empfängerspule wird die Wirbelstromdichte durch das vom Wirbelstrom erzeugte Magnetfeld detektiert. Die gemessenen Parameter sind die Amplitude und die Phasenverschiebung zum Erregersignal. Über die Phasenlage lassen sich die Fehlerarten selektieren und mit einer Pareto-Analyse auswerten.In the differential pass coil, the excitation coil generates an alternating magnetic field, which induces eddy currents in the material to be examined. Via the receiver coil, the eddy current density is detected by the magnetic field generated by the eddy current. The measured parameters are the amplitude and the phase shift to the exciter signal. Using the phase position, the types of errors can be selected and evaluated with a Pareto analysis.
Beispielsweise ist aus der Druckschrift
In der Druckschrift
Auch aus der Druckschrift
Im vorgenannt beschriebenen Stand der Technik wird die Wirbelstromprüfung, entweder im Heißdrahtbereich oder im Kaltdrahtbereich durchzuführen.In the above-described prior art, the eddy current testing is performed either in the hot wire area or in the cold wire area.
Es ist jedoch bei der Herstellung von Bremsleitungen aus doppelwandigem Rohr als nachteilig zu verzeichnen, dass trotz der Wirbelstromprüfung, die derzeit nach dem Stand der Technik nur im kalten Zustand des Rohres durchgeführt wird, teilweise noch unerkannte Fehler vorhanden sind. Insbesondere bei der Verwendung der Rohre als Bremsleitung ist dies nicht tragbar, da hier ein hoher Sicherheitsstandart gefordert wird.However, it is to be noted in the manufacture of brake pipes made of double-walled pipe as disadvantageous that despite the eddy current test, which is currently carried out according to the prior art only in the cold state of the pipe, some unrecognized errors are still present. In particular, when using the pipes as a brake line, this is not sustainable, since a high level of safety is required here.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zur Prüfung von Rohren unter Verwendung der Wirbelstrommesstechnik zu entwickeln, mit welchen es zuverlässig möglich ist, Fehler im Rohr zu bestimmen.The object of the invention is to develop a system for testing pipes using the eddy current measuring technique, with which it is reliably possible to determine errors in the pipe.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is solved by the features of the first patent claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die erfindungsgemäße Anlage, welche zur Prüfung von Rohren unter Verwendung der Wirbelstromprüftechnik eingesetzt wird, findet insbesondere bei einer Fertigung und Prüfung des Rohres im Durchlaufverfahren Anwendung und weist zur Prüfung der Rohre im Wesentlichen folgende Komponenten auf: wenigstens eine erste Prüfeinrichtung zum Durchführen einer Wirbelstromprüfung in einem warmen Zustand des Rohres (Heißdrahtprüfung); wenigstens eine zweite Prüfeinrichtung zum Durchführen einer Wirbelstromprüfung in einem kalten Zustand des Rohres (Kaltdrahtprüfung); eine Auswerteeinheit zum Auswerten von Prüfergebnissen der ersten und der zweiten Prüfeinrichtung. The plant according to the invention, which is used for testing pipes using the eddy current testing technique, is used in particular in a production and testing of the pipe in a continuous process and has for testing the tubes essentially the following components: at least a first test device for performing an eddy current test in one warm condition of the pipe (hot wire test); at least one second test device for carrying out an eddy current test in a cold state of the pipe (cold wire test); an evaluation unit for evaluating test results of the first and the second test device.
Dabei wurde überraschender Weise festgestellt, dass mit der Heißdrahtprüfung ein anderes Fehlerspektrum als bei der Kaltdrahtprüfung ermittelt wird. Eine Kombination der beiden Prüfverfahren, insbesondere für die Prüfung von doppelwandig gewickelten Rohren ist bisher nicht bekannt.It was surprisingly found that the hot wire test a different range of errors is determined than in the cold wire test. A combination of the two test methods, especially for the testing of double-walled tubes is not yet known.
Das doppelwandige Rohr wird aus Band gewickelt und in einer Löteinrichtung induktiv gelötet, wobei bevorzugt unmittelbar nach der Löteinrichtung, in einem Bereich, in dem sich das Rohr noch nicht sehr abgekühlt hat, die erste Prüfeinrichtung angeordnet ist.The double-walled tube is wound from tape and inductively soldered in a soldering device, wherein preferably immediately after the soldering device, in a region in which the tube has not yet cooled very much, the first test device is arranged.
Nach der ersten Prüfeinrichtung ist eine Kühlanlage zum Abkühlen des Rohres vorgesehen und nach der Kühlanlage die zweite Prüfeinrichtung angeordnet.After the first testing device, a cooling system for cooling the pipe is provided and arranged after the cooling system, the second test device.
Bevorzugt ist die erste Prüfeinrichtung in einem Heissbereich angeordnet, in dem das zu prüfende Rohr eine sicher über dem Curiepunkt liegende Matrialtemperatur aufweist und die zweite Prüfeinrichtung wird in einem Kaltbereich angeordnet, in dem das zu prüfende Rohr Raumtemperaturtemperatur unterhalb von 100 Grad aufweist.Preferably, the first test device is arranged in a hot region in which the tube to be tested has a Matrialtemperatur lying safely above the Curiepunkt and the second test device is placed in a cold area in which the tube to be tested has room temperature below 100 degrees.
Dazu ist in die erste Prüfeinrichtung zumindest eine sogenannte Heißdrahtspule (auch als Thermospule bezeichnet) integriert und die zweite Prüfeinrichtung ist mit mindestens einer Kaltdrahtspule ausgestattet.For this purpose, at least one so-called hot-wire coil (also referred to as a thermo-coil) is integrated into the first test device and the second test device is equipped with at least one cold-wire coil.
Die Prüfung mit der ersten und der zweiten Prüfeinrichtung erfolgt bevorzugt längenbezogen zu dem Rohr. Beide Prüfspulen sind über ein geeignetes Verfahren zu kalibrieren.The test with the first and the second testing device preferably takes place length-related to the tube. Both test coils must be calibrated using a suitable method.
Nach der zweiten Prüfeinrichtung ist ein Markierer angeordnet, der zum Markieren von mit der ersten und/oder zweiten Prüfeinrichtung ermittelten und von der Auswerteeinrichtung als fehlerhaft ausgegebenen Fehlern angeordnet ist. Die Markierung mit dem Markierer erfolgt analog zu den Prüfungen der ersten und zweiten Prüfeinrichtung längenbezogen zu dem Rohr.After the second test device, a marker is arranged, which is arranged to mark errors which have been determined with the first and / or second test device and which are output by the evaluation device as faulty. The marking with the marker is analogous to the tests of the first and second test device length related to the tube.
Zur Prüfung der Rohre erfolgt somit zuerst mit wenigstens einer ersten Prüfeinrichtung eine Wirbelstromprüfung in einem warmen Zustand des Rohres (Heißdrahtprüfung) und anschließend mit wenigstens einer zweiten Prüfeinrichtung eine Wirbelstromprüfung in einem kalten Zustand des Rohres (Kaltdrahtprüfung) und in einer eine Auswerteeinheit werden die Prüfergebnisse der ersten und der zweiten Prüfeinrichtung ausgewertet und bei ermittelten Fehlern durch die Auswerteeinheit ein Signal an einen Markierer ausgegeben mit dem eine Markierung der fehlerhaften Stellen des Rohres erfolgt. Die Prüfung mit der ersten und der zweiten Prüfeinrichtung und die Markierung des Rohres wird, wie vorgenannt bereits erwähnt, längenbezogen zu dem Rohr durchgeführt. Zumindest vor dem Einsatz der ersten und zweiten Prüfeinrichtung werden diese zueinander kalibriert.For testing the pipes, an eddy current test in a hot condition of the pipe (hot wire test) is then carried out first with at least one first test device, and then an eddy current test in a cold condition of the pipe (cold wire test) with at least one second test device and the test results of evaluated first and the second test device and issued errors found by the evaluation a signal to a marker with a marking of the faulty locations of the tube is done. The test with the first and the second testing device and the marking of the tube is, as already mentioned above, performed lengthwise to the tube. At least before the use of the first and second testing device, these are calibrated to each other.
Es wurde überraschender Weise festgestellt, dass durch die Prüfung des Rohres im heißen und im kalten Zustand Fehler ermittelt werden konnten, die bei einer ausschließlichen Prüfung im heißen Zustand oder bei einer ausschließlichen Prüfung im kalten Zustand nicht detektierbar sind.It has surprisingly been found that by examining the tube in the hot and in the cold state, it was possible to identify faults which are not detectable in the case of an exclusive test while hot or in the case of an exclusive cold test.
Mit der Auswerteeinrichtung werden dabei die längenbezogenen Prüfergebnisse der ersten Prüfeinrichtung und der zweiten Prüfeinrichtung überprüft und „abgeglichen”. Als wesentliche Fehler werden ermittelt: nicht gelötete Rohrbereiche, Außennahtfehler, Innenfehler, Hohlstellen, kalte Lötstellen, Brandstellen, Cu-Batzen. Dabei gibt die gemessene Phasenverschiebung Aufschluss über die Fehlerart.With the evaluation while the length-related test results of the first test device and the second test device are checked and "matched". The following are identified as significant defects: non-soldered pipe areas, external seam defects, internal defects, voids, cold solder joints, burn marks, copper buffers. The measured phase shift gives information about the type of fault.
Die Heißdrahtspule erkennt dabei ein anderes Fehlerbild als die Kaltdrahtspule. Mit der Heißdrahtspule wurden beispielsweise Hohlstellen, kalte Lötstellen und unverlötetes Rohr festgestellt, die in der Kaltdrahtspule nicht oder nur teilweise selektiert werden konnten. Einige Fehler werden von beiden Spulen erkannt, was bedeutet, dass der von der Heißdrahtspule erkannte Fehler von der Kaltdrahtspule bestätigt wird.The hot-wire coil recognizes a different error pattern than the cold-wire coil. With the hot wire coil, for example, voids, cold solder joints and unsoldered tube were found that could not or only partially selected in the cold wire coil. Some errors are detected by both coils, meaning that the error detected by the hot wire coil is confirmed by the cold wire coil.
Der Nachweis erfolgte über Versuchsreihen.The proof took place over test series.
Durch die Kombination wenigstens einer ersten Prüfeinrichtung zum Durchführen einer Wirbelstromprüfung in einem warmen Zustand des Rohres (Heißdrahtprüfung), mit wenigstens einer zweiten Prüfeinrichtung zum Durchführen einer Wirbelstromprüfung in einem kalten Zustand des Rohres (Kaltdrahtprüfung), ist es daher erstmalig möglich, bekannte aber bis jetzt nicht ermittelbare Fehler, wie z. B. kalte Lötstellen, zu finden und zu selektieren.By combining at least a first test device for carrying out an eddy current test in a hot state of the pipe (hot wire test), with at least one second test device for carrying out an eddy current test in a cold state of the pipe (cold wire test), it is therefore possible for the first time, but known so far non-determinable errors, such. As cold solder joints to find and select.
Doppelwandig gelötete Rohre sind hauptsächlich in Bremssystemen für Fahrzeuge eingesetzt und damit sicherheitsrelevante Bauteile. Die Qualität des ausgelieferten Rohres wird mit der erfindungsgemäßen Lösung wesentlich verbessert, da vorhandene Fehler sicher selektiert werden. Mit der Kombination von Heiß- und Kaltdrahtprüfung wird die Zuverlässigkeit der Rohre, insbesondere der Bremsrohre und damit folgerichtig die Sicherheit des Bremssystems erhöht. Double-walled brazed pipes are mainly used in braking systems for vehicles and thus safety-related components. The quality of the delivered tube is significantly improved with the solution according to the invention, since existing errors are reliably selected. With the combination of hot and cold wire testing, the reliability of the pipes, especially the brake pipes and consequently the safety of the brake system is increased.
Nicht erkannte Fehler können bei Bremssystemen Menschenleben gefährden. Es besteht die höchste Qualitätsstufe in der Automobilzulieferindustrie.Unrecognized errors can endanger human lives in braking systems. It is the highest quality level in the automotive supply industry.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die zugehörige
Das Kaltband wird als Coil angeliefert. Dieses wird vom Abcoiler
Die mit der ersten Prüfeinrichtung M1 und der zweiten Prüfeinrichtung M2 erfassten Werte werden einer Auswerteeinheit
Die damit hergestellten Bremsdruckleitungen in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 80 m/min hergestellt.The brake pressure lines produced therewith in a continuous manufacturing process at a speed of 50 to 80 m / min produced.
Die Kupferschicht des Lotes sowie das Rohrmaterial in Dicke und Zusammensetzung sind in den Toleranzen stark eingegrenzt. Dennoch können Fehler wie nicht gelötete Rohrbereiche, Außennahtfehler, Innenfehler, Hohlstellen, kalte Lötstellen, Brandstellen, CU-Batzen auftreten, die mit der erfindungsgemäßen Lösung zuverlässig detektiert werden.The copper layer of the solder as well as the pipe material in thickness and composition are strongly limited in the tolerances. Nevertheless, defects such as non-soldered pipe regions, outer seam defects, internal defects, voids, cold solder joints, burn marks, CU bumps can occur which are reliably detected by the solution according to the invention.
Die Fehler, die über einem mittels Kalibrieren festgelegten Grenzwert liegen, werden markiert. Die Darstellung der Fehler auf dem fertigen Produkt erfolgt dabei längenbezogen, wobei eine klare Erkennbarkeit der Position, der Fehleramplitude, der Phasenlage und eine eindeutige Zuordnung des Wirbelstromsensors notwendig sind. Die Prüfpunkte der Heiß- und Kaltdrahtprüfung liegen etwa 55 bis 70 Meter von einander entfernt. Werden in noch vorzugebendem Mindestabstand mehrere Fehler festgestellt, sollte die Markierung, die vorzugsweise als Riffelung erfolgt, nicht unterbrochen werden.Errors above a calibration threshold are marked. The representation of the defects on the finished product is carried out length-related, with a clear visibility of the position, the error amplitude, the phase angle and a clear assignment of the eddy current sensor are necessary. The test points of the hot and cold wire test are about 55 to 70 meters apart. If several errors are found in the minimum distance to be specified, the marking, which preferably takes place as corrugation, should not be interrupted.
Das Selektieren der Fehler in den bekannten Fehlerarten erfolgt bevorzugt mittels Sektorauswertung als Grundlage der Pareto-Analyse. Es erfolgt dabei ein Speichern der Fehler mit genauer Zuordnung zum Rohrabschnitt für die Rückverfolgbarkeit in gängige Datenbankformate, welche ein Import und Dekodierung plattformunabhängig in weitere Datenformate zulassen. Beigestellt werden dazu das Geschwindigkeitssignal, Start-Stoppsignal (Line Move) und ein Schnittsignal.The selection of the errors in the known error types is preferably carried out by means of sector evaluation as the basis of the Pareto analysis. It stores the errors with accurate assignment to the pipe section for traceability in common database formats, which allow import and decoding platform independent in other data formats. These include the speed signal, start-stop signal (line move) and a cut signal.
Neben der Prüfung von doppelwandig gewickelten Rohren können mit der erfindungsgemäßen Lösung auch andere Rohre und Profile auf Fehler geprüft werden.In addition to the testing of double-walled tubes can be tested with the solution of the invention, other tubes and profiles for errors.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 1957489 A [0004] DE 1957489A [0004]
- DE 102008053778 A1 [0005] DE 102008053778 A1 [0005]
- DE 102008038174 A1 [0006] DE 102008038174 A1 [0006]
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
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