DE2065130B2

DE2065130B2 - Non-destructive testing method for steel parts - leakage flux appears at defects on magnetising steel with alternating field

Info

Publication number: DE2065130B2
Application number: DE19702065130
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Ausscheidung aus: 20 44 535 Förster, Friedrich, Dr.phil., 7410 Reutlingen
Priority date: 1970-09-09
Filing date: 1970-09-09
Publication date: 1976-02-12
Also published as: DE2065130A1

Abstract

Steel workpieces and welds are non-destructively tested using alternating magnetic fields by applying a.c. to plate-like pole pieces presented edge-wise w.r.t. workpieces. The pole pieces are surrounded by coils fed from the a.c. supply and may be resiliently urged towards the workpieces and provided with rollers to roll on the steel workpiece or weld fluorescent magnetic particles are applied to the workpieces and are subsequently blown away to leave particle deposits at the defects. Alternatively, using the roller method, a magnetically satd. tape may be provided for recording defects.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum magnelographischen Prüfen von ferromagnetischen Prüfteilen oder Teilbereichen solcher Prüfteile, wie Schweißnähte u.dgl., mit einer Einrichtung zur Magnetisierung eines Prüfteiles oder eines zu prüfenden Teilbereichs, mit einer Einrichtung, die das magnetisierte Prüfteil oder den magnetisierten Teilbereich mit einem magnetischen Speicherband in Verbindung bringt, wobei die auf Grund der besagten Magnetisierung aus dem Prüfteil an Fehlerstellen austretenden magnetischen Streuflüsse in das Speicherband eingespeichert werden.The invention relates to an arrangement for the magnelographic Testing of ferromagnetic test parts or partial areas of such test parts, such as weld seams and the like, with a device for magnetizing a test part or a sub-area to be tested, with a device that the magnetized test part or the magnetized partial area with a magnetic Brings storage tape in connection, the due to said magnetization from the test part Magnetic leakage fluxes emerging at fault locations are stored in the storage tape.

Derartige magnetographische Prüfeinrichtungen sind unter anderem bekannt aus US-PS 34 91288, DT-OS 14 73 656 und DT-OS 15 73 816. Nach den genannten Druckschriften werden die zu prüfenden Bereiche mit magnetischen Speicherbändern in Beruhrung gebracht, während sie von magnetischen Gleichfeldern magnetisiert weiden. Dabei werden die an Fehlerstellen aus den Oberflächen dieser Bereiche austretenden magnetischen Streuflüsse in die Speicherbänder eingespeichert, die anschließend nach den bekannten <>o Verfahren auf eingespeicherte Fehlersignale abgetastet werden können. Aus DT-OS 14 73 353 ist ein Magnetographie-Verfahren bekannt, bei dem die zum Einsatz gelangenden Speicherbänder im Zeitpunkt der Messung eine Koerzitivfeldstärke aufweisen, die der Feldstärke im Sättigungsknick der Hysteresisschleife des zu prüfenden Werkstückes entspricht. Ähnliche Bedingungen können nach der genannten Druckschrift erzielt 130 Such magnetographic testing devices are known, inter alia, from US-PS 34 91288, DT-OS 14 73 656 and DT-OS 15 73 816. According to the documents mentioned, the areas to be tested are brought into contact with magnetic storage tapes while they are magnetized by constant magnetic fields graze. The magnetic stray fluxes emerging from the surfaces of these areas at the surface of these areas are stored in the storage tapes, which can then be scanned for stored error signals using the known <> o method. From DT-OS 14 73 353 a magnetography method is known in which the storage tapes used have a coercive field strength at the time of measurement which corresponds to the field strength at the saturation kink of the hysteresis loop of the workpiece to be tested. Similar conditions can be achieved 130 according to the cited document

werden, wenn die Aufzeichnung der magnetischen Streufelder der Fehlerstelle unter idealisierenden Bedingungen ausgeführt wird. Dies kann unter anderem dadurch geschehen, daß mar: während der Aufzeichnung zusätzlich ein idealisierendes magnetisches Wechselfeld anlegt. Das die Fehlcrstreuflüsic erregende ! c!d ist jedoch nach wie vor ein magnetisches Gleichfeld.if the recording of the stray magnetic fields of the fault location under idealizing conditions is performed. This can be done, among other things, by mar: during the recording additionally applies an idealizing alternating magnetic field. The one that excites the error scattering! CD however, it is still a constant magnetic field.

Als einen der Gründe dafür, daß die magnetogruphisehen Prüfeinrichtungen sich noch nicht voll durchsei/t haben, kann man den Umstand betrachten, daß es bis her im Gegensatz zur Magnetpulvermethode bei der Magnetographic nicht möglich war. zur Erregung \on Fehlerstreuflüssen magnetische Wechselfeder /u benützen. Hob man nämlich das nach dem Stand der Technik vor der Prüfung normalerweise gelöschte, d. h. entmagnetisierte Speicherband von einer Fehlerstelle eines durch ein magnetisches Wechselfeld magnetisierten Prüfteiles ab, so hing der an der Fehlerstelle in das Speicherband eingespeicherte Wert vom Augenblickswen des Streufeldes im Moment des Abhebens ab. f-;_s konnte jeder beliebige Wert zwischen dem negativen und positiven Spitzenwert des Streufeldes im .Speicherband festgehalten werden, also auch der Wert Null.One of the reasons for the fact that the magnetographic test facilities have not yet been fully developed can be seen in the fact that, in contrast to the magnetic powder method, it was not possible with magnetographic up to now. use magnetic alternating springs / u to excite leakage fluxes. If, according to the state of the art, the normally erased, i.e. demagnetized, storage tape was removed from a fault location in a test part magnetized by an alternating magnetic field, the value stored in the storage tape at the fault location depended on the moment of the stray field at the moment of removal . f-; _s could be any value between the negative and positive peak value of the stray field are recorded in .Speicherband, including the value zero.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. eine wirksamere und ralionellere Anordnung /um Prüfen von ferromagnetischen Prüfteilen oder von Teilbereichen der Prüfteiie. insbesondere von Schweißnähten, nach dem Verfahren der magnetographischen Streuflußprüfung zu schaffen. Diese Aufgabe wird gelost durch eine Anordnung gemäß Patentanspruch 1.It is the object of the present invention. a more effective and rational arrangement / around testing of ferromagnetic test parts or parts of the test part. especially of weld seams, according to the method of the magnetographic leakage flux test. This task is solved by an arrangement according to claim 1.

Ein magnetisches Speicherband soll nicht, wie es bisher meist üblich war, vor dem Prüfeinsatz bis auf Null entmagnetisiert, sondern z. B. quer zu seiner Fortbewegungsrichtung magnetisch gesättigt werden. Wird das Speicherband auf der Oberfläche eines durch ein magnetisches Wechselfeld magnetisierten Prüfteiles mn Fehlern abgerollt, so bewirkt der aus den Fehlerbereichen austretende magnetische Wechselstreufluß eine Entmagnetisierung des Speicherbandes an der entsprechenden Stelle. Das ist in um so stärkerem Maße der Fall, je höher die Amplitude des austretenden Streu flusses ist, d.h., je größ?r der den Streufluß verursachende Fehler ist. An fehlerfreien Stellen des Prüfteils anliegende Bereiche des Bandes erfahren keine Entmagnetisierung, behalten also die der magnetischen Sättigung entsprechende remantente Magnetisierung bei. Wird ein solches Band mit Fühlern abgetastet, die auf Änderungen des magnetischen Flusses ansprechen, so werden bei der Abtastung des Bandes an den Stellen, die mit Fehlerstellen des Prüfteiles in Berührung gekommen waren, Signale in den Fühlern entstehen.A magnetic storage tape is not supposed to be like it was before It was mostly customary to demagnetize to zero before the test use, but z. B. transverse to its direction of movement become magnetically saturated. Is the storage tape on the surface of a by a magnetic Alternating field magnetized test part unrolled mn defects, then causes the defect areas escaping magnetic alternating leakage flux demagnetization of the storage tape at the corresponding Job. This is the more the case, the higher the amplitude of the emerging litter flux, i.e. the greater the error causing the leakage flux. At fault-free locations on the test part Adjacent areas of the tape do not experience any demagnetization, i.e. they retain those of magnetic saturation corresponding remantent magnetization. If such a band is scanned with feelers that are on Respond to changes in the magnetic flux, when the tape is scanned at the points that came into contact with faults in the test part, signals are generated in the sensors.

Bei der magnetographischen Prüfung von Vierkantknüppeln oder anderen langgestreckten Prüfteilen mit nicht kreisförmigem Querschnitt bringt die erfindungsgemäße Anordnung einen wichtigen Vorteil ein. Bei Magnetisierung eines Vierkantknüppels, ζ. Β. durch einen diesen Knüppel durchfließenden Gleichstrom, tritt ein erheblicher Feldstärkeabfall des Gleichfeldes an den Kanten des Knüppels auf. Infolgedessen müssen auch an den Kanten des Knüppels austretende magnetische Streuflüsse schwächer sein, als von gleich großen Fehlern an den Seitenflächen des Knüppels erzeugte Streuflüsse. Wird der gleiche Knüppel durch einen durchfließenden Wechselstrom magnetisiert, so fließt wegen des Skineffektes der Strom nur in einer Haut an der Oberfläche des Knüppels, deren Dicke unter anderem von der Frequenz des Wechselstromes abhängt. Wegen der Verdrängung des Stromes an die Oberflä-When magnetographic testing of square billets or other elongated test parts with The arrangement according to the invention brings an important advantage to a non-circular cross-section. at Magnetization of a square billet, ζ. Β. by a direct current flowing through this stick, there is a considerable drop in the field strength of the constant field at the edges of the stick. As a result, have to Magnetic leakage fluxes emerging at the edges of the billet may also be weaker than those of the same size Defects on the side surfaces of the billet generated leakage fluxes. Will the same stick through one If the alternating current flowing through is magnetized, the current only flows into a skin due to the skin effect the surface of the billet, the thickness of which depends, among other things, on the frequency of the alternating current. Because of the displacement of the current to the surface

ftie des Knüppels ergeben sich für die gesamte Oberflache des Knüppels nahe/u konstante Feldstärken. Ein Feldstärkeabfall an den Kanten findet nicht mehr statt. Während früher besondere Maßnahmen /um Ausgleich Rieses Feldstärkeabfalls η den Knüppelkanten getrof- j fen werden mußten, wie etwa eine elektronische Ver- »tärkungsanhebung für die Knüppelkanten, werden solche Maßnahmen jetzi völlig überflüssig.ftie of the billet result for the entire surface of the stick close to / u constant field strengths. There is no longer a drop in field strength at the edges. While in the past special measures / to compensate for Riesen's drop in field strength η hit the billet edges That would have to be done, such as an electronic gain increase for the billet edges Measures are now completely superfluous.

Kin weilerer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in der einfachen Löschung des magnetischen Speicherbandes. Wahrend früher das Speicherband /ur Löschung ein kräftiges Wechselfeld relativ hoher Frequenz, durchlaufen mußte, genügt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Durchlaufen eines für magnetische Sättigung ausreichenden Gleichfeldes, um das ,₅ Speicherband aufnahmebereit zu machen. Dies läßt tich mit wesentlich geringerem Aufwand bewerkstelligen. Another advantage of the arrangement according to the invention is the simple erasure of the magnetic storage tape. While formerly the storage tape / for deletion had a strong alternating field of relatively high frequency through, is sufficient in the inventive device the passage of a sufficient saturation magnetic DC field to the to make ₅ storage tape for recording. This can be done with much less effort.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand von Figuren durch Beispiele näher erläutert. Es zeigt im einzelnen ;o F i g. I eine Prüfanordnung für Schweißnähte,The invention is explained in more detail below with reference to figures and examples. It shows in detail; o F i g. I a test arrangement for welds,

F i g. 2 eine Prüfanordnung für Flossenrohre.F i g. 2 a test arrangement for fin tubes.

In F i g. 1 ist eine einfache Anordnung 1 /um Prüfen einer Schweißnaht 2 in Prülteil 3 dargestellt. Ein magnetisches Speicherband 4 wird von einer Vorratsspule $ über eine Umlenkrolle 6, eine Andruckrolle 7, eine weitere Umlenkrolle 8 auf die Aufnahmespule 9 geführt. Der zu prüfende Bereich des Pirfteils. 3 wird magnetisiert durch ein |och 10, das aus einer im Vergleich iur Prüfteildicke dünnen U-förmig gebogenen Platte 11 »us ferromagnetischem Material und einer von einem Wechselstrom gespeisten Wicklung 12 besteht. Die Andruckrolle 7, die zwischen den Polen des Joches 11 und oberhalb des zu prüfenden ßer.-iches angeordnet ist. besteht im wesentlichen aus Schaumgummi oder ähnlichem federndem Material und dient dazu, das Speicherband 4 während seines Abrollens auf die Unebenheiten der Schweißnaht 2 und der Prüfteiloberfläche anzudrücken. An der Oberseite eines Gehäuses 13 befindet sich ein Handgriff 14 zur Führung der leichten und handlichen Anordnung I.In Fig. 1 shows a simple arrangement 1 / around testing a weld seam 2 in test part 3. A magnetic one Storage tape 4 is from a supply reel $ over a pulley 6, a pressure roller 7, a another deflection roller 8 is guided onto the take-up reel 9. The area of the head part to be tested. 3 is magnetized through a hole 10, which consists of a U-shaped plate 11, which is thin compared to the thickness of the test part “Made of ferromagnetic material and one of one Alternating current fed winding 12 consists. The pressure roller 7 between the poles of the yoke 11 and is arranged above the ßer.-iches to be tested. consists essentially of foam rubber or the like resilient material and serves to hold the storage tape 4 on the unevenness during its unwinding the weld seam 2 and the test part surface to be pressed. On the top of a housing 13 there is a handle 14 for guiding the light and handy arrangement I.

Zur Prüfung einer Schweißnaht mit Hilfe der beschriebenen Anordnung 1 geht man folgendermaßen vor. Zunächst wird das magnetische .Speicherband 4 in einer nicht abgebildeten Einrichtung in transversaler Richtung magnetisch gesättigt. Magnetische Sättigung ist notwendig, da nur so die notwendige Gleichförmigkeit des ins Speicherband 4 eingegebenen remanenien Feldes gewährleistet werden kann. Sodann wird das Speicherband 4 in der dargestellten Weise in die An-Ordnung 1 eingelegt. Nachdem man die Wicklung 12 mit einer geeigneten Wechselslromquclle verbunden hat, fährt man mit der wie beschrieben vorbereiteten Anordnung 1 die z.u prüfend«. Schweißnaht 2 ab. Dabei rollt das Speicherband 4 über der Schweißnaht ab und wird gleichzeitig von der Vorratsrolle 5 auf die Aufnahmerolle 9 umgespult. Man erhält im .Speicherband 4 der Aufnahmerolle die Fehleraufzeichnungen der geprüften Schweißnaht. In dem sonst überall gleichförmig magnetisierten Speicherband befinden sich an den Stellen, die Stellen austretenden Fehlersireul'lusses am Prülteil entsprechen, je nach Größe des Fehleisireuflusses mehr oder weniger starke Schwankungen der Magnetisierung. Zur Abtastung und Auswertung des Speicherbundes 4 kann eine herkömmliche Magnetographie-Abfrageeinheit benutzt werden, die /. B. einen Fehler tiefenschrieb als Prüfdokument in einer gewünschten Maßslabsverkleinerung herstellen kann.To test a weld with the aid of the arrangement 1 described, the following procedure is used before. First, the magnetic .Speicherband 4 in a device not shown in the transverse Magnetically saturated direction. Magnetic saturation is necessary as this is the only way to achieve the necessary uniformity of the retentive field entered in the storage tape 4 can be guaranteed. Then it will Storage tape 4 inserted in the on-order 1 in the manner shown. After winding the 12 connected to a suitable alternating current source, one drives with the prepared as described Order 1 the z.u checking «. Weld seam 2 from. The storage tape 4 rolls over the weld seam and is rewound from the supply roll 5 to the take-up roll 9 at the same time. One receives in .Speicherband 4 the Record role of the defect records of the tested weld seam. In the otherwise uniformly magnetized Storage belts are located at the points where the leakage of the error flow on the test part correspond, depending on the size of the false ice inflow more or less strong fluctuations in magnetization. For scanning and evaluating the storage bundle 4, a conventional magnetography interrogation unit can be used which includes /. B. an error can produce depth writing as a test document in a desired size slab reduction.

F i g. 2 stellt eine Anordnung 21 zum Prüfen von Flossenrohren dar. Auf das z.u prüfende Flossenrohr 22 wird das endlose magnetische Speicherband 23 durch eine Andruckrolle 24 aus federndem Material angedrückt und dem Profil des Flossenrohres angepaßt. Zwei Platten 25 aus ferromagnetische!!! Material, die von einer wechselstromgespeisten Wicklung umgeben sind, dienen zur Magnetisierung des Flossenrohres 22. Ein Sättigungskopf 26 magnetisiert das durchhauende Speicherband 23 in transversaler Richtung bis zur Sättigung. Ein Abtastkopf 27 besteht im wesentlichen aus einem Antriebsmotor 28 und einer von diesem ai.getriebenen Scheibe 29, die an ihrem I ^!mfang ein oder mehrere auf magnetische Flußänderungen ansprechende Fühler besitzt. Die Scheibe 29 berührt mit ihrem Umfang den Teil des magnetischen Speicherbandes 23, der mit dem z.u prüfenden Bereich der Oberfläche des Flossenrohres 22 in Berührung kommt.F i g. 2 shows an arrangement 21 for testing fin tubes. The endless magnetic storage tape 23 is pressed onto the fin tube 22 to be tested by a pressure roller 24 made of resilient material and adapted to the profile of the fin tube. Two plates 25 made of ferromagnetic !!! Material that is surrounded by an alternating current-fed winding is used to magnetize the fin tube 22. A saturation head 26 magnetizes the continuous storage tape 23 in the transverse direction until it is saturated. A scanning head 27 consists essentially of a drive motor 28 and a disk 29 driven by the latter, which at its I ^! mfang has one or more sensors that respond to changes in magnetic flux. The circumference of the disk 29 touches that part of the magnetic storage tape 23 which comes into contact with the area of the surface of the fin tube 22 to be tested.

Anordnung 21 arbeitet wie folgt: Wird das Flossenrohr 22 in Richtung \on Pfeil 30 voranbewegi, so rollt gleichzeitig das von Andruckrolle 22 auf die zu prüfende Oberfläche des Flossenrohres 22 gedruckte Speicherband in Richtung von Pfeil 31 auf dieser Oberfläche ab. jeder Abschnitt des Speicherbandes 23 wird. bevor er mit dem Flossenrohr in Berührung kommt, im Sättigungskopf 26 in transversaler Richtung bis zur Sättigung aufmagnetisiert. Wie schon vorher beschrieben, ergeben sich in dem sonst gleichförmig magnetisierten Speicherband an Stellen, die mit Fehlerstreufluß aus dem Flossenrohr 22 Berührung hatten, Schwankungen der Magnetisierung. Der der zu prüfenden Oberfläche des Flossenrohrcs 22 entsprechende Teil des Speicherbandes 23 wird vom Abtastkopf 27 zeilenweise abgetastet. Schwankungen in der Magnetisierung des Speicherbandes 23 haben elektrische Signale in dem oder den Fühlern zur Folge, die dann in herkömmlicher Weise elektrisch ausgewertet werden. Die abgetasteten Abschnitte des Speicherbandes gelangen anschließend wieder zum Säitigungskopf 26, wo die eingespeicherten Streuflußsignale durch magnetische Sättigung gelöscht werden. Damit ist der entsprechende Abschnitt des Speicherbandes 23 wieder aufnahniebercit.Arrangement 21 works as follows: If the fin tube 22 is advanced in the direction of arrow 30, it rolls at the same time that of pressure roller 22 on the one to be tested Surface of the fin tube 22 printed storage tape in the direction of arrow 31 on this surface away. each section of the storage tape 23 becomes. before it comes into contact with the fin tube, im Saturation head 26 magnetized in the transverse direction until saturation. As already described before, arise in the otherwise uniformly magnetized storage tape at locations with error leakage flux from the fin tube 22 had contact, fluctuations in magnetization. That of the surface to be tested of the Flossenrohrcs 22 corresponding part of the storage tape 23 is from the scanning head 27 line by line scanned. Fluctuations in the magnetization of the storage tape 23 have electrical signals in it or the sensors, which are then electrically evaluated in a conventional manner. The scanned Sections of the storage tape are then returned to the saturation head 26, where the stored Magnetic saturation cancels leakage flux signals. The corresponding section of the Storage tape 23 again aufnahniebercit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims: 20 p

1. Arrangement for magnetographic testing VGP. ferromagnetic test parts or sub-areas such test parts as weld seams and the like, with a device for magnetizing a test part or a sub-area to be tested, with a device that controls the magnetized test part or the magnetize partial area associated with a; m magnetic storage tape, the on Reason for the said magnetization from the test part at fault locations emerging magnetic Stray fluxes are stored in the storage tape, characterized in that said Magnetization of the test part (3, 22) or the sub-area to be tested by a magnetic one Alternating field takes place that the magnetic storage tape (23) is magnetized by a constant magnetic field was saturated before it was connected to the test part (3. 22) or the sub-area to be tested is brought.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that when using an endless on the Test part (22) or the part to be tested rolling magnetic storage tape (23) magnetic saturation of the storage tape (23) in the DC field magnet (26) is used, which is in the unwinding direction of the storage tape (23) in front of the contact point between the storage tape (23) and the test part (22) is arranged.

3. Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the magnetic Saturation of the saturation of the storage tape (23) by a constant field, preferably in the direction takes place perpendicular to the strip plane.