DE2409700A1 - Inspecting welds between tubes and end-plates - using X-rays with luminous screen and television camera tube - Google Patents

Inspecting welds between tubes and end-plates - using X-rays with luminous screen and television camera tube

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Abstract

Examination of the quality of seams formed in the welding of tubes on to end-plates, uses a movable X-ray or gamma-ray source which can be adjusted so the radiation penetrates the weld and a screen in inserted in the tube in the immediate vicinity of the weld; the radiation impinges upon the screen and is converted into visible light, the variation in intensity of which is used to assess the presence of defects in the welds. The pref. device uses a television unit to pick up the visible light from the screen and transfer it to a receiver tube for reproduction of the luminescent image. Used for weld inspection in e.g. the thermal power, chemical or nuclear industries or in ship-building. A fast unit suitable for high productivity; the existance of a welding defect can be determined in 30 seconds.

Description

Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vorrichtungen zum Prüfen der Werkstoff- und Erzeugnisqualität; sie bezieht sich insbesondere auf Suchvorrichtungen für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden. Solche Vorrichtungen werden hauptsächlich in der Wärmeenergiewirtschaft, in der chemischen Industrie und in der Kerntechnik sowie auch im Schiffbau verwendet. Search device for defects in seams for welding pipes on tube sheets The present invention is in the field of devices for Checking the material and product quality; it relates in particular to search devices for defects in seams for welding pipes to pipe sheets. Such devices are mainly used in the heat energy industry, in the chemical industry and used in nuclear engineering as well as in shipbuilding.

Zur Zeit ist keine Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden bekannt. At the moment there is no detection device for defects in seams to be welded on known from tubes to tube sheets.

Als Ziel der Erfindung liegt dieser die Aufgabe zugrunde, eine Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden zu schaffen, deren konstruktive Ausführung einen hohen Wirkungsgrad bei der Prüfung gewährleistet. The aim of the invention is to provide a search device to create defects in seams for welding pipes to pipe sheets, their constructive design ensures a high level of efficiency when testing.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden erfindungsgemäß eine von Rohr zu Rohr verschiebbare Röntgen- oder Gammastrahlungsquelle, deren Strahlung zum Durchdringen der zu prüfenden Anschweißnähte einstellbar ist, und außerdem Schirme zum anschließenden Auftreffen dieser Strahlung umfaßt, wobei jeder Schirm mittels eines Halters im Rohr in unmittelbarer Nähe der zu prüfenden Naht befestigbar ist und aus einem Werkstoff besteht, welcher die Röntgen- oder Gammastrahlung derart in sichtbares Licht umwandelt, daß je nach der Intensitätsänderung dieses Lichts das Vorhandensein von Defekten in den Nähten feststellbar ist. The object is achieved in that the search device for defects in seams for welding pipes to pipe sheets according to the invention X-ray or gamma radiation source that can be moved from tube to tube, its radiation to penetrate the weld seams to be tested is adjustable, and also shields for the subsequent impingement of this radiation, each screen by means of a holder can be attached in the pipe in the immediate vicinity of the seam to be tested and consists of a material which the X-ray or gamma radiation in such a way converts into visible light that depending on the change in intensity of this light the presence of defects in the seams can be determined.

Zweckmäßigerweise wird die Vorrichtung zusätzlich mit einer Fernsehanlage versehen, deren Aufnahmeröhre so angeordnet ist, daß sie das sichtbare Licht des Schirms aufnimmt, während eine Empfängerröhre, die elektrisch mit der Aufnahmeröhre verbunden ist, das Schirmleuchtbild wiedergibt. The device is expediently also equipped with a television system provided, the pickup tube is arranged so that they the visible light of the Screen picks up, while a receiver tube that connects electrically to the pickup tube is connected, reproduces the screen fluorescent image.

Die erfindungsgemäße Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden besitzt eine hohe Produktivität, die es ermöglicht, das Vorhandensein eines Defekts in einer Naht im Laufe von ungefähr 30 Sekunden festzustellen. The search device according to the invention for defects in seams for welding of tubes to tube sheets has a high productivity, which enables the Determine the presence of a defect in a suture within approximately 30 seconds.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreibung einer konkreten Ausführungsform anhand der Zeichnung erläutert; darin zeigen: Fig. die perspektivische Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden, und Fig. 2 in schematischer Darstellung diese Suchvorrichtung, z. T. In the following, the invention will be concretized by describing a specific one Embodiment explained with reference to the drawing; therein show: Fig. the perspective Overall view of the search device according to the invention for defects in seams for welding of tubes on tube sheets, and FIG. 2 shows a schematic representation of this search device, z. T.

im Längsschnitt durch die Rohre mit einem darin eingesetzten Schirm. in a longitudinal section through the pipes with a screen inserted therein.

Die erfindungsgemäße Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden enthält nach einer Alternative eine Röntgenstrahlungsquelle, die bei der beschriebenen Ausführungsform als Blocktransformator 1 (Fig. 1) ausgebildet ist, der nach einer bekannten Schaltung aufgebaut ist. Der Blocktransformator 1 läßt sich mittels eines (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Schneckengetriebes um die Längsachse einer Fernsehaufnahmeröhre 2 drehen. The search device according to the invention for defects in seams for welding from pipes to pipe sheets contains an X-ray source according to an alternative, which in the described embodiment is designed as a block transformer 1 (FIG. 1) which is constructed according to a known circuit. The block transformer 1 can be achieved by means of a worm gear (not shown in the drawing) Rotate around the longitudinal axis of a television pickup tube 2.

Als letztere wird ein Superorthikon verwendet, das in ein Rohr 3 eingeschoben ist, an dem mittels Haltern 4 der Blocktransformator 1 und ein Gegengewicht 5 befestigt sind.A superorthicon, which is inserted into a tube 3, is used as the latter is to which the block transformer 1 and a counterweight 5 are attached by means of holders 4 are.

Der Blocktransformator 1 und die Aufnahmeröhre 2 können mit Hilfe einer Spindel 6 und einer Mutter 7 parallel zur Oberfläche eines Rohrbodens 8 mit den an ihm angeschweißten Rohren 9 vertikal verschoben werden. Zur Waagerechtverschiebung dieser Einheit parallel zur Oberfläche des Rohrboden 8 dienen Führungen 10, auf denen ein Wagen 11 mit einer Tragsäule 12 verschoben wird. An letzterer sind das höhenverstellbare Rohr 3 und die Spindel 6 befestigt. Am oberen, mittleren und unteren Teil der Säule 12 befinden sich Gehäuse 13, 14 und 15 von nicht dargestellten Elektromotoren, welche für alle oben aufgezählten Bewegungen sorgen. Die Aufnahmeröhre 2 ist im Rohr 3 so befestigt, daß ihre Achse parallel zum Rohr 9 ist, dessen Anschweißnähte 16 geprüft werden sollen. The block transformer 1 and the receiving tube 2 can with the help a spindle 6 and a nut 7 parallel to the surface of a tube sheet 8 with the pipes 9 welded to it are shifted vertically. For horizontal shifting this unit in parallel guides are used for the surface of the tube sheet 8 10, on which a carriage 11 with a support column 12 is moved. The latter the height-adjustable tube 3 and the spindle 6 are attached. At the top, middle and lower part of the column 12 are housings 13, 14 and 15 of not shown Electric motors, which take care of all the movements listed above. The pickup tube 2 is fixed in the pipe 3 so that its axis is parallel to the pipe 9, the weld seams 16 should be checked.

Innerhalb jedes Rohres 9 ist in unmittelbarer Nähe der Naht 16 ein hohlzylindrischer Halter 17 (Fig. 2) aus einem Werkstoff mit niedrigem Absorptionskoeffizienten für Röntgenstrahlung (ungefähr 0,5 m bei 100 keV) eingesetzt, an dessen Stirnseite ein Schirm 18 cm befestigt ist, welcher die Röntgenstrahlung in sichtbares Licht llmformt und bei der beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung aus einem CsJ(ll)-Einkristall hergestellt ist. Zum Schwächen der Röntgenstrahlung, welche nicht die zu prüfende Naht 16 durchdringt, und auch zum Schutz des Schirms 18 gegen Röntgen-Streustrahlung sind an der Seitenfläche des Halters 17 im Bereich des Schirms 18 und der Anschweißnaht 16 ringförmige Hülsen 19 aus einem Werkstoff mit höherenl Absorptionskoeffizienten ftir Röntgenstrahlung (ungefähr 50 cml bei 100 keV) angebracht. Within each tube 9, in the immediate vicinity of the seam 16, there is a Hollow cylindrical holder 17 (Fig. 2) made of a material with a low absorption coefficient used for X-rays (approx. 0.5 m at 100 keV), on the front side a screen 18 cm is attached, which converts the X-rays into visible light Molded and in the described embodiment of the device from a CsJ (II) single crystal is made. To weaken the X-ray radiation, which is not the one to be tested Seam 16 penetrates, and also to protect the screen 18 against scattered X-rays are on the side surface of the holder 17 in the area of the screen 18 and the weld seam 16 annular sleeves 19 made of a material with higher absorption coefficients for X-rays (about 50 cml at 100 keV).

Das vom Schirm 18 kommende, sichtbare Licht wird mittels eines Objektivs 20 zur Aufnahmeröhre 2 der Fernsehanlage übertragen. The visible light coming from the screen 18 is made by means of an objective 20 transmitted to the pickup tube 2 of the television system.

Diese Röhre ist elektrisch über ein Kabel 21 mit einer Fernsehempfängerröhre 22 verbunden, welche nach einer bekannten Schaltung ausgeführt ist und das Leuchtbild des Schirms 18 wiedergibt.This tube is electrically connected to a television receiver tube via a cable 21 22 connected, which is designed according to a known circuit and the luminous image of the screen 18 reproduces.

Es ist auch eine andere Ausführungsform der Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden möglich, bei der eine Gammastrahlungsquelle verwendet wird. Als radioaktiver Stoff wird in einer solchen Quelle Thulium verwendet. It is also another embodiment of the defect searching apparatus in seams for welding pipes to pipe sheets possible with a gamma radiation source is used. Thulium is used as a radioactive substance in such a source.

Die Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden arbeitet folgendermaßen: Die vom Blocktransformator 1 (Fig. 2) kommende Röntgenstrahlung durchdringt die Anschweißnaht 16 und die in der Nähe der Naht befindliche Zone, wobei sich ihre Intensität ändert. An den Stellen, an denen der Werkstoff (infolge von Einschlüssen, Verdickungen) dichter ist, wird die Röntgenstrahlung im Vergleich mit dem Durchschnittswert geschwächt, und umgekehrt wird die Strahlung in Gebieten mit (infolge von Poren, nicht durchgeschweißten Stellen, Rissen) geringerer Dichte in geringerem Grad geschwächt. Die auf den Schirm 18 gelangende Röntgenstrahlung wird infolge der Röntgenlumineszenz von CsJ(Tl) in Lichtstrahlung umgewandelt. Da die Helligkeit, mit welcher der Schirm 18 leuchtet, von der Intensität der Röntgenstrahlung abhängt, entsteht auf dem Schirm ein Leuchtbild, welches der Intensität der die Naht 18 durchdringenden Röntgenstrahlung entspricht. The search device for defects in seams for welding pipes on tube sheets works as follows: The one coming from the block transformer 1 (Fig. 2) X-rays penetrate the weld seam 16 and the one located in the vicinity of the seam Zone, changing its intensity. At the points where the material (as a result of inclusions, thickenings) is denser, the X-rays become is weakened in comparison with the average value, and vice versa, the radiation is weakened in areas with (due to pores, areas not welded through, cracks) lower Density weakened to a lesser degree. The X-ray radiation reaching the screen 18 is converted into light radiation as a result of the X-ray luminescence of CsJ (Tl). There the brightness with which the screen 18 shines on the intensity of the X-ray radiation depends, a luminous image is created on the screen, which corresponds to the intensity of the Seam 18 corresponds to penetrating X-rays.

Hierbei werden auf dem Schirm die innenseitigen Defekte der Anschweißnaht 16 sichtbar.The defects on the inside of the weld seam are displayed on the screen 16 visible.

Es soll, damit sich das Bild der Anschweißnaht 16 in der Mitte des Schirms 18 befindet, der Zentralstrahl der vom Blocktransformator 1 kommenden Röntgenstrahlung mit der Achse des Rohrs 9 einen Winkel oC(Fig. 1) von nahezu 450 bilden. It should so that the image of the weld seam 16 is in the middle of the Screen 18 is located, the central beam of the X-ray radiation coming from the block transformer 1 form an angle oC (Fig. 1) of almost 450 with the axis of the tube 9.

Das vom Schirm 18 (Fig. 2) kommende, sichtbare Licht wird mittels des Objektivs 20 auf die Röhre 2 übertragen, welche das Licht in elektrische Signale umwandelt, die über das Kabel 21 zur Fernsehempfängerröhre 22 gelangen, wo sie in ein Leuchtbild umgewandelt werden, welches identisch mit dem Leuchtbild auf dem Schirm 18 ist. The visible light coming from the screen 18 (FIG. 2) is by means of of the objective 20 is transmitted to the tube 2, which converts the light into electrical signals converts, which arrive via the cable 21 to the television receiver tube 22, where they are in a luminous image can be converted, which is identical to the luminous image on the Screen 18 is.

Die die Prüfung durchführende Arbeitskraft beurteilt aufgrund der Helligkeit, mit welcher das Bild auf der Fernsehempfängerröhre 22 leuchtet, die Qualität der Anschweißnaht 16.The worker performing the exam judges based on the Brightness with which the picture lights up on the television receiver tube 22, the Quality of the weld 16.

Der Blocktransformator 1 und die Fernsehaufnahmeröhre 2 können in senkrechter und waagerechter Richtung parallel zum Rohrboden 8 verschoben werden. Der Blocktransformator 1 kann außerdem um die Achse der Fernsehaufnahmeröhre 2 gedreht werden. Hiebei gelangen alle Nähte 16, durch die die Rohre 9 am Rohrboden 8 angeschweißt sind, der Reihe nach in die Durchleuchtungszone. The block transformer 1 and the television pickup tube 2 can be in be shifted in the vertical and horizontal direction parallel to the tube sheet 8. The block transformer 1 can also be rotated about the axis of the television pickup tube 2 will. All of the seams 16 through which the tubes 9 are welded to the tube sheet 8 arrive here one after the other in the fluoroscopic zone.

Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden, bei der eine Gammastrahlungsquelle verwendet wird, arbeitet analog der oben beschriebenen Vorrichtung. The second embodiment of the search device according to the invention for defects in seams for welding pipes to pipe sheets with a gamma radiation source is used, works analogously to the device described above.

Die erfindungsgemäße Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum -Anschweißen von Rohren an Rohrböden weist eine hohe Leistung auf, die es ermöglicht, das Vorhandensein eines Defekts in einer Naht im Laufe von ungefähr 30 Sekunden festzustellen und ebenso schnell die örtliche Lage des Defekts zu bestimmen. Die Vorrichtung entspricht auch allen Vorschriften der Arbeitsschutztechnik. The search device according to the invention for defects in seams for welding of pipes to pipe sheets has high performance, which allows the presence detect a defect in a seam within about 30 seconds and just as quickly to determine the location of the defect. The device corresponds also all regulations of occupational safety technology.

Claims (2)

Patentansprüche Claims ½? Suchvorrichtung für Defekte in Nähten zum Anschweißen von Rohren an Rohrböden, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine von Rohr (9) zu Rohr (9) verschiebbare Röntgen- oder Gammastrahlungsquelle (1), deren Strahlung zum Durchdringen der zu prüfenden Anschweißnähte (16) einstellbar ist, und außerdem Schirme (18) zum anschließerden Auftreffen dieser Strahlung umfaßt, wobei jeder Schirm (18) mittels eines Halters (17) im Rohr (9) in unmittelbarer Nähe der zu prüfenden Naht (16) befestigbar ist und aus einem Werkstoff besteht, welcher die Röntgen- oder Gammastrahlung derart in sichtbares Licht umwandelt, daß je nach der Intensitätsänderung dieses Lichts das Vorhandensein von Defekten in den Nähten feststellbar ist. ½? Search device for defects in seams for welding pipes on tube sheets, characterized in that it is displaceable from tube (9) to tube (9) X-ray or gamma radiation source (1), the radiation of which to penetrate the to test weld seams (16) is adjustable, and also screens (18) for connecting Impingement of this radiation comprises, each screen (18) by means of a holder (17) can be fastened in the tube (9) in the immediate vicinity of the seam (16) to be tested and consists of a material which the X-ray or gamma radiation in such a way converts into visible light that depending on the change in intensity of this light the presence of defects in the seams can be determined. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich mit einer Fernsehanlage versehen ist, deren Aufnahmeröhre (2) zur Aufnahme des sichtbaren Lichts des Schirms (18) passend angeordnet ist, und daß eine Empfängerröhre (22) zur Wiedergabe des Leuchtbildes des Schirms (18) elektrisch mit der Aufnahmeröhre verbunden ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it additionally is provided with a television system, the receiving tube (2) for receiving the visible Light of the screen (18) is appropriately arranged, and that a receiver tube (22) for reproducing the luminous image of the screen (18) electrically with the pickup tube connected is.
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EP0567320A2 (en) * 1992-04-24 1993-10-27 Richard David Albert Multiple image scanning x-ray method and apparatus

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