DE2556269C3

DE2556269C3 - Anordnung zur magnetographischen Fehlerprüfung an winkligen und/oder gekrümmten Oberflächen

Info

Publication number: DE2556269C3
Application number: DE2556269A
Authority: DE
Inventors: Martin 7410 Reutlingen Foerster
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-13
Filing date: 1975-12-13
Publication date: 1978-10-26
Also published as: IE43294B1; DK144867C; NL7610953A; GB1503050A; DK144867B; NO143393B; FR2334952B3; NO143393C; DK407676A; FR2334952A1; DE2556269A1; NO763193L; BE848756A; DE2556269B2; IE43294L

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur magnetographischen Fehlerprüfung an winkligen und/oder gekrümmten Oberflächen ferromagneiischer Körper, mit einer Magnetisierungseinrichtung für kontinuierliche Magnetisierung zusammenhängender Oberflächenbereiche, mit einem magnetischen Speicherträger, vorzugsweise einem magnetischen Speicherband, mit einer Abrolleinrichtung, in der ein rotierendes Andruckrad den auf den Oberflächenbereichen abrollenden Speicherträger im Bereich der Magnetisierung durch die Magnetisierungseinrichtung an die Oberflächenbereiche andrückt und mit einer Rahmenkonstruktion, in der die Abrolleinrichtung gelagert ist.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE-OS 20 65 130 enthält die Beschreibung einer Anordnung zum magnetographischen Prüfen mit ein^r Einrichtung zum Magnetisieren eines Prüfteils und einer Einrichtung, die das magnetisierte Prüfteil mit einem magnetischen Speicherband in Verbindung bringt und die aus dem Prüfteil an Fehlerstellen austretenden magnetischen Streuflüsse in das Speicherband einspeichert. Die dort beschriebene Anordnung besitzt zwei Spulen für magnetisches Speicherband und eine Andruckwalze, die zusammen mit einem Magnetjoch in ein Gehäuse eingebaut sind. Das Gehäuse kann mit Hilfe eines Griffes über die Oberfläche des Prüfteils geführt werden. Dabei wird das Speicherband über der Oberfläche abgerollt, während es von einer der beiden Spulen auf die andere umgespult wird. An einer zwischen den beiden Polen des Magnetjoches gelegenen Stelle wird das Speicherband von der Andruckwalze auf die Oberfläche gedruckt und nimmt dabei die einzuspeichernden Fehlerstreuflüsse auf. Die so gewonnene Aufnahme der Fehlerstreuflüsse kann in beliebiger Weise, z. B. durch Abfragung mit magnetfeldempfindlichen Sonden, ausgewertet werden.

Mit derartigen Anordnungen konnte bereits eine ganze Reihe von Prüfproblemen gelöst werden. Als besonders geeignet zeigen sich solche Anordnungen für die Prüfung von Schweißnähten. Hier erweist es sich als sehr vorteilhaft, daß das biegsame und elastische magnetische Speicherband durch eine federnde Andruckrolle in sehr engen Kontakt mit der unregel-

mäßigen Oberfläche im Bereich der Schweißnaht gebracht werden kann. Ein solch enger Kontakt mit der Prüftejloberfläche ist entscheidend wichtig für die Erzielung eines guten Störabstandes der Fehlersignale und kann mit keinem anderen der magnetischen Prüfverfahren erreicht werden.

Dem Einsatz der beschriebenen Anordnung, sei es für die Prüfung von Schweißnähten oder auch ganz allgemein, sind jedoch Grenzen gesetzt durch die Gestalt der Oberfläche. Zwar lassen sich mit der Anordnung nicht nur ebene Flächen prüfen. Vielmehr sind ohne weiteres auch gleichförmig gekrümmte Flächen oder profilierte Flächen in der Richtung des Profilverlaufs der Prüfung zugänglich, etwa die Längsschweißnähte geschweißler Rohre, die Querschweißnähte stumpf zusammengeschweißter Rohre oder die Oberflächen von Profilrohren in Längsrichtung der Rohre. In diesen Fällen müssen lediglich die Polschuhe des Magoetisierungsjoches der Krümmung bzw. Profilierung der Oberfläche angepaßt sein, um entlang der Prüfstrecke eine gleichmäßige und ausreichende Magnetisierung der Prüfteiloberflächs zu erreichen. Ist jedoch die Oberfläche von unregelmäßig wink'iger oder gekrümmter Gestalt, so läßt sich mit der bekannten Anordnung eine ausreichende Magnetisierung und damit eine zuverlässige Prüfung nicht mehr bewerkstelligen. Beispiele für eine solche Gestalt ergeben sich bei den Verbindungsnähten von unter beliebigen Winkeln sich schneidenden Rohren. Hier versagen auch in den einfachsten Fällen die herkömmlichen Anordnungen.

Der Erfindung ist daher die Aufgabe gestellt, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung aufzuzeigen, die auch auf Oberflächen unregelmäßig winkliger oder gekrümmter Gestalt noch zuverlässige j5 Prüfergebnisse bringt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer gemäß Anspruch 1 gekennzeichneten Anordnung.

Durch das Ausgliedern der Magnetisierungseinrichtung erhält die Anordnung in vorteilhafter Weise eine sehr schmale tragende Kerneinheit, deren Breite jetzt im wesentlichen nur noch bestimmt wird von der notwendigen Speicherträgerbreite, d. h. von der Breite der zu prüfenden Oberflächenbereiche, z. B. einer Schweißnaht. Die Kerneinheit, die nur aus der Abrolleinrichtung und der diese tragenden Rahmenkonstruktion besteht, kann sich auf die zu prüfende Oberfläche durch eine Andruckwalze und ein leichtes Spornrad, oder auch nur durch eine Andruckwalze allein abstützen und bleibt dadurch leicht bewegbar. Des weiteren wird für die beweglich aufgehängten Magneteinheiten ein kleiner und einigermaßen gleichbleibender Abstand zur zu magnetisierenden Oberfläche möglich. Damit wird hinreichende und konstante Magnetisierung der Oberflächenbereiche möglich. «

Ein anderer Vorteil der Anbringung der Magneteinheit liegt darin, daß dieselbe auf diese Weise wesentlich näher an den zu magnetisierenden Bereich herangebracht wird. Auch wird der Krümmungsradius der Bahn kleiner, den die Magnetisierungseinhnit beschreibt, wi wenn infolge Krümmung der Prüfteiloberfläche der Ausleger eine Schwenkbewegung um den Bolzen ausführt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgehalten. h-,

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsb^ispiels an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 eine Vorderansicht,

F i g. 2 eine Seitenansicht einer Prüfanordnung.

F i g, 1 und 2 zeigen in vereinfachter Darstellung eine von Hand zu führende magnetographische Prüfanordnung, die für die Herstellung magnetographischer Aufnahmen auch an Oberflächen komplizierter Gestalt geeignet ist, obwohl sie hier, der einfachen Darstellungsweise wegen, auf ein ebenes Blech 1 mit einer Schweißnaht 3 aufgesetzt wiedergegeben wird.

Die eine Abrolleinrichtung 5 tragende und zwei Ausleger 7 führende Rahmenkonstruktion 9 besteht im wesentlichen aus zwei Rahmenschenkeln 11 und 13 sowie einem Verbindungsstück 15, durch das die Rahmenschenkel tragend miteinander verbunden sind. Rahmenschenkel 11 ist an seinem oberen Teil abgekröpft und als Führungsgriff 17 gestaltet. Seitlich erweitert sich Rahmenschenkel 11 zu zwei Flügeln 19 und 21, während er an seinem unteren Ende in einem Arm 23 endet, der ein mittels einer Welle 25 mit ihm verbundenes Spornrad 27 trägt. Zwei Lagerböckchen 29 sind seitlich an den beiden Rahmenschenkeln 11 und 13 angebracht.

Die Abrolleinrichtung 5 setzt sich zusammen aus zwei aufsteckbaren Spulen 31 und 33, die mit Hilfe von Wellen 35 und 37 an den Flügeln 19 bzw. 21 gelagert sind, aus einem Andruckrad 39, das an seinem Umfang eine federnde Schicht 41 aus z. B. Schaumgummi aufweist und das mittels einer Welle 43 in den beiden Rahmenschenkeln 11 und 13 gelagert ist, sowie aus einer Antriebshilfe 45, die aus zwei Rädern 47, 49 und einem Treibriemen 51 besteht. Spule 31 trägt einen Vorrat des Speicherbandes 53, das um den Umfang des Andruckrades 39 geführt ist und von Spule 33 während des Abrollvorganges aufgenommen wird. Die Umlaufbewegung des Andruckrades 39 wird über Welle 43, Rad 47, Treibriemen 51, Rad 49. Welle 37 und eine der Einfachheit halber nicht dargestellte Rutschkupplung auf die Spule 33 übertragen. Die Übersetzung ist so dimensioniert, daß die Spule 33 auch im ungünstigsten Falle über die Rutschkupplung eine Umfangsgeschwindigkeit erhält, die ausreicht, das Speicherband 53 stramm zu halten. Eine ebenfalls nicht dargestellte Bremse an Spule 31 bewirkt, daß auch zwischen Spule 31 und Andruckrad 39 ausreichende Spannung des Speicherbandes 53 erhalten bleibt.

Die beiden Ausleger 7 entsprechen sich in allen Einzelheiten. Jeder der beiden Ausleger 7 ist über Hebel 55 und vermittels von Bolzen 54 schwenkbar in der Zeichenebene in den Lagerböckchen 29 gelagert. Am Hebel 55 ist ein Tragbügel 57 aufgehängt, in dem ein Gelenkbügel 59 schwenkbar um einen Bolzen 61 gelagert ist. Mit Hi'fe eines weiteren Bolzens 63 und über eine Lasche 67 ist ein Stützwagen 65 schwenkbar um den Bolzen 63 am Gelenkbügel 59 gelagert. Der S'ütz'tragen besteht aus einem die Lasche 67 tragenden Gestell 69, das mit einem Satz von vier Stützrädern 70-73 (73 nicht sichtbar) versehen ist. Als Stützräder erweisen sich magnetische Hafträder als sehr vorteilhaft, da sie den Stützwagen aus eigener Kraft an der Oberfläche des Prüfkörpers festhalten. Am Gestell 69 ist über eine Lasche 74 und ein Lagerböckchen 75 schwenkbar um einen Bolzen 77 eine Magneteinheit 79 aufgehängt. Diese weist einen Elektromagneten 80 mit einem ferromagnetischen Kern 81 und eine Spule 83 auf, die mit Gießharz zu einem Block 85 vergossen sind. Der Kern 81 ist in Richtung vom Andruckrad 39 weg schräg gestellt und in der gleichen Richtung ist sein oberer Teil abgeknickt. Man erreicht damit, daß praktisch keine

direkte Beeinflussung des Speicherbandes 53 durch die Magneteinheit 79 stattfindet. Durch ein seitliches Laufrad 87 stützt sich die Magneteinheit 79 auf die Oberfläche des Bleches 1 ab. Eine Feder 89, die zwischen der Magneteinheit 79 und einem am Gestell 69 befestigten Winkel 91 angreift, ist bestrebt, die Magneteinheit 79 an die Oberfläche des Bleches 1 anzudrücken.

Bei der Anwendung der beschriebenen Anordnung legt man eine Vorratsspule 31 mit Speicherband ein, leitet das Speicherband 53 über den Umfang des Andruckrades 39 in die Aufnahmespule 33 und setzt die Anordnung mit dem Andruckrad 39 und dem Spornrad 27 auf den zu prüfenden Bereich, z. B. eine Schweißnaht auf. Dabei legt sich der Stülzwagen 65 mit den Stützrädern 70-73 auf Grund der gewährten zwei Freiheitsgrade eng an die Oberfläche des Prüfteils an und behält diese günstige Lage bei, während er zussmrnen rnit der Abrollsipri^b^P⁰ ^ in Ri^^%h*ⁱⁱP^iT v°n Pfeil 93 über die Prüfteiloberfläche geführt wird. Die Magneteinheiten 79 bleiben dabei stets dicht über der Prüfteiloberfläche und sorgen für eine ausreichende und konstante Magnetisierung des zwischen ihnen liegenden Bereichs der Prüfteiloberfläche.

Die beschriebene Anordnung ist für Oberflächen von sehr unregelmäßiger Gestalt geeignet. Häufig sind jedoch auch einfachere Alternativlösungen möglich. Im einfachsten Falle können zwei Stützeinrichtungen mit nur je einem Stützrad zum Tragen bei den Magneteinheiten vorgesehen sein, wobei dann jede Stützeinrichtung starr am Hebel 55 befestigt ist. Soll die Stützeinrichtung zwei Räder besitzen, die in Laufrichtung einen Abstand voneinander aufweisen, so ist sie im Ausleger 7 so gelagert, daß sie nur um Bolzen 61 geschwenkt werden kann. Soll die Stützeinrichtung dagegen zwei Räder besitzen, die in Achsrichtung einen Abstand voneinander aufweisen, so ist sie im Ausleger 7 so gelagert, daß sie nur um Bolzen 63 geschwenkt werden kann.

Bei jeder der genannten Alternativen erweist sich dii in den Figuren dargestellte Aufhängung der Magnetein heiten 79 an der Innenseite der Stützeinrichtungen 6! als besonders vorteilhaft für die Magnetisierung der zi prüfenden Oberflächenbereiche. Dies hat mehrer Gründe.

Bei der magnetographischen Prüfung winklige gekrümmter OberfJächen empfiehlt sich auf jeden Fa die Speisung der Elektromagneten 80 mit Wechse

ίο strom, insbesondere mit Wechselstrom erheblic höherer Frequenz als der Netzfrequenz. Man erreich damit, daß infolge von Wirbelstrombildung nur ein dünne Haut an der Oberfläche des Prüfteils magnetisier wird und daß so auch Kanten und Kehlen ein gleichmäßige Magnetisierung erfahren. Durch magneti sehe Haftträger wird der unter dem Haftrad liegend Oberflächenbereich magnetisch gesättigt. Damit wir die magnetische Permeabilität dieses Bereichs jedoc bis "rükti^ch auf den Wert I reduziert B^f^iy!« «j^h **i Wechselfeld-Elektromagnet hinter einem solchen Haft rad, so könnte damit die Magnetisierung der ζ prüfenden Bereiche erheblich gestört werden. Dies wir mit Sicherheit verhindert durch die Anbringung de Magneteinheit 79 zwischen Stützwagen 65 um Andruckrad 39.

Es empfiehlt sich in jedem Falle, die um Bolzen 7 schwenkbare Magneteinheit 79 durch Federkraft auf di Oberfläche.· anzudrücken, anstatt das Laufrad 87 al magnetisches Hafirad auszubilden. Damit wird ein

w magnetische Sättigung im durch die Magneteinheit 7? zu magnetisierenden Bereich vermieden.

Soll in einzelnen Fällen auf dk.· Anwendung vor magnetischen Hafträdern ganz verzichtet werden, so kann statt dessen ein federnder Andruck der Stütz einrichtung auf die Prüfteiloberfläche vorgeseher werden. Dies kann verwirklicht werden durch Federn die zwischen den Hebeln 55 und den Rahmenschenkelr 11 bzw. 13 angreifen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Anordnung zur magnetographischen Fehlerprüfung an winkligen und/oder gekrümmten Oberflächen ferromagnetischer Körper, mit einer Magnetisierungseinrichtung für kontinuierliche Magnetisierung zusammenhängender Oberflächenbereiche, mit einem magnetischen Speicherträger, vorzugsweise einem magnetischen Speicherband, mit einer Abrolleinrichtung, in der ein rotierendes Andruckrad den auf den Oberflächenbereichen abrollenden Speicherträger im Bereich der Magnetisierung durch die Magnetisierungseinrichtung an die Oberflächenbereiche andrückt und mit einer Rahmenkonstruktion, in der die Abrolleinrichtung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ausleger (7) in einer Ebene senkrecht zur Laufrichtung des Andruckrades (39) schwenkbar an den beiden Seiten der Rahmenkonstruktion (9) gelagert sind, daß an den beiden Auslegern (7) je eine mindestens ein Stützrad (75—73) aufweisende Stützeinrichtung (65) befestigt ist, daß die Magnctisierur.gseinrichtung aus zwei getrennten Magneteinheiten (79) besteht, die jeweils von den Stützeinrichtungen (65) getragen werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtungen (65) jeweils ein Stützrad besitzen und an den Auslegern (7) starr befestigt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtungen (7) jeweils wenigstens zwei Stützräder (71, 72) besitzen, die voneinander einen Abstand in Laufrichtung der Stützräder (71, 72) aufweisen, und daß die Stützeinrichtungen (65) an den Auslegern (7) beweglich in einer Ebene senkrecht zur Achsrichtung der Stützräder (71,72) gelagert sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtungen (65) jeweils wenigstens zwei Stützräder (70, 71) besitzen, die voneinander einen Abstand in Achsrichtung der Stützräder (70, 71) aufweisen, und daß die Stützeinrichtungen (65) an den Auslegern (7) beweglich in einer Ebene senkrecht zur Laufrichtung der Stützräder (70,71) gelagert sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtungen (7) jeweils wenigstens zwei Stützräder besitzen, die voneinander einen Abstand sowohl in Laufrichtung als auch in Achsrichtung der Stützräder aufweisen, und daß die Stützeinrichtungen (65) an den Auslegern (7) sowohl beweglich in einer Ebene senkrecht zur Achsrichtung der Stützräder als auch beweglich in einer Ebene senkrecht zur Laufrichtung der Stützräder gelagert sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinheit (79) jeweils auf der dem Andruckrad (39) zugewandten Seite der Stülzeinrichtung (65) an dieser angebracht ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinheit (79) jeweils schwenkbar an der Stützeinrichtung (65) gelagert ist und sich mit einem Laufrad (87) abstützt. hi

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Magneteinheil (79) und Stützeinrichtung (65) eine Feder (89) angebracht ist, deren Kraft die Magneteinheit (79) in Richtung auf die Prüfteiloberfläche hin drückt,

9, Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stützräder (70-73) wenigstens zu einem Teil magnetische Hafträder dienen.

10, Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rahmenkonstruktion (9) und Auslegern (7) jeweils eine Feder angebracht ist, deren Kraft die Ausleger (7) in Richtung auf die Prüfteiloberfläche hin andrücke

11, Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinheiten in einer Erregerspule (83) und einem von der letzteren umhüllten ferromagnetischen Kern (81) mit zwei freien Polen besteht, dessen einer Pol sich dicht oberhalb der Prüfteiloberfläche befindet und daß der Kern (81) oberhalb der Spule (83) in Richtung vom Andruckrad (39) weg abgewinkelt ist.