DE2607783A1 - Verfahren und anordnung zur magnetischen oder magnetinduktiven fehlerpruefung von langgestrecktem metallischem pruefmaterial - Google Patents

Description

Anmelder: Institut Dr. Förster
Prüfgerätebau

Unser Zeichen: A 253

Verfahren und Anordnung zur magnetischen oder magnetinduktiven Fehlerprüfung von langgestrecktem metallischem Pxüfmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur magnetischen oder magnetinduktiven Prüfung von langgestrecktem metallischem Prüfmaterial, das in einer bestimmten Richtung, zumeist der Längsrichtung des Prüfmaterials sich erstreckende, Fehler vortäuschende Störzonen aufweist, nach welchem die Oberfläche oder zumindest ein Teil der Oberfläche des Prüfmaterials lückenlos von Sonden abgetastet wird, die sich entlang der Oberfläche und relativ
zu ihr periodisch in einer Richtung, etwa senkrecht zur Längsrichtung des Prüfmaterials bewegen, während gleichzeitig eine
Relativbewegung zwischen Sonden und Prüfmaterial in Längsrichtung stattfindet, und nach welchem Differenzen der bei der Abtastung in den Sonden entstehenden Signalspannungen gebildet
werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens.

Wie aus dem oben Gesagten hervorgeht, findet ein solches Verfahren immer dann Anwendung, wenn bei der magnetischen oder
magnetinduktiven Fehlerprüfung von langgestrecktem metallischem Halbzeug richtungsorientierte Störzonen auftreten. Um solche
Störzonen handelt es sich beispielsweise bei den Schweißnähten geschweißter Rohre, wobei hier meistens die Richtung der Stör— zone, also der Schweißnaht, mit der Längsrichtung des Halbzeuges zusammenfällt» Die Störzonen haben ihre Ursache u.a. in herstellungsbedingten Schwankungen der magnetischen Permeabilität

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im Bereich der Schweißnaht. Sie üben ihre störende Wirkung aus sowohl bei den magnetischen als auch bei den magnetinduktiven Fehlerprüfverfahren. Bei den ersteren, auch Streuflußprüfverfahren genannt, tritt unter dem Einfluß der Permeabilität sSchwankungen magnetischer Streufluß aus der Prüfteiloberfläche aus und führt in den die Oberfläche abtastenden Sonden zu Signalen, die das Vorhandensein von Fehlern vortäuschen. Ähnliches geschieht bei den magnetinduktiven, den Wirbelstromprüfverfahren. Hier ergeben sich im Bereich der Schweißnaht unterschiedliche Wirbelströme und entsprechende Schwankungen der Rückwirkungen der Wirbelströme auf die die Schweißnaht abtastenden Sonden, die FehlerSignalen gleichkommen. In der Praxis wird bei magnetisierbaren Rohren das Streuflußprüfverfahren, bei austenitischen Rohren das Wirbelstromprüfverfahren eingesetzt, so daß allgemein gesehen für die Prüfung geschweißter Rohre beide Verfahren von großer Bedeutung sind.

Bei der Streuflußprüfung geschweißter Rohre tritt neben der störenden Auswirkung der Schweißnaht noch ein weiterer längsorientierter Störeffekt auf, der seine Ursache in einer herstellungsbedingten inhomogenen Verformung des Rohres über seinen inneren Umfang hat und der auch als Polygoneffekt bezeichnet wird. Dieser Effekt tritt besonders stark auf bei Rohren mittleren Verformungsgrades, während bei kleinem Verformungsgrad der Schweißnahteffekt überwiegt. Bei großem Verformungsgrad gehen iieide Effekte zurück.

Aus Gründen, auf die noch zurückgekommen wird, hat sich in der Prüfpraxis noch kein Verfahren durchsetzen können, das eine wirksame Unterdrückung der längsorientierten Störeffekte gewährleistet. Das hat zur Folge, daß bei der Prüfung geschweißter Rohre in vielen Fällen Innenfehler von 10 % der Wandstärke nicht mehr nachweisbar sind, weil der auf den genannten Störeffekten beruhende Störpegel in der Größenordnung der Fehlersignalhöhe liegt. Andererseits schreiben jedoch bestimmte Normen (z.B. des American Petroleum Institute - API) den Herstellern von Rohren maximale Fehlertiefen von 10 % oder sogar 5 % der

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Wandstärke vor. Ein Absieben des Störpegels mit Hilfe der Filtertechnik ist leider nicht möglich, da das Frequenzspektrum der Störsignale des Sctweißnahteffektes relativ langwellig ist und so dem Frequenzspektrum von Innenfehlern weitgehend gleichkommt. Dasselbe gilt für den Polygoneffekt, der ja auf Inhomogenitäten der Verformung des Rohrinneren zurückgeht.

Am Nichtvorhandensein eines Prüfverfahrens, mit dem schnell und sicher die Einhaltung der genannten Normen überprüft werden kann, scheitert daher häufig der Einsatz der gegenüber nahtlosen Rohren erheblich preisgünstigeren geschweißten Rohre, Das Fehlen eines solchen Prüfverfahrens erweist sich damit als ein Problem von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Voraussetzung für den Erfolg eines solchen Prüfverfahrens ist, vie aus dem oben Gesagten hervorgeht, die wirksame Unterdrükkung der längsorientierten Störeffekte.

Es liegt an sich nahe, die Unterdrückung richtungsorientierter Störeffekte dadurch zu bewirken, daß man zwei Sonden, die in Störzonenrichtung nebeneinander liegend angeordnet sind, einsetzt und die Differenz der Signalspannungen dieser Sonden bildet. Man vergleicht dann Stellen des Prüfteils miteinander, die in gleicher Weise dem Störeffekt unterworfen sind, so daß sich der letztere weitgehend heraushebt. Man muß dabei jedoch in Kauf nehmen, daß auch die in der StörZonenrichtung verlaufenden gleichbleibenden Fehler während ihres Verlaufs unterdrückt werden und nur noch durch ihren Einlauf bzw. Auslauf von den Sonden nachgewiesen werden können. Der Umstand, daß sich der Nachweis eines langen Risses auf dessen Einlauf bzw. Auslauf beschränkt, ist mit schwerwiegenden Nachteilen verbunden, die bisher noch nicht beseitigt werden konnten.

Ein erster Anlauf zur Unterdrückung des Schweißnahteffektes bei der Prüfung spiralgeschweißter Rohre ist in der DT - PS 1 648 451 beschrieben. Danach sind vier zu einer Brücke zusammengeschaltete Wirbelstromsonden entlang einer Linie parallel zum Verlauf der Schweißnahtspirale auf einem Sondenträger an-

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geordnet- Der Sondenträger umläuft das Rohr in einem Rotierkopf, während dieses in axialer Richtung transportiert wird, und folgt dabei dem Verlauf der spiraligen Schweißnaht. Der Umlaufbewegung des Rotierkopfes ist eine oszillierende Bewegung überlagert, so daß die Sonden die Schweißnaht fortwährend kreuzen.

Abgesehen davon, daß es schwierig sein dürfte, dem umlaufenden schweren Rotierkopf eine oszillierende Bewegung hinreichender Amplitude zu überlagern, tritt ein zuvor bereits erwähnter Umstand ein. Ebenso wie der Schwexßnahteffekt werden auch die entlang der Schweißnaht verlaufenden langen Fehler unterdrückt, so daß nur Einlauf bzw. Auslauf eines solchen Fehlers zu dessen Nachweis benutzt werden kann. Das könnte in Kauf genommen werden, wenn es möglich wäre, von jedem längeren Fehler bei lückenloser Abtastung der Schweißnaht mit der Sondenanordnung wenigstens Einlauf oder Auslauf des Fehlers mit Sicherheit nachzuweisen. Im Gegensatz zu dieser Forderung besteht jedoch die Möglichkeit, daß auch ein steil ein- oder auslaufendes Fehlerende von der Sonde überlaufen wird, ohne daß sich der Brückenabgleich ändert, d.h. ohne daß ein Fehlersignal nach außen geführt wird. Dies ist der Fall, wenn die Sonden den Fehler in dem Augenblick kreuzen, in welchem sich je zwei in benachbarte Brückenzweige geschaltete Sonden vor bzw. hinter dem Fehlerende befinden. Auch wenn statt der vier zur Vollbrücke geschalteten Sonden nur zwei in Differenz geschaltete Sonden benutzt werden, tritt das volle Differenzsignal nur in dem Augenblick auf, in welchem eine Sonde vom Fehler voll abgedeckt, die andere vom Fehler praktisch unbeeinflußt ist. Es besthet also eine starke Ortsabhängigkext der Signal.höhe, der zu begegnen eine sehr dichte Folge von Abtastbahnen vorgesehen werden müßte. Dem widersprechen jedoch die Forderungen, die hinsichtlich der Prüfgeschwxndigkeit normalerweise an ein Prüfgerät gestellt werden.

Bei der magnetischen Streuflußprüfung ist aus DT-OS 1 573 eine Prüfvorrichtung bekannt, in der ein spiralförmig in axialer Richtung voranbewegtes Material von kreisförmigem Querschnitt

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in einem Wechselfeldjoch magnetisiert wird. Zwischen den Polschuhen des Joches sind gegenüber der Oberfläche des Prüfmaterials zwei Hallsonden angebracht, die einen Abstand in axialer Richtung aufweisen und die miteiannder in Differenz geschaltet sind. Die Differenzbildung erfolgt hier nicht, um längsorientierte Störzonen des Materials auszublenden, sondern zur Kompensation von Störungen, die Unsymmetrie der Einzelsonden zum Feld, Formschwankungen des Materials, wie etwa Ovalität, oder Abstandsschwankungen zur Ursache haben. Damit Längsrisse nicht unterdrückt werden, sind die Sonden seitlich leicht gegenüber der Mittellinie versetzt. Sie sind dadurch zur Unterdrückung von längsorientxerten Störzonen ungeeignet. Aber selbst, wenn die beiden Sonden exakt in LÄngsrichtung angeordnet wären, würden die gleichen Nachteile auftreten, die bereits weiter oben im Zusammenhang mit den Sonden der erstgenannten Druckschrift (DT - PS 1 648 451) besprochen worden sind.

Die Erfindung macht sich demgegenüber ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung zur Aufgabe, mit dem auch bei längeren in die Richtung der Störzonen fallenden Fehlern durch deren Ein- bzw. Auslauf in jeder möglichen Relativlage zwischen Sonden und Fehler mit Sicherheit ein Differenzsignal erzeilt wird, das wenigstens die Hälfte der maximal möglichen Signalhöhe er^ reicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Der erste Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, das gemäß Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist. Die Lösung des zweiten Teils der Aufgabe besteht in einer gemäß Patentanspruch 4 gekennzeichneten Anordnung.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es in jedem Falle möglich, Differenzsignale zu erzielen, die zumindest die Hälfte der maximal möglichen Signalhöhe erreichen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung läßt sich sogar generell die volle maximal mögliche Signalhöhe erreichen. Mit praktisch

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ausgeführten Anordnungen gemäß der Erfindung zur Fehlerprüfung geschweißter Rohre nach dem Streuflußverfahren ließ sich der Störpegel gegenüber herkömmlichen Geräten auf 1/2 bis 1/20 reduzieren, jenachdem, ob es um Rohre großen oder kleineren Verformungsgrades handelte. Damit wird es möglich, noch Innenfehler mit einer Tiefe von 5 % der Wandstärke mit großer Sicherheit zu erfassen, was den verschärften Forderungen einer wichtigen Herstellungsnorm für Rohre entspricht.

Im folgenden wird die Erfindung an Anwendungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Figur 1 einen Rotierkopf für die Streuflußprüfung

Figur 2a u. zwei Sondensätze des Rotierkopfes 2b

Figur 3 ein Anschlußschaltbild der Sonden

Figur 4 graphische Darstellungen der in diesen Sonden entstehenden Signalspannungen

Figur 5 ein alternatives Anschlußschaltbild der Sonden

Figur 6 graphische Darstellungen der in diesen Sonden entstehenden Signalspannungen

Figur 7 einen Prüfkopf für die Wirbelstromprüfung Figur 8 einen Sondensatz zum Prüfkopf

In Figur 1 ist stark vereinfacht in Vorderansicht ein Rotierkopf 1 zur Streuflußprüfung von geschweißten Rohren dargestellt, Er besteht im wesentlichen aus einem Magnetisierungsjoch 2 mit zwei Jochköpfen 3, 4 aus magnetisierbarer^ Material und mit elektrisch in Serie geschalteten Wicklungen 5, 6 sowie aus zwei Scndensätzen 7, 8, die in den Figuren 2a, 2b gesondert in Seiten-

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ansicht abgebildet sind. Magnetisierungsjoch 2 und Sondensätze 7, 8 sind in bekannter Weise im umlaufenden Teil (hier nicht näher dargestellt) des Rotierkopfes 1 angebracht und rotieren in Rihtung von Pfeil 9 um eine Durchlaßöffnung des Rotierkopfes, durch die das zu prüfende Rohr 10 mit einer Schweißnaht 11 von ebenfalls nicht dargestellten Transportmitteln in axialer Richtung gleichförmig fortbewegt wird. Die beiden durch eine Leitung 12 in Serie geschalteten Wicklungen 5,6 werden über Schleifkontakte 13 von einer Stromquelle 14 gespeist. Dabei werden die zwischen den Jochköpfen 3, 4 gelegenen Rohrwände der oberen und unteren Rohrhälfte von kräftigen Magnetflüssen 15, 16 durchsetzt. Fehler in der Rohrwand veranlassen einen Teil dieser Magnetflüsse aus der Rohrwand als Streuflüsse auszutreten, wo letztere in bekannter Weise von Sonden erfaßt und in elektrische Fehlersignale umgewandelt werden.

Im vorliegenden Beispiel sind hierzu Induktionssonden eingesetzt, obwohl ebenso der Einsatz von Halbleitersonden oder anderer in der Streuflußprüftechnxk bekannter Sonden möglich ist. Die Sondensätze 7, 8 bestehen aus je acht Einzelsonden a - h und i - p, die in der bekannten Ätztechnik als gedruckte Schaltungen auf den Trägerstreifen 17, 18 aus Isoliermaterial aufgebracht sind. Die die Sonden a - ρ darstellenden rechteckigen Schleifen können beidseitig auf den Streifen 17, 18 vorhanden sein und schließen mit ihren schmalen Seiten dicht aneinander an. Die Sondensätze 7, 8 sind sich diametral gegenüberliegend in der Mitte zwischen den beiden Jochköpfen 3, 4 angeordnet. Die Streifen 17, 18 sind in Längsrichtung ausgerichtet, so daß bei Rotation alle Sonden a - h, bzw. i - ρ gleichzeitig die sich in Längsrichtung erstreckende Schweißnaht 11 überlaufen. Die Sondensätze 7, 8 führen dabei gegenüber der Oberfläche des Rohres 10 aufgrund von dessen Axialbewegung spiralige Bahnen aus. Aus Gründen, die später noch erörtert werden, überlappen sich dabei die Bahnspuren der Sondensätze auf der Oberfläche des Rohres 10 so,daß die Spur der Sonde h mit der der Sonde i, sowie die Spur der Sonde a mit der der Sonde ρ zusammenfällt.

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In Figur 3 ist dargestellt wie die Sonden a - h des Sondensatzes 7 mit dem Auswerteteil 21 des Streuflußprüfgerätes verbunden sind. In gleicher Weise sollen auch die Sonden i - ρ des Sondensatzes 8 angeschlossen sein. Eine mit allen Klemmen 27 der Ausgänge der Sonden a - h verbundene gemeinsame Leitung 22, sowie die übrigen freien Klemmen 28 der Sondenausgänge sind über Schleifkontakte 23 aus dem Rotierkopf herausgeführt. Je zwei direkt benachbarte Sonden, also a und b, b und c, c und d usw., sind miteinander zu Differenzpaaren zusammen gefaßt, indem man jeweils zwei gleichgepolte Klemmen 28 ihrer Ausgänge mit entgegengesetzt gepolten Eingängen von Differenzverstärkern 24 verbindet, die jeweils die Eingangsschaltung von Prüfkanälen 25 darstellen. Die Prüfkanäle können in der bei Streuflußprüfgeräten bekannten Weise aufgebaut sein und weitere Verstärker, Einstellglieder zur Wahl der Empfindlichkeit, Filter zum Hervorheben eines gewünschten Frequenzspektrums enthalten. Ist das erregende Feld ein magnetisches Wechselfeld, so gehört zu jedem Prüfkanal 25 auch ein Demodulator, der die Prüfsignale von der Trägerfrequenz trennt und der vor die Filter geschaltet ist-. Schließlich enthalten die Prüfkanäle noch einen Gleichrichter und einen Spannungsdxskrxminator, der entscheidet, ob ein Prüfsignal auf einen noch oder nicht mehr zulässigen Fehler zurückgeht. Die an den Ausgängen 26 der Prüfkanäle anstehenden Signale können registriert, gespeichert, zur Steuerung von Fehlermarkiereinrichtungen oder zu einer sonstigen Auswertung benutzt werden.

Da die Störzonen, im vorliegenden Falle die Längsschweißnaht und die Inhomogenitäten des Rohrinneren, sich in Längsrichtung nur sehr langsam ändern, heben sich die von den Störzonen in den Sonden eines Sondenpaares hervorgerufenen Prüfspannungen fast vollständig heraus, bewirken also kein Signal an den Ausgängen Von längeren in Längsrichtung verlaufenden Fehlern wird jeweils nur Fehlereinlauf oder Fehlerauslauf zur Anzeige gebracht.

Figur 4 zeigt mit welchem Teil des höchstmöglichen Betrages des Prüfsignals Längsfehler verschiedener Länge von den einzelnen Kanälen wieder gegeben werde^wobei für die Lage s des je-

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ORIGINAL INSPECTED

weiligen Fehlereinlaufs im Augenblick des überfahrens des Fehlers durch den Sondensatz 7 der Maßstab von Figur 3 übernommen wurde. In Figur 4a handelt es sich um einen langen Fehler 31, von dem nur der Einlauf 32 in den Bereich des Sondensatzes 7 kommt. Die durchgezogene Schaulinie 33 gibt an, welchen Teil des höchstmöglichen Betrages /d/ des Fehlersignales der Kanal a-b abgibt, je nachdem in welcher zufälligen Lage s der Fehler überfahren wird. Für die Kanäle b - c und c - d gelten die gestrichelte Schaulinie 34 bzw. die punktierte Schaulinie Dies setzt sich sinngemäß fort bis zur Schaulinie 29 für den Kanal g - h. Ein Maximalsignal 30 ist nur möglich, wenn zum Zeitpunkt des überfahrens der Fehlereinlauf 32 zwischen den beiden Sonden eines Kanals liegt. Befindet sich der Fehlereinlauf 32 im Augenblick des überfahrens am lin%n Ende der ersten oder am rechten Ende der zweiten Sonde eines Sondenpaares, so erhält das Fehlersignal den Wert Null. Zwischen diesen beiden Punkten nehmen die Schaulinien 33, 34 und 35 einen etwa dreieckförmigen Verlauf. Die Kanäle überlappen sich so, daß im ungünstigsten Fall noch 50 % des Maximalsignals zur Verfügung stehen.

Der Fehler 36 mit dem Einlauf 37 nach Figur 4b hat eine über zwei Sonden sich erstreckende Länge, so daß bei benachbarten Sonden Einlauf 37 und Auslauf 38 des Fehlers 36 zur Wirkung kommen. Auch hier gehen d⁴e zu den Kanälen a-b, b - c und c - d gehörenden Schaulinien 39, 40 und 41 nicht gleichzeitig unter 50 % des Maximalsignals zurück. Im Gegensatz zum Fall des langen Fehlers 31 nach Figur 4a wiederholt sich hier, veranlaßt vom Fehlerauslauf, der dreieckförmige Verlauf der Schaulinien 39, 40, 41.

Der Figur 4c liegt ein kurzer Fehler 42 von der Länge einer Sonde zugrunde. Auch hier wirken sich Einlauf 43 und Auslauf 44 des Fehlers 42 gleichermaßen beim Zustandekommen der Signale eines Kanals aus. Zu den Kanälen a-b, b - c und c - d gehören die Schaulinien 45, 46 und 47. Nach dem ersten Maximum erfolgt wegen des kurzen Abstandes von Auslauf 44. und Einlauf

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des Fehlers 42 ein steilerer Abfall bis zum Punkte 49, wo sich die Wirkungen von Einlauf und Auslauf gegenseitig aufheben und Fehlersignale vom Wert Null bewirken. Der hierdurch veranlagte dreieckförmige Verlauf der Schaulinie 45 (wie auch der Schaulinien 46 und 47) wiederholt sich in umgekehrter Reihenfolge.

Damit eine lückenlose Abtastung der Rohroberfläche stattfinden kann, muß die Spur der Abtastung durch Sondensatz 7 auf der Rohroberfläche, die die Form eines spiraligen Bandes einnimmt, dicht an dicht mit der gleichartigen Spur der Abtastung durch den dem Sondensatz 7 gegenüberliegenden Sondensatz 8 liegen. Zur Erfüllung der Forderung, daß an keiner möglichen Stelle des Einlaufs eines längeren Fehlers während des Augenblicks des Überfahrens durch die Sonden der Betrag des Fehlersignals unter 50 % des möglichen Maximalwertes absinken darf, genügt es, wenn die Spur der Sonde h mit der der Sonde j_ und die Spur der Sonde a mit der der Sonde p zusammenfällt. Durch entsprechende Wahl der Vorschubgeschwindigkeit des Rohres 10 läßt sich das leicht bewerkstelligen.

Eine noch vorteilhaftere Möglichkeit für die Verbindung der Sonden mit dem Auswerteteil 21 zeigt Figur 5. In ähnlicher Weise wie nach Figur 3 sind die Masseleitung 22 und die Ausgangsklemmen 28 der Sonden a - h über Schleifkontakte 23 aus den Rotierkopf herausgeführt. Die Ausgangsklemmen-28 jeweils zweier über eine weitere Sonde hinweg benachbarten Sonden, z.B. der Sonden a und c, sind mit den entgegengesetzt gepolten Eingängen eines der Differenzverstärker 34 verbunden. Dadurch entstehen Prüfkanäle a - c, b - d usw., die zu Differenzsondenpaaren a - c, b - d usw. gehören, und für die im übrigen das gleiche gilt wie für die Prüfkanäle nach Figur 3.

Figur 6a gibt an, wie bei einem langen Längsfehler 31 die Fehlersignale in Abhängigkeit von der Lage s des Fehlereinlaufs 32 im Augenblick des überfahrens des Fehlers 31 durch den Sondensatz von den verschiedenen Prüfkanälen wiedergegeben -werden. Die durchgezogene Schaulinie 51 gibt an, welchen Teil des höchstmög-

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lichen Betrages /D/ des Fehlersignales der Prüfkanal a - c abgibt, je nachdem in welcher zufälligen Lage s der Fehler 31 überfahren wird. Im Gegensatz zu Figur 4a ergibt sich kein dreieck-, sondern ein trapezförmiger Verlauf der Schaulinie 51, da das Maximalsignal erhalten bleibt, solange der Fehlereinlauf 32 während des Überfahrens des Fehlers 31 in den Bereich zwischen den beiden Sonden a und c fällt. Die gestrichelte Schaulinie 52 und die punktierte Schaulinie 53 geben in entsprechender Weise die Höhe des Fehlersignals für die Prüfkanäle b - d bzw. c - e an. Diese wie auch die zu den weiteren Prüfkanälen gehörenden Schaulinien nehmen dabei den gleichen Verlauf wie Schaulinie 51 und schließen so aneinander an, daß bei beliebiger Lage s innerhalb der Eckpunkte 54 und 55 in einem der Prüfkanäle stets das Maximalsignal erscheinen muß. Figur 6b gilt für Fehler 36 mit einer über zwei Sonden sich erstreckenden Länge. Aufgrund des geringen Abstandes von Einlauf 37 und Auslauf 38 des Fehlers 36 ergibt sich bei der zum Prüfkanal a - c gehörenden Schaulinie 56 ein steilerer Abfall im Anschluß an Eckpunkt 57 und eine spiegelbildliche Wiederholung des trapezförmigen Verlaufs der Schauline\i. Die zu den Kanälen b - d, c - e gehörenden Schaulinien 58, 59 wie auch die zu den weiteren Prüfkanälen gehörenden zeigen den gleichen Verlauf wie Schaulinie 56. Auch hier schließen alle Schaulinien so aneinander an, daß das Maximalsignal in keinem Fall unterschritten wird. Figur 6c gibt für Fehler 42 mit der Länge einer Sonde zu den Prüfkanälen a - c, b - d und c - e gehörende Schaulinien 60, 61 und 62 wieder, die sich wiederholend dreieckförmig verlaufen. Bei beliebiger Lage s wird in jedem Fall mindestens 50 % des Maximalsignals /D/ erreicht.

Bei lückenloser Abtastung der Oberfläche des Rohres 10 mit einem Sondensatz 7, der nach Figur 5 angeschlossen ist, ergibt sich also die Möglichkeit, jeden Längsfehler des Rohres bis herab zur zweifachen Sondenlänge bei optimaler Störunterdrückung mit dem Fehlersignal der maximal möglichen Höhe zur Anzeige zu bringen, während Fehlern der einfachen Sondenlänge im ungünstigsten Fall wenigstens mit 50 % der maximal möglichen Signalhöhe zur

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Anzeige kommen. Um lückenlose Abtastung zu erzielen, wird im vorliegenden Fall die Vorschubgeschwindigkeit des Rohres 10 während der Abtastung des Rohres so eingestellt, daß die Spuren von Sonde g und h mit denen von Sonde i und j zusammenfallen. Soll auf den Sondensatz 8 verzichtet werden, so müßten die Spuren von Sonde g und h mit denen von Sonde a und b zusammenfallen .

Im bisher beschriebenen Beispiel handelte es sich um ein Streuflußprüfgerät mit umlaufendem Prüfkopf. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch weder auf Streuflußprüfgeräte noch auf umlaufende Prüfköpfe beschränkt. Figur 7 zeigt stark vereinfacht in Vorderansicht einen für oszillierende Abtastung konstruierten Prüfkopf 71 zum Abtasten der Schweißnaht 11 des Rohres 10 mit einem Wxrbelstromsondensatz 72, der ähnlich aufgebaut ist wie der Streuflußsondensatz 7 und an den in gleicher Weise wie in den Figuren 3 und 7 dargestellt ein Auswerteteil· 21 angeschlossen ist. Das längsgeschweißte Rohr 10 wird von einer nicht dargestesten Einrichtung in Transportrichtung bewegt, während ein den Sondensatz 72 tragender Bügel 73, der zwischen drei Lagerrollen 74 gelagert ist, eine osZil^erende Bewegung gemäß Pfeil 75 ausführt und dabei den Sondensatz 72 über der Schweißnaht 11 hin und her bewegt. Die oszillierende Bewegung wird über eine Pleuelstange 76 von einer umlaufenden Scheibe 78 abgeleitet. Der in Figur 8 in Seitenansicht dargestellte Sondensatz 72 besteht aus einem Trägerstreifen 79, aus Isoliermaterial, auf den die Sonden a - h als einfache Schleifen wie bei Sondensatz 7 aufgebracht sind. Den hier als Wirbelstromempfänger eingesetzten Sonden a - h ist eine aus zwei Windungen bestehende Erregerwickiung 80 zugeordnet, die senkrecht zu den Sonden orientiert ist und die über die Anschlußklemmen 81 von einer Wechselstromquelle 82 gespeist wird. Erregerwicklung 80 baut bei Stromfluß ein magnetisches Wechselfeld auf, das in der Prüfteiloberflache Wirbelströme hervorruft. Wegen der senkrechten Orientierung der Erregerwicklung 80 zu den Empfängersonden a - h wird in diesen nur dann eine elektrische Spannung induziert, wenn ein Fehler in der Rohroberfläche eine Verzerrung

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der Wirbelströme bewirkt. An die Sonden a - h sind entweder nach Figur 3 die Prüfkanäle a-b, b-c-c-d usw. oder nach Figur 5 die Prüfkanäle a-c, b-d, c-e üsw. angeschlossen. Die im Zusammenhang mit den Figuren 4 und 6 gemachten Ausführungen gelten hier in entsprechender Weise.

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Claims (6)

1. - vt -

   PATENTANSPRÜCHE

   '■ 1) ) Verfahren zur magnetischen oder magnetinduktiven Fehlerprüfung von langgestrecktem metallischem Prüfmaterial, das in einer bestimmten Richtung, zumeist der Längsrichtung des Prüfmaterials, sich erstreckende Fehler vortäuschende Störzonen aufweist, nach welchem die Oberfläche oder zumindest ein Teil der Oberfläche des Prüfmaterials lückenlos von Sonden abgetastet wird, die sich entlang der Oberfläche und relativ zu ihr periodisch in einer Richtung etwa senkrecht zur Längsrichtung des Prüfmaterials bewegen, während gleichzeitig eine Relativbewegung zwischen Sonden und Prüfmaterial in Längsrichtung stattfindet, und nach welchen Differenzen der bei der Abtastung in den Sonden entstehenden Signalspannungen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Sonden (a - h; i-p) in der Richtung der Störzonen (11) nebeneinander liegend zu einer Sondenkette (7, 8, 72) angeordnet sind und daß jeweils von zwei unmittelbar oder über eine gleichbleibende Zahl von Sonden hinweg miteiannder benachbarten Sonden (ab, bc, cd ... bzw. ac, bd, ce ... bzw. ad, be, cf) gesondert die Diffe-.renz der Signa!spannung gebildet wird.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß jeweils von zwei über eine v/eitere Sonde hinweg miteinander benachbarten Sonden (ac, bd, ce ...) gesondert die Differenz der Signalspannung gebildet wird.
3. 3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Relativbewegung in Längsrichtung so gewählt wird, daß die Spur der beiden letzten Sonden (g,h) der Sondeneinrichtung (7) auf der Oberfläche des Prüfmate-.rials mit der Spur der beiden ersten Sonden (a,b oder i,j) der nachfolgenden Sondeneinriqhtung (7 oder 8) zusammenfällt,
4. 4) Anordnung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 in einem magnetischen oder magnetinduktiven Prüfgerät für die Fehlerprüfung von langgestrecktem metallischem Prüfmaterial, das in einer bestimmten Richtung, zumeist der Längsrichtung des Prüfmaterials sich erstreckende, Fehler vortäuschende Störzonen aufweist, bestehend aus einer magnetische oder magnetinduktive Sonden umfassenden Sondeneinrichtung, die im Prüfgerät gegenüber der Oberfläche des Prüfmaterials angebracht ist, mit deren Sonden das Prüfgerät die Oberfläche oder zumindest einen Teil der Oberfläche des Prüfmaterials lückenlos abtastet, sowie aus einem Auswerteteil mit einer Anzahl von Auswertekanälen, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Sondeneinrichtung (7, 8, 72) mindestens vier Sonden (a-h, i-p) aufsiweist, die in Richtung der Stör· zonen (11) nebeneinander liegend angeordnet sind, daß jeweils zwei unmittelbar oder über eine gleichbleibende Zahl von Sonden (a-h) hinweg miteiannder benachbarte Sonden (ab, bc, cd ... bzw. ac, bd, ce ... bzw. ad, be, cf ...) differenzbildend an einen Auswertekanal (25) angeschlossen sind.
5. 5) Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

   daß jeweils zwei über eine weitere Sonde hinweg miteinander benachbarte Sonden (ac, bd, ce ...) differenzbildend an einen Auswertekanal (25) angeschlossen sind.
6. 6) Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

   daß mehrere Sondeneinrichtungen (7 und 8) gleichzeitig die Abtastung durchführen.

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