DE2636107A1 - Ultrasonic probe for reactor pressure vessel bolts - has centering sleeves at both ends for accurate test heat positioning - Google Patents
Ultrasonic probe for reactor pressure vessel bolts - has centering sleeves at both ends for accurate test heat positioningInfo
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Abstract
Description
Ultrasehallsonde zur Materialprüfung, insbesondere anUltrasound probe for material testing, especially at
Schrauben von Reaktordruckbehältern ~~~~~~~~~~~~~~~~ Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallsonde zur Materialprüfung, insbesondere an Schrauben von Reaktordruckbehältern, mit einem stabförmigen Träger, der in eine Zentralbohrung der Schrauben einführbar und in deren Längsachse sowie Umfangerichtung in vorgegebenen Bahnen eines Prüfprogrammes bewegbar istX und mit mehreren Prüfköpfen, die quer zur Längsachsa des Trägers strahlen benachbart angeordnet und mit einem mehrkanaligen Auswertgerät verbindbar sind, nach Patent. ... ...Screws of reactor pressure vessels ~~~~~~~~~~~~~~~~~ The invention refers to an ultrasonic probe for material testing, especially on screws of reactor pressure vessels, with a rod-shaped support that is inserted into a central bore the screws can be inserted and in their longitudinal axis and circumferential direction in predetermined Paths of a test program is movable X and with several test heads that cross to the longitudinal axis of the carrier radiate arranged adjacent and with a multi-channel Evaluation device can be connected, according to patent. ... ...
(Patentanmeldung P 24 03 635eg) Mit dem Gegenstand der Hauptanmeldung ist bereits die Aufgabe gelöst, die Prüfzeit bei der US-*Prüfung von Reaktorschrauben möglichst kurz zu halten und trotzdem eine genaue und reproduziehbar Prüfung zu erzielen. Eine besonders günstige Anordnung ergibt sieh hierbei, wenn der Träger mehrere über seine Längsrichtung verteilte Pru.fköpfe aufweist, d.h., wenn die Prüfköpfe in mindest zwei achsnormalen Ebenen angeordnet sind.(Patent application P 24 03 635eg) With the subject of the main application the task has already been solved, the testing time for the US * testing of reactor screws to keep it as short as possible and still ensure an accurate and reproducible test achieve. A particularly favorable arrangement results here when the carrier has several test heads distributed over its longitudinal direction, i.e. if the test heads are arranged in at least two axially normal planes.
Die vorliegende Zusatzerfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Genauigkeit bei der Prüfung noch weiter zu verbessern, d.h.The present additional invention has set itself the task of to further improve the accuracy of the test, i.e.
in jedem Falle einen genauen Ankopplungsspalt zwischen den Prüfköpfen und den Wandungen der zu prüfenden Schraube zu erzielen.in each case an exact coupling gap between the probes and the walls of the screw to be tested.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer Ultraschallsonde der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Prüfköpfe in Radialausnehmungen des Trägers zentriert vergossen sind und am Einführungsende sowie am rückwärtigen Ende des Trägers je eine elastisch deformierbare Zentriermauschette befestigt ist a Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die Prtifköpfe nun ein für alle mal genau zentriert innerhalb der Trägers vergossen sind und sich mithin beim Prüfvorgang innerhalb des Trägers nicht mehr bewegen können, wobei die genaue Zentrierung beim Prüfvorgang durch die Zentriermanschetten erreicht wird, so daß mithin immer eine genau zentrische Zarge der Trägerachse und ein in Umfangsrichtung gleichförmiger knkopplungsspalt zur Wandung der zu prüfenden Schraube erzielt wird.According to the invention, the object is set for an ultrasound probe of the type mentioned in that the test heads in radial recesses of the carrier potted in the center are and at the end of the introduction as well as at the rear end of the support an elastically deformable centering collar is attached a The achievable with the invention are above all advantages to see that the probes are now once and for all exactly centered within the Carrier are potted and therefore not during the testing process within the carrier can move more, with the exact centering during the testing process through the centering collars is achieved, so that therefore always a precisely central frame of the carrier axis and a uniform coupling gap in the circumferential direction to the wall of the test Screw is achieved.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sowie Aufbau und Wirkungsweise werden in folgendem anhand der zwei Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung erläutert, in welcher zeigen: Fig, 1 in einem Axialschnitt einen Prüikopfträger nach der Erfindung; Fig. 2 die Auenansicbt des Gegenstandes nacti Fig. 1; Fig. 3 ein zweites Ausfilhrungsbeispiel eines Prüfkopfträgers, der an seinem einen Ende einen wasserdichten Stecker trägt, in entsprechender Darstellung zu Fig. 1; Fig. 4 die Außenansicht des Piu"fkopfträgers nach Fig. 3; Fig. 5 die Einzelheit X aus Fig. 1 in detaillierterer Darstellung.Further features and details of the invention as well as structure and mode of operation are shown in the following drawing using the two exemplary embodiments explains in which: FIG. 1 shows a test head carrier in an axial section according to the invention; FIG. 2 shows the external view of the object according to FIG. 1; Fig. 3 a second Ausfilhrungsbeispiel a test head carrier, which at its one end carries a waterproof plug, in a representation corresponding to FIG. 1; Fig. 4 shows the external view of the head carrier according to FIG. 3; FIG. 5 shows detail X. Fig. 1 in more detail.
Die in Fig. 1, 2 dargestellte Ultraschallsonde dient zur Materialprüfung, insbesondere an Schrauben von Reaktordruckbehältern, vgl. Beschreibung in der Hauptanmeldung. Die im folgenden als US-Sonde bezeichnete Ultrascghallsonde ist am Ende eines die US-Sonde in vertikaler Richtung auf und ab bewegenden sowie auch in bestimmte Winkellage drehenden Manipulators (nicht dargestellt) befestigt, und das Abfahren der Innenbohrung der zu prüfenden Schrauben erfolgt nach einem vorgegebenen Prüfprogramm längs mäanderförmiger Prüfbahnen. Die US-Sonde besteht im wesentlichen aus einem stabförmigen Träger 1 mit mehreren prüfkopfen 2, die als US-Schwinger mit entsprechenden'elektrischen Zuleitungen 2a ausgeführt und quer zur Längsachse 3 des Trägers 1 strahlend benachbart zueinander angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind je zwei Prüfköpfe 2 innerhalb der achsnormalen Hauptebenen I und II angeordnet, wobei die Etrhlungsachse des einen Schwingerpaares 2,2 der Ebene I gegenüber den Strahlungsachsen des anderen Schwingerpaares 2,2 der Ebene II um 90° gedreht ist. Insgesamt ist somit je einem Prüfkopf ein Quadrant eines Koordinatensystems zugeordnet. Die Strahlungsachsen 2b der Prüfköpfe und dementsprechend die Achsen der Bohrungen 4 sind in Einschubrichtung (Pfeil 5) zur Trägerlängsachse 3 hin geneigt und schließen mit dieser dementsprechend einen Winkel kleiner als 90° ein.The ultrasonic probe shown in Fig. 1, 2 is used for material testing, in particular on screws of reactor pressure vessels, see description in the main application. The ultrasound probe referred to below as the US probe is at the end of a die US probe moving up and down in the vertical direction as well as in certain angular positions rotating manipulator (not shown) attached, and driving off the inner bore of the screws to be tested is carried out according to a specified test program along a meandering line Test tracks. The US probe essentially consists of a rod-shaped carrier 1 with several test heads 2, which are used as US oscillators with corresponding 'electrical Leads 2a executed and transversely to the longitudinal axis 3 of the Carrier 1 are arranged radiantly adjacent to one another. In the illustrated embodiment two probes 2 each are arranged within the main planes I and II, which are normal to the axis, where the Etrhlungsachse of a pair of transducers 2.2 of the plane I compared to the Radiation axes of the other pair of transducers 2.2 of plane II is rotated by 90 °. Overall, a quadrant of a coordinate system is thus assigned to each test head. The radiation axes 2b of the probes and accordingly the axes of the bores 4 are inclined in the direction of insertion (arrow 5) towards the longitudinal axis 3 of the carrier and close with this accordingly an angle smaller than 90 °.
Die Prüfköpfe 2 sind nun iii den Radialausnehmungen 4 des Trägers 1 zentriert vergessen, d6h zentrisch ?ur Längsachse 3 des Trägers 1. Damit diese zentrische Lage auch beim Einführen der US-Sonde in die Schraubenbohrung erhalten bleibt, ist am Einführungsende 1a sowie am rückwärtigen Ende 1b des trägers je eine elastisch deformierbare Zentrirmanschette 6 befestigt.The test heads 2 are now iii the radial recesses 4 of the carrier 1 forgotten centered, d6h centric about the longitudinal axis 3 of the carrier 1. So this central position also maintained when inserting the US probe into the screw hole remains, is one at the insertion end 1a and at the rear end 1b of the carrier elastically deformable Zentrirmanschette 6 attached.
Dabei ist die einführungsseitige Zentriermanschette 6 im Anschluß an eine zur Grobzentrierung dienende konisch geformte Einführspitze 7 der US-Sonde angeordnet, wobei der Manschettenkragen 6a im Durchmesser etwas größer ist als der Fußkreis 7a der Einführspitze 7. Dementsprechend befindet sich am rückseitigen Ende, der Manschette 6 vorgeschaltet, ein Führungsring 8, der auch zur Grobzentrierung dient, und dessen Fußkreis 8a gleichfalls etwas kleiner als der Kragen 6a der Manschette 6 dimensioniert ist Die e elastIsche Deformierbarkeit der Manschette bei genauer Zentrierung der US-Sonde kann dadurch besonders günstig gestaltet werden, wenn der von einem der Befestigung dienenden Halsteil 6b entgegen der Einschubrichtung 5 verlaufende kragen 6a der Zentriermanschette 6 durch über seinen Umfang verteilte Einsehnitte 6c in Federzungen 6d unterteilt ist und wenn der Kragen 6a bzw. die Federzungen 6d mit einer verstärkten Anlagepartie 6e und ich von letzterer in beiden Achsrichtungen konisch verjüngenden Ein- und Ausschub-Partien 6f versehen sind. Bei 9 ist der Ankopplungsspalt angedeutet, der mit einer Ankopplungsflüssigkeit 10 aufgefüllt wird, wenn die US-Sonde in die Schraubenbohrung einge £0jgt ist. Zur Abdichtung des Ankopplungsspaltes 9 gegenitber dem übrigen Bohrungsraum der Schraube sind Dichtungsmanschtten ii (dargestellt sind zwei axial mit Abstand zueinander angeordnete Dichtungsmanschetten) vorgesehen.The centering collar 6 on the insertion side is connected to a conically shaped insertion tip 7 of the US probe serving for coarse centering arranged, wherein the cuff collar 6a is slightly larger in diameter than the Foot circle 7a of the insertion tip 7.Accordingly, at the rear end, upstream of the cuff 6, a guide ring 8, which is also used for coarse centering serves, and its foot circle 8a is also slightly smaller than the collar 6a of the cuff 6 is dimensioned The elastic deformability of the cuff at more precisely Centering of the US probe can be made particularly favorable if the from a neck part 6b used for fastening against the insertion direction 5 extending collar 6a of the centering collar 6 distributed over its circumference Einehnitte 6c is divided into spring tongues 6d and if the collar 6a or the Spring tongues 6d with a reinforced investment part 6e and I from the latter in both Axial directions tapering in and out parts 6f are provided. At 9 the coupling gap is indicated, the one with a coupling liquid 10 is filled when the US probe is inserted into the screw hole. To the Sealing of the coupling gap 9 with respect to the rest of the bore space of the screw are sealing sleeves ii (shown are two axially spaced apart arranged sealing collars) provided.
Im einzelnen besteht die US-Sonde aus einem Kopfstück 12 mit Außengewinde 12a, einem Mittelstück 13, das die Prüfköpfe 2 uiid die Bohrungen 4 enthä]t und einem Endstück 14, welches die rückwärtige Zentriemanschette 6 und den Zentrierring 8 haltert Alle Teile 12, 13, 14 sind von einer Zentralbohrung 15 axial durchdrungen, diese Bohrung dient der Entlüftung der Schrauben-Sacklochbohrung beim Einfügen der US-Sonde. Auf dem Kopfstiick sitzen die schon erwähnten Dichtungsmanschetten 11 unter Swluchenlage eines Distanzetückes 41a und weitere Abstandshalteringe lib, wobei die Gesamtanordnung aus Zentriermanschette 6 mit zugehörigem Distanzstück 6g und die Dich-tungsmanschetten 11 mit ihren Abstandshaltern 11a 11b durch die Mutter 12b axial gegeneinallder verspannt ist.In detail, the US probe consists of a head piece 12 with an external thread 12a, a middle piece 13, which contains the probes 2 uiid the bores 4 and an end piece 14, which the rear centering sleeve 6 and the centering ring 8 supports All parts 12, 13, 14 are axially penetrated by a central bore 15, this hole is used to vent the screw blind hole when inserting the US probe. The already mentioned sealing sleeves 11 sit on the headpiece under the position of a spacer 41a and further spacer rings lib, the overall arrangement of the centering collar 6 with the associated spacer 6g and the sealing collars 11 with their spacers 11a 11b through the Nut 12b is braced axially against one another.
Die Prüfköpfe 2 bestehen aus zylinder- bzw. kreisscheibenförmigen Krisallkörpern (vgl. Fig. 5) wobei der Krisallkörper mit seinen Zuleitungen 2a innerhalb der Vergußmasse 16, z.B. aus Plexiglas, angeordnet ist und auf seiner Rückseite eine Schicht 17, bestehend aus Dämpfungsmasse, z.B. Kork, angeordnet ist und anschließend an diese Dämpfungsmasse 17 wieder die Vergußmasse 16 den Restraum der Bohrung 4 ausfüllt. Auf den Gewindehals 13a des Mittelstücks 13 ist das Endstück 44 aufgeschraubt, das aus den Teilen 14a, 14b und 14c besteht. 14b ist eine Hülse, die als Abstandshalter dient und auf den Gewindehals 14a1 aufgeschraubt ist. Die Stifte 14d, die in entsprechenden Sacklochbohrungen des Teiles 14a angeordnet sind, dienen zur Nullpunkt-Definition für den Manipulator. Auf dem Teil 14c sitzen die schon erwähnten Teile 8 und 6 (Zentrierung und Zentriermanschette), die mittels der Mutter 14c1, die auf einem Gewinde 14c2 sitzt, axial verspannt sind. Das Gewinde 14c2 dient auch als Anschlußgewinde zur Befestigung am nicht dargestellten Manipulator. Die Prüfköpfe 2 könnten auch rechteckförmig sein.The test heads 2 consist of cylindrical or circular disk-shaped Crystal bodies (see. Fig. 5) wherein the crystal body with its supply lines 2a within the potting compound 16, for example made of Plexiglas, is arranged and on its back a layer 17 consisting of damping mass, e.g. cork, is arranged and then the potting compound 16, the remaining space of the bore 4, is attached to this damping compound 17 fills out. The end piece 44 is screwed onto the threaded neck 13a of the middle piece 13, which consists of parts 14a, 14b and 14c. 14b is a sleeve that acts as a spacer serves and is screwed onto the threaded neck 14a1. The pins 14d in corresponding Blind holes of the part 14a are arranged, are used to define the zero point for the manipulator. The already mentioned parts 8 and 6 sit on part 14c (centering and centering collar), which by means of the nut 14c1, which is on a thread 14c2 seated, are axially braced. The thread 14c2 also serves as a connection thread for Attachment to the manipulator, not shown. The test heads 2 could also be rectangular be.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4, bei dem gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die Anordnung im Prinzip gleichartig wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, 2 und 5. Hierbei sind allerdings Endstück und Mittelstück 13, 14 zu einem Bauteil vereinigt, und der Grobzentrierungs-Konus 7 ist zugleich als Kopfstück ausgebildet.In the embodiment of FIGS. 3 and 4, in which the same parts are provided with the same reference numerals, the arrangement is basically the same as in the embodiment according to FIGS. 1, 2 and 5. Here, however, are end pieces and middle piece 13, 14 combined into one component, and the coarse centering cone 7 is also designed as a head piece.
Außerdem ist am rückseitigen Ende ein wasserdichter Stecker 18 in einer Ausnehmung 19 des Bauteils 13, 14 wasserdicht vergossen, wobei die Entlüftungsbohrung 15 nicht am rückwärtigen Ende des Trägers 1 austritt, sondern seitlich über Austrittskanäle 20, die über einen Ringraum 21 und Radialbohrungen 22 mit der Zentralbohrung 15 kommunizieren. Da die Zentralbohrung 15 nicht durchgehend ausgeführt ist, ist vom unteren Teil dieser Bohrung 15' noch über zwei Kanäle 24 (radial) und 25 (axial) die Verbindung zur Radialbohrung 22 für die Entlüftung hergestellt. Die Austrittskanäle 20 sind gegenüber dem Außenraum durch eine Abdeckhülse 23 abgedeckt, die mit ihrem Flansch 23a zusammen mit der rückwärtigen Zentriermanschette 6 auf dem Bauteil 13, 14 sitzt. Der Fußteil 6b der Zentriermanschetten besteht aus einem Dichtungsmaterial ebenso wie auch beim ersten Ausführungsbeispiel. Eine weitere Variante ergibt sich bei diesem Ausführungsbeispiel durch die etwas geänderte Form des Manschettenkragens 6a bzw. der Federzungen 6d. Der Querschnitt der Federzungen 6d ist etwa keulenförmig, wobei das verdickte Ende der Federzungen jeweils auf dem der Einschubrichtung 5 abgewandten Seite liegt. Zu dem wasserdichten Stecker 18 führen die in Fig. 3 und 4 nicht dargestellten elektrischen Leitungen von den ebenfalls hier nicht eingezeichneten Prüfköpfen 4.There is also a waterproof plug 18 in at the rear end a recess 19 of the component 13, 14 cast watertight, the vent hole 15 does not exit at the rear end of the carrier 1, but laterally via outlet channels 20, which via an annular space 21 and radial bores 22 with the central bore 15 communicate. Since the central bore 15 is not carried out continuously, is from lower part of this bore 15 'still has two channels 24 (radial) and 25 (axial) the connection to the radial bore 22 for ventilation is established. The outlet channels 20 are covered from the outside by a cover sleeve 23, which with her Flange 23a together with the rear centering collar 6 on component 13, 14 seated. The foot part 6b of the centering collars consists of a sealing material just like in the first embodiment. Another variant arises in this embodiment by the slightly changed shape of the cuff collar 6a or the spring tongues 6d. The cross section of the spring tongues 6d is approximately club-shaped, the thickened end of the spring tongues on the one in the direction of insertion 5 facing away. To the waterproof connector 18 lead in Fig. 3 and 4 electrical lines, not shown, from those also not shown here Test heads 4.
7 Patentansprüche 5 Figuren7 claims 5 figures
Claims (7)
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Country Status (1)
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1976
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