DE2722961C3 - Anordnung zur vollautomatischen Schweißnahtfindung und -folgung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur vollautomatischen Schweißnahlfindung und -folgung bei der zerstörungsfreien, unter Anwendung der Tauchtechnik erfolgenden Ultraschallprüfung UP-geschweißter Rohre.

Aus der DE-AS 21 46 422 ist eine Einrichtung zum mittigen Einstellen eines Gerätes auf die Schweißnaht endlos geschweißter Metallrohre bekannt, wobei hier die sich ändernde Permeabilität im Bereich der Schweißnaht zur Steuerung benutzt wird.

Eine vollautomatische Schweißnahtfindung und -folgung ist ferner aus der DE-AS 22 08 863 bekannt. Hierbei erfolgt die Steuerung durch Schallschwinger, mit deren Hilfe die Abslände zwischen der Prüflingsoberfläche und den Schwingern bestimmt werden. Änderungen des Abstandes treten durch die Schweißnahterhöhung auf.

Bei Verwendung eines Schallschwingers wird dieser oszillierend über die Schweißnaht bewegt, während bei zwei (beidseitig der Naht angeordneten) Schallschwingern diese im Übergangsbereich oszillierend bewegt werden.

Bei dem bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist es erforderlich, daß die .Schweißnahtüberhöhungen über 1 mm liegen, so daß bei geringerer Schweißnahtüberhöhung ein Auffinden und Verfolgen der Schweißnaht nicht mehr garantiert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur vollautomatischen Schweißnahtfindung und -folgung bei der zerstörungsfreien Prüfung von UP-geschweißlen Rohren unter Anwendung des Ultraschalls zu scharfen, mil dem auch bei starken Temperaturschwankungcn und geringen Schweißnahtüberhöhungen eine sichere Findung und Folgung der Schweißnaht ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Anordnung vorgeschlagen, wie sie in dem Patentanspruch gekennzeichnet ist.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung wird unter Einsatz von mehreren Schallquellen, d. h. in einem Zwei- bzw. Dreikopfverfahren der Abstand zwischen Schweißnahtoberfläche, Grundmaterial- und Schallquelle bestimmt und die Steuerung der Anlage unter Zuhilfenahme der ermittelten Differenzen vorgenommen.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung mittels Ultraschall in der Tauchtechnik liegt darin, daß auch Schweißnahtüberhöhungen geringster Art sicher ermittelt werden können. Durch die verfahrenstechnisch erforderliche Kontrolle der Wassertemperatur ist die Temperaturabhängigkeit erheblich vermindert.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Abstandsmessung zwischen Ultraschallschwinger und Prüflingsoberfläche direkt über die Abstandsänderung durch Ultraschall erfolgt.

In den Figuren sind erfindungsgemäße Anordnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Dreikopfanordnung

F i g. 2 eine Zweikopfanordnung.

In F i g. 1 sind über dem Prüfling 1 und der Schweißnaht 2 drei Ultraschallschwinger 3, 4 und 5 angeordnet, die in ihrem Abstand voneinander, d. h. je nach Prüflingsabmessung und Schweißnahtgeometrie, ein- und feststellbar sind.

Für die nachstehenden Erklärungen bzw. Beispiele sind die unterschiedlichen Abstände von den Ultraschallschwingern 3,4 und 5 mit:

6 = Abstand a\

7 = Abstand a₂

8 = Abstand ,-13

bezeichnet. Die Nahlauswanderung ist durch die Pfeile 9 und 10 gekennzeichnet.

Fig. 2 zeigt eine Zweikopfanordnung mit den Ullraschallschwingern 11 und 12.

In den nachstehenden Beispielen sind die unterschiedlichen Stellungen bzw. Nahtauswar.derungen und die sich aus diesen Stellungen ergebenden erfindungsgemä-Ben Steuermaßnahmen bei einem Dreikopfverfahren dargelegt.

1.) Position Nahtmitte unter Prüfkopf 4. Notwendige Bedingungen für Prüfposition

ih = minimaler Abstand

a\ <<12, .7]

Differenz (a? — a\) = max.
Differenz ^Jj-.-/ι) = max.

mi 2.) Naht wandert nach rechts in Laufrichtung 9, dabei entstehen folgende Bedingungen:

,-Jt wird größer
<·)2 wird kleiner
ils bleibt gleich

Differenz f,'i2 — iii) wird kleiner, wird negativ und dann 0; Gegensteuerung in Richtung 10 ist notwendig.

Differenz fäj—ai) wird ebenfalls kleinerund dann 0; Gegensteuerung in Richtung 10 ist notwendig.

3.) Naht wandert nach links in Laufrichtung 10, dabei entstehen folgende Bedingungen:

a, wird größer a₂ bleibt gleich 33 wird kleiner Differenz/32— ai) wird kleiner und dann O;

Gegensteuenmg in Richtung 9

ist notwendig.
Differenz (aj—ai) wird ebenfalls kieiner, dann

negativ und dann 0;

Gege.nsteuerung in Richtung 9

ist notwendig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur vollautomatischen Schweißnahtfindung und -folgung bei der zerstörungsfreien, unier Anwendung der Tauchtechnik erfolgenden Ultraschallprüfung UP-geschweißter Rohre, dadurcii gekennzeichnet, daß entweder drei gleichzeitig Schallimpulse in im wesentlichen senkrechter Richtung zur Prüflingsoberfläche aussendende und empfangende Ultraschallschwingel (3, 4, 5) in einstellbar festem Abstand zueinander derart angeordnet sind, daß sich der mittlere Ultraschallschwinger (4) im Schweißnahtbereich (2) befindet, während die beiden anderen Schwinger (3, 5) zu beiden Seiten des mittleren Schwingers (4) über dem Rohr-Grundmaterial (1) angeordnet sind, oder zwei gleichzeitig Schallimpulse unter einstellbar festem Winkel symmetrisch zur Prüflingsnormalen aussendende und empfangende Ultraschallschwinger (11, 12) in einstellbar festem Abstand zueinander derart angeordnet sind, daß sich beide Schwinger (11, 12) im Schweißnahtbereich (2) befinden, und daß in an sich bekannter Weise für jeden Ultraschallschwinger (3,4,5 bzw. 11,12) aus der Schallaufzeit der Abstand (6, 7,8) zwischen dem Schwinger (3,4, 5 bzw. 11,12) und der Prüflingsoberfläche ermittelt wird und durch Vergleich der ermittelten Abstände (6, 7, 8) mit den notwendigen Abstandsbedingungen für die Prüfposition die Schweißnahtfindungs- und -folgungseinrichtung gesteuert wird.