DE2829189A1 - Verfahren zur bestimmung der dicke einer schweissraupe und schweissraupe-dickenmesser - Google Patents

Description

B.V. Neratoom, Den Haag, Niederlande

Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Schweissraupe und Schweissraupe-Dickenmesser.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Schweissraupe, die beim Aneinanderschweissen von zwei Teilen gebildet wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Bestimmung der Qualität der Schweissverbindung zwischen zwei Teilen, vor allem um feststellen zu können, ob eine gute Durchschweissung stattgefunden hat, wird normalerweise die Dicke der Schweissraupe im Bereich der Schweissverbindung gemessen, d.h. die Dicke des im Bereich der Schweissverbindung gebildeten Materialrückens (Durchschweissung). Die Bestimmung der Qualität der Schweissverbindung ist vor allem wichtig bei Schweissverbindungen zwischen Teilen, die, nachdem sie in die Vorrichtungen oder Apparate, für die sie gemeint sind, aufgenommen sind, nicht mehr oder kaum zugänglich sind. Als Beispiel kann hier die Schweissverbindung genannt werden, mit der ein Rohr an der Rohrplatte an einem Ende eines Rohrbündels eines Wärmetauschers befestigt wird. Eine solche Befestigung erfolgt u.a. mit einer als IB(internal bore)-Schweisverbindung bekannten Schweissverbindung. Die Dicke der Schweissraupe, das ist der kürzeste Abstand vom Winkelpunkt des Winkels zwischen dem betreffenden Rohr und der Oberfläche der Rohrplatte,bis zur freien Oberfläche des in diesem Winkel beim Schweissen gebildeten Materials,ist dabei massgebend für die Feststellung, ob eine gute Durchschweissung stattgefunden hat.

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Die Erfindung verfolgt den Zweck, ein Verfahren zur Bestimmung der Schweissraupendicke zu schaffen," mit dessen Hilfe eine schnelle und genaue Messung möglich ist. Weiter verfolgt die Erfindung den Zweck, einen Schweissraupe-Dickenmesser zu schaffen, der sich für Anwendung bei einem solchen Verfahren eignet.

Die beschriebenen Zwecke werden erfindungsgemäss erreicht mit einem Verfahren, umfassend die Anordnung eines beweglichen Ta.sters auf der zu messenden Schweissraupe, das von einem festen Mundstück direkt oder indirekt erfolgende Richten eines Gasstromes auf den Taster, das Messen des Staudruckes oder einer anderen charakteristischen Grosse des Gases und den Vergleich des gemessenen Wertes mit dem vorher aufgenommenen Wert des Staudruckes oder- der betreffenden Grosse des Gasstromes, der auf den bei Abwesenheit der Schweissraupe aufgestellten Taster gerichtet ist, und die aus diesem Vergleich folgende Bestimmung des Abstandes, vom Fusspunkt des Tasters bei Anordnung auf der Schweissraupe bis zu der Stelle, die der Fusspunkt bei Abwesenheit der Schweissraupe eingenommen hätte und mit einem Schweissraupe-Dickenmesser, umfassend ein Gehäuse mit mindestens zwei einen Winkel miteinander einschliessenden Wänden, wobei der Winkel zwischen den Wänden in Uebereinstimmung mit dem Winkel zwischen den Wänden von zu prüfenden, durch eine Schweisse zu verbindenden Körpern gewählt ist, welche zwei Wände durch eine Schrägwand verbunden sind, in welcher Schrägwand ein Kanal vorgesehen ist, in dem ein Taster in Form eines Stiftes beweglich angeordnet ist, derart, dass der Stift sich annähernd senkrecht zur Schrägwand bewegen kann, während im Gehäuse oberhalb des Tasters ein Schwenkhebel angeordnet ist, der eine Schwenkbewegung um eine durch den Schwenkhebel nahe einem Ende gesteckte, ortsfest im Gehäuse angeordnete Achse ausführen kann und der mit einem Teil nahe dem entgegengesetzten Ende auf dem Taster derart ruht, dass Bewegung des Tasters eine Schwenkbewegung des Schwenkhebels verursacht, während Im Gehäuse weiter ein Röhrchen angeordnet ist, versehen mit einem Ende,das an eine Leitung für Druckgas angeschlossen werden kann, wobei am anderen Ende ein Mundstück vorgesehen ist, das derart angeordnet ist, dass es sich in verhältnismässig geringem Abstand von einer Ebene des Schwenkhebels befindet, die sich beim Schwenken In angemessenem Masse relativ zum Mundstück bewegt. Es wird klar sein, dass die Schwenkbewegung des Schwenkhebels gleichsam die Bewegung des Tasters verstärkt. Eine solche Verstärkung kann auch mit einem zwischengeordneten Organ erreicht werden, das eine Translationsbewegung ausführt.

Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst also einen mechanischen Teil, näm-

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lieh das Anordnen eines in einem Gehäuse beweglichen Tasters auf der Schweissraupe, und einen pneumatischen Teil, nämlich das aus der Veränderung, die der Staudruck eines auf das in das Gehäuse hineinragende Ende des Tasters gerichteten Gasstromes erfährt, erfolgende Bestimmen, wie weit der Taster infolge der Anwesenheit der Schweissraupe in das Gehäuse hineinragt.

Erfindungsgemäss wird zur Bestimmung des Staudruckes bei Anwesenheit einer Schweissraupe vorzugsweise eine sog. pneumatische Brücke von Wheatstone verwendet,in der der Wert des Staudruckes bei Abwesenheit einer Schweissraupe als Referenzwert verwendet wird. Diese Weise der Bestimmung des Staudruckes dürfte dem Fachmann bekannt sein und braucht hier nicht näher beschrieben zu werden. Als Gasstrom wird erfindungsgemäss bevorzugt ein Druckluftstrom verwendet. Auch andere vorzugsweise inerte Gase kommen in Betracht. Der Fachmann wird in der Lage sein, das unter Umständen geeignetste Gas festzustellen.

Das hinausragende Ende des Stiftes in dem erfindungsgemässen Schweissraupe-Dickenmesser ist vorzugsweise abgerundet. Das ist gewünscht, um zu vermeiden, dass der Stift beim Messvorgang oder bei Verschiebung des Messers zwischen aufeinanderfolgenden Messungen die Schweissraupe durch Einkratzen oder dergleichen beschädigt, wodurch die Schweissverbindung geschwächt werden könnte, während sogar geringe Risse die nicht-destruktive Materialprüfung erschweren, wenn nicht unmöglich machen.

Bei einer Vorzugsausführungsform des erfindungsgemässen Schweissraupe-Dickenmessers ist weiter der Stift am in das Gehäuse hineinragenden Ende mit einem erweiterten Teil oder Kopf versehen und ist der Kanal in der Schrägwand über einen Teil der Länge, der Wandinnenseite benachbart, erweitert, so dass der breite Teil des Stiftes sich darin bewegen kann und der Stift also eine äusserste, hinausgeschobene Stellung erreichen kann, wobei das hinausragende Stiftende in der äussersten, hinausgeschobenen Stellung annähernd auf der Schnittlinie der Ebenen der zwei einen Winkel miteinander einschliessenden Wände liegt.

Der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert, in der:

Fig. 1 eine Wiedergabe im Querschnitt einer Vorzugsausführungsform des erfindungsgemässen Schweissraupe-Dickenmesseis ist, der in dem Winkel angeordnet ist, der von zwei aneinandergeschweissten Teilen eingeschlossen

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wird, in welchem Winkel sich eine' Schweissraupe befindet, und

Fig. 2 eine entsprechende Wiedergabe des· Schweissraupe-Dickenraesseos bei Abwesenheit einer Schweissraupe ist.

In den Figuren sind dieselben Bezugszeichen für entsprechende Teile verwendet .

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Schweissraupe-Dickenmessers, allgemein durch/angegeben, der in dem Winkel angeordnet ist, der von zwei aneinaridergeschweissten Teilen eingeschlossen wird. Diese Teile sind z.B. eine Rohrplatte 2, wobei in einer Oeffnung dieser Rohrplatte ein Rohr angeordnet ist. Vom Rohr ist nur die Wand 3 wiedergegeben. Das Rohr 3 ist mit einer sog. "internal bore"-Schweissverbindung an der Platte 2 befestigt. Dabei geht das untere Ende des Rohres 3 über eine Menge Schweissmaterial 4 in die Wand der Oeffnung in der Rohrplatte 2 über. An der Aussenseite des Rohres 3 ist beim Aneinanderschweissen des Rohres 3 und der Rohrplatte 2 im dazwischen befindlichen Winkel die Schweissraupe 5 gebildet. Die Dicke der Schweissraupe 5, d.h. der kürzeste Abstand zwischen der oberen Fläche und dem Winkelpunkt des Winkels, in dem die Schweissraupe 5 sich befindet, ist ein Mass für die Qualität der Schweissverbindung. Schweissverbindungen mit einer Schweissraupendicke unterhalb eines vorbestimmten Mindestwertes sind für untauglich zu erklären.

Zur Messung der Dicke der Schweissraupe 5 wird der Schweissraupe-Dickenmesser 1 gegen die Wand des Rohres 3 und auf der Rohrplatte 2 aufgestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst im wesentlichen einen blockförmigen Körper 6, in dem eine Kammer 7 ausgespart ist. Die Wand 8 der Vorrichtung 1 ruht gegen das Rohr 3, die Wand 9 ruht gegen die Rohrplatte 2. Der Winkel, den die Ebenen der Wände 8 und 9 miteinander einschliessen, soll dem Winkel gleich sein, den die anexnandergeschweissten Teile, im vorliegenden Fall das Rohr 3 und die Rohrplatte 2, einschliessen. Im Falle van Rohren in einer Rohrplatte wird der betreffende Winkel normalerweise 90 betragen. Der blockförmige Körper 6 ist zwischen den Wänden oder Flächen 8 und 9 abgeschrägt, so dass bei der in der oben beschriebenen Weise erfolgenden Aufstellung der Vorrichtung 1 ein Raum offen bleibt. Dieser Raum, in der Figur durch 10 angegeben, schafft Platz für die Schweissraupe 5.

Zwischen der Schrägwand 11 und der Kammer 7 ist ein Kanal 12 vorgesehen, der

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Platz für den Stift 13 schafft. Der Kanal 12 steht vorzugsweise senkrecht zur Schrägwand 11. Der Stift 13 kann sich im Kanal 12 auf und nieder bewegen. Der Stift 13 ist mit einem erweiterten Teil am Kopf 14 an der Kammerseite versehen. An der Seite der Kammer 7 ist der Kanal 12 mit einem erweiterten Teil 15 versehen. Beim freien Bewegen des Stiftes 13 kann dieser so weit hinausbewegt werden, bis der Kopf 14 in den erweiterten Teil 15 des Kanals 12 gesunken ist und gleichsam auf dessen Boden ruht. Diese äusserste Stellung ist in Fig. 2 wiedergegeben. Das Ende des Stiftes 13 befindet sich dann vorzugsweise annähernd auf der Schnittlinie der Flächen der Wände 8 und 9. Wenn das Ende des Stiftes 13, wie in Fig. 2 wiedergegeben, abgerundet ist, was zur Vermeidung möglicher Beschädigungen der Schweissraupe 5 bevorzugt wird, berührt der Stift 13 in der äussersten Stellung vorzugsweise die Flächen der Wände 8 und 9. Um diese Bedingung zu erfüllen, muss die Länge des Stiftes 13 passend gewählt werden, während der Kanal 12 selbstverständlich an einer solchen Stelle zwischen Schrägwand 11 und Kammer 7 vorgesehen sein soll, dass die Achse des Kanals 12 bei Verlängerung die Schnittlinie der Flächen der Wände 8 und 9 schneidet.

In der Kammer 7 ist ein Schwenkhebel 16 angeordnet, der eine Kipp- oder Schwenkbewegung um eine durch den Schwenkhebel 16 hindurchragende Achse 17 ausführen kann, die in passender Weise in die Seitenwände der Kammer 7 hineinragt. An einem im Abstand vom Durchlass der Achse 17 liegenden Ende ist der Schwenkhebel 16 mit einem Arm 18 versehen. Der Schwenkhebel 16 ist in der in den Figuren wiedergegebenen Weise derart in der Kammer 7 befestigt, dass das Ende des Armes 18 auf dem Kopf 14 des Stiftes 13 ruht. Je nachdem der Stift 13 mehr oder weniger weit aus der Schrägwand 11 herausragt, wird der Schwenkhebel 16 mehr oder weniger gekippt sein und wird die Seitenfläche 19 des Schwenkhebels 16 sich in kleinerem oder grösserem Abstand vom Mundstück 20 eines Röhrchens 21 befinden, das in der wiedergegebenen Weise in die Kammer 7 hineinragt.

Das Röhrchen 21 ist in einem Kanal 22 durch den blockförmigen Körper 6 angeordnet, welcher Kanal 22 zwischen der Kammer 7 und einem auf mehreren Seiten offenen Raum 23 am Ende des Körpers 6 angeordnet ist. Das Röhrchen wird in der gewünschten Stellung festgesetzt, z.B. mit Hilfe einer Schraube 24, die in einen schmalen, mit Innengewinde versehenen Kanal zwischen dem Kanal 22 und einer Seitenwand des blockförmigen Körpers 6 eingeschraubt wird.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Abstand zwischen der Seitenfläche 19 des Schwenkhebels 16 und dem Mundstück 20 am grössten, wenn der Stift 13 so weit wie möglich hinausragt. Je nachdem der Stift 13 weniger weit hinausragt, z.B. dadurch, dass der Stift 13 mit dem Ende auf der Schweissraupe 5 ruht (Fig. 1), wird der Abstand zwischen der Seitenfläche 19 des Schwenkhebels 16 und dem Mundstück 20 weniger gross sein. Darauf beruht die Wirkung der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Im Betrieb wird an das dem Mundstück 20 abgewandte Ende des Röhrchens 21 eine Leitung für Druckgas, z.B. Druckluft, angeschlossen. Durch diese Leitung wird Druckgas zugeführt, während in der Leitung in passender Weise ein Messer untergebracht ist, mit dem der Druckwiderstand, den das aus dem Mundstück 20 strömende Gas erfährt, bestimmt wird. Dieser Druckwiderstand wird am geringsten sein, wenn die Seitenfläche 19 des Schwenkhebels 16 sich so weit wie möglich vom Mundstück 20 befindet. Je nachdem die Seitenfläche 19 sich dichter beim Mundstück 20 befindet, wird der Druckwiderstand zunehmen. Dadurch ist der Druckwiderstand gleichsam ein Mass für den Abstand zwischen Mundstück 20 und Seitenfläche 19 und deshalb ein Mass für den Abstand zwischen dem Ende des Stiftes 13 und der Schnittlinie der Ebenen der Wände 8 und 9 oder aber für die Dicke der Schweissraupe 5, die sich in dem von den Ebenen der Wände 8 und 9 eingeschlossenen Winkel befindet.

Die Messung des Druckwiderstandes kann in passender Weise mit Hilfe einer sog. pneumatischen Wheatstone-Brücke erfolgen. Der Fachmann auf dem Gebiet der Druckmessung weiss, wie eine solche Messung durchgeführt werden kann, so dass diese hier keiner näheren Erläuterung bedarf.

Wenn der erfindungsgemässe Schweissraupe-Dickenmesser zur Messung der Dicke einer Schweissraupe zwischen Rohren, die in einer Rohrplatte festgeschweisst sind, verwendet wird,empfiehlt es sich, der Wand 8 des blockförmigen Körpers 6 eine Form zu geben, die der Zylinderform der Wand der Rohre angepasst ist. Dadurch wird beim Aufstellen des Dickenmessers gegen die Rohrwand über eine grosse Oberfläche ein Kontakt zwischen der Wand 8 und der Rohrwand zustande gebracht, so dass eine gute Aufstellung des Dickenmessers ohne weiteres gesichert ist.

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Claims (6)

DR. SOLF & ZAPF PATENTANWÄLTE Wall 27/29 56OO Wuppertal 1 Postfach 13O219 II/n/1099 B.V. Neratoom, Den Haag, Niederlande Ansprüche :

1.) Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Schweissraupe, -—J die beim Aneinanderschweissen von zwei Teilen gebildet wird, gekennzeichnet durch die Anordnung eines beweglichen Tasters auf der zu messenden Schweissraupe, das von einem festen Mundstück aus direkt oder indirekt erfolgende Richten eines Gasstromes auf den Taster, das
Messen des Staudruckes oder einer anderen charakteristischen Grosse des Gases und den Vergleich des gemessenen Wertes mit dem vo'rher aufgenommenen Wert des Staudruckes oder der betreffenden Grosse des Gasstromes, der auf den bei Abwesenheit der Schweissraupe aufgestellten Taster gerichtet ist, und die aus diesem Vergleich erfolgende Bestimmung des Abstandes vom Fusspunkt des Tasters bei Anordnung auf der Schweissraupe bis zu der Stelle, die der Fusspunkt bei Abwesenheit der Schweissraupe eingenommen hätte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Staudruckes bei Anwensenheit einer
Schweissraupe eine sog. pneumatische Wheatstone-Brücke verwendet wird, in der der Wert des Staudruckes bei
Abwesenheit einer Schweissraupe als Referenzwert verwendet wird.

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3. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Gasstrom ein Druckluftstrom verwendet wird.

4. Schweissraupe-Dickenmesser, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit mindestens zwei einen Winkel miteinander einschliessenden Wänden (8, 9), wobei der Winkel zwischen den Wänden in Übereinstimmung mit dem Winkel zwischen den Wänden (3, 2) von zu prüfenden, durch eine Schweisse zu verbindenden Körpern gewählt ist, welche zwei Wände (8, 9) durch eine Schrägwand (11) verbunden sind, in welcher Schrägwand (11) ein Kanal (12) angeordnet ist, in dem ein Taster in Form eines Stiftes (13) beweglich derart angeordnet ist, dass der Stift (13) sich annähernd senkrecht zur Schrägwand (9) bewegen kann, während im Gehäuse oberhalb des Tasters ein Schwenkhebel (16) angeordnet ist, der eine Kippbewegung um eine, durch den Schwenkhebel (16) nahe einem Ende hindurchragende, ortsfest im Gehäuse befestigte Achse (17) ausführen kann und der mit einem Teil nahe dem entgegengesetzen Ende auf dem Taster derart ruht, dass Bewegung des Tasters eine Kippbewegung des Schwenkhebels (16) verursacht, während im Gehäuse weiter ein Röhrchen (21) angeordnet ist, versehen mit einem Ende, das an eine Druckluftleitung angeschlossen werden l<pnn, wobei am anderen Ende ein Mundstück (20) derart angeordnet ist, dass es sich in verhältnxsmässig geringem Abstand von einer Fläche des Schwenkhebels (16) befindet, die sich beim Schwenken in angemessenem Masse relativ zum Mundstück (20) bewegt.

5. Schweissraupe-Dickenmesser nach Anspruch 4, dadurch

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gekennzeichnet, dass das hinausragende Stiftende abgerundet ist.

6. Schweissraupe-Dickenmesser nach Ansprüchen 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (13) am in das Gehäuse hineinragenden Ende mit einem erweiterten Teil oder Kopf (14) versehen ist und dass der Kanal (12) in der Schrägwand (11) über einen Teil der Länge, der der Wandinnenseite benachbart ist, erweitert ist, so dass der breite Teil des Stiftes (13) sich darin bewegen kann und der Stift also eine äusserste, hinausgeschobene Stellung erreichen kann, wobei das hinausragende Stiftende in der äussersten, hinausgeschobenen Stellung annähernd auf der Schnittlinie der Ebenen der zwei einen Winkel miteinander einschliessenden Wände (2, 3) liegt.

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