DE2840456A1

DE2840456A1 - Ultrasonic weld test assembly - uses separate transverse and longitudinal fault detectors to achieve close packing

Info

Publication number: DE2840456A1
Application number: DE19782840456
Authority: DE
Inventors: Wilfried Rehme
Original assignee: Ibema & Co KG GmbH
Current assignee: Ibema & Co KG GmbH
Priority date: 1978-09-16
Filing date: 1978-09-16
Publication date: 1980-03-27

Abstract

The ultrasonic test assembly provides an automatic interference free detection of transverse and longitudinal weld faults. Four transverse fault test heads (1, 3, 4, 6) are positioned at the corners of an X over the workpiece weld (16). Two longitudinal fault test heads (2, 5) are actuated opposite to each other across the weld. The workpiece (15) is passed under the detector assembly. The separation of the transverse fault detectors from the longitudinal fault detectors enables a closer packing of the test heads. thus welds in thin walled sheet or tubes can be accurately scanned.

Description

Titel: Ultraschall-Prüfvorrichtung zum zerstörungs-Title: Ultrasonic testing device for destructive

freien Prüfen von Schweißnähten Zusatz zu Patent . . . . free testing of welds addendum to patent. . . .

(Patentanmeldung P 27 51 810.1) Das Hauptpatent betrifft eine Ultraschall-Prüfvorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von Schweißnähten, insbesondere bei Xohren mit gerader oder wendelförmiger Schweißnaht mit auf beiden Seiten der Naht angeordneten, diese senkrecht zur Nahtlängsrichtung beschallenden Längsfehler-PrüSschwingern und mit doppelt vorhandenen duerfehler-Prüfschingern, die paarweise auf beiden Seit er der Schweißnaht einander gegenüberliegend derart angeordnet sind, daß ihre Schallstrahlen die Schweißnaht in einem Punkte treffen.(Patent application P 27 51 810.1) The main patent relates to an ultrasonic testing device for the non-destructive testing of weld seams, especially for X-ears with straight or helical weld seam with these arranged on both sides of the seam longitudinal flaw test transducers and with double existing double-error testers, which are paired on both sides of the Weld are arranged opposite one another in such a way that their sound beams meet the weld seam at one point.

Hit der Prüfvorrichtung nach dem Hauptpatent ist es möglich, Schweißnähte begrenzter Längenausdehnung vom Anfang bis zum Ende vollautomatisch mit der gleichen rrüfvorrichtung aul Längsfehler und Querfehler zu prüfen. ver Einsatzbereich der Vorrichtung ist jedoch durch der raumbedarf der Prüfköpfe begrenzt, die nur so dicht zusammenrücken können, bis die Gehäuse der ;Prüfköpfe aneinanderstoßen. Die Einrichtung nach dem Hauptpatent kar deshalb zur Prüfung solcher Schweißnähte nicht eingesetzt werden, welche sehr dünnwandige Bleche miteinander verbinden.Hit the test device according to the main patent, it is possible to weld seams limited linear expansion from the beginning to the end fully automatically with the same Checking device for longitudinal and transverse defects. ver area of application of the However, the device is limited by the space required by the probes, which are only as tight can move together until the housings of the probes butt against each other. The establishment According to the main patent kar therefore not used to test such welds which connect very thin-walled sheets with one another.

Bei der Schweißnahtprüfung werden vor den Schwinger eines jeden Prüfkopfes Schallstrahler von einer bestimmten Bandbreite in das Blech eingestrahlt, die an der Innen-und Außenwand des Bleches reflektiert urd im Blech zickzackförmig weitergeleitet werden, bis sie die Schweißnaht erreichen. Hierbei hat das durch das Blech wandernde Schallband die Eigenschaft, sich bei jeder Reflektion inehr zu spreizer und auseiranderzufließer, so o daß die Schallenergie je Breite@einheit mit zunchmenden seitlichen Abstand des Prüfschwingers von der Schweißraupe kleirer wird und Störunger in der Schweißraupe richt mehl so deutlich zu erkennen sind. Da es bei dünnwandigen Blechen bei gleichem Schalleinfallswinkel an der Außen- und Innenwandung des Bleches mehr Reflektionen gibt als bei dickwandigen Blechen, ist es wesentlich, den Prüfkopf mit seinem Prüfschwinger so nahe wie möglich an die Schwei@@aht heranzurücken, zur dic Zahl der Reflektionen und die hiermit verburdene Bandspreizung in Grenzen zu halter und die Schallstrahlen möglichst konzentriert auf die Schweißraupe auftreffen zu lassen.When testing the weld, the transducers of each test head Sound emitters of a certain bandwidth irradiated into the sheet metal, which at the inner and outer walls of the sheet are reflected and passed on in a zigzag pattern in the sheet until they reach the weld. Here the wandering through the sheet has Sound band has the property of spreading and flowing apart with every reflection, so that the sound energy per unit of width with decreasing lateral distance of the test oscillator of the weld bead becomes smaller and interferes with the weld bead Richt flour are so clearly visible. Since it is the same with thin-walled sheets Sound angle of incidence on the outer and inner wall of the sheet more reflections there than with thick-walled sheets, it is essential to use the test head with its test transducer Get as close as possible to the sweat, to the number of reflections and to keep the band spreading within limits and the sound beams to hit the weld bead as concentrated as possible.

Bei der im Hauptpatent vorgeschlagenen sternförmigen Anordaung der Längsfehler- und Querfehlerprüfköpfe sind a.uf jeder Seite der Schweißraupe drei Schwinger angeordnet, die nur so eng zusammengerückt werden können, bis sie unnittelbar gegereinanderstoßen. Der gegenseitige Abstand der Schwingquarze in den Prüfköpfen ist dann jedoch für die Ultraschallprüfung von sehr dünnwandiger bohrer oft noch zu groß.In the star-shaped arrangement proposed in the main patent Longitudinal and transverse flaw detectors are three on each side of the weld bead Arranged oscillators, which can only be moved so closely together that they cannot be conveyed bumped into each other. The mutual distance between the quartz crystals in the test heads is then often still used for ultrasonic testing of very thin-walled drills too large.

Aufgabe der Erfirdung sit es, die Ultraschall-Prüfvorrichtung nach dem Hauptpatent zu verbessern und derart weiter auszugestalten, daß sie auch zur Prüfung von Schweißnähten verwendet werden kann, welche sehr dünnwandige Bleche oder Rohr@andunger miteinander verbinden.The task of the invention is to adapt the ultrasonic testing device to improve the main patent and further develop it in such a way that it is also used for Testing of weld seams can be used, which is very thin-walled sheet metal or connect the pipe to each other.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Längsfehler-Prüfschwinger in Vorschubrichtung des zu prüfenden Werkstückes vor oder hinter den X-fürmig zusammengefaßten querfehler-Prüfschwingern angeordnet sind (IX- bzw. XI-Anordnung).This object is achieved with the invention in that the longitudinal fault test transducer in the feed direction of the workpiece to be tested in front of or behind the X-shaped combined transverse fault test transducers are arranged (IX or XI arrangement).

Da die beiden Prüfköpfe zur Längsfehlerbestimmung nicht mit im Kreuz der Querfehler-Prüfköpfe angeordnet sind, sondern sich neben diesen befinden, können die gekreuzten Prüfköpfe zur Querfehlerbestimmung einerseits und die beiden auf beiden Seiten der Schweißraupe einander gegenüberliegenden Prüfköpfe zur Längsfehlerbestimmung und ggf. zur Koppelkontrolle noch näher zusammengerückt werden. Außerdem ist es möglich, beide Systeme, nämlich die beiden separaten Längsfehler-Prüfköpfe und die im Kreuz angeordneten Querfehler-Prüfköpfe derart parallel zu betreiben, daß die Längsfehler sowohl mit den beiden separat angeordneten Längs fehl er-Prtifköpfen als auch zusätzlich über die gekreuzten Querfehler-Prüfköpfe geprüft werden, indem man die Schallstrahlen der auf einer Seite der Schweißnaht angeordneten Querfehler-Prüfköpfe nach Reflektion an Längsfehlern der Schweißnaht zu dem anderen auf der gleichen Seite der Schweißnaht angeordneten Prüfkopf laufen läßt. Die separaten Längsfehler-Prüfköpfe und die Querfehler-Prüfköpfe können also gleichzeitig zur Längsfehlerprüfung eingesetzt werden0 Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der beigofügten Zeichnung, in der eine Ultraschall-Prüfvorrichtung nach der Erfindung zum Prüfen der Längsschweißnaht eines rohres in einer schematischen Draufsicht beim Prüfen der Naht in der Mitte des Rohres dargestellt ist.Since the two probes for determining longitudinal defects are not crossed the transverse flaw probes are arranged, but are located next to them, can the crossed probes for transverse error determination on the one hand and the two on on both sides of the weld bead facing each other to determine longitudinal defects and if necessary moved even closer together for coupling control. Besides, it is possible, both systems, namely the two separate longitudinal flaw probes and the to operate cross-flaw probes in parallel so that the Longitudinal defects both with the two separately arranged longitudinal defect test heads as well as additionally via the crossed transverse fault probes are checked by the sound beams of the transverse flaw probes arranged on one side of the weld seam after reflection on longitudinal defects of the weld to the other on the same Side of the weld arranged test head can run. The separate longitudinal flaw probes and the transverse flaw probes can thus be used for longitudinal flaw testing at the same time werden0 Further features and advantages of the invention emerge from the following Description and the attached drawing, in which an ultrasonic testing device according to the invention for testing the longitudinal weld of a pipe in a schematic Top view when testing the seam in the middle of the pipe is.

Zum Prüfen der Längsschweißneht 16 eines Stahlrohres 15 ist eine Ultraschall-Prüfvorrichtung vorgesehen, die in ihrer Gesamtheit mit 18 bezeichnet und hier nur schematisch dargestellt ist. Die Prüfvorrichtung 18 hat sechs Prüfköpfe 1, 2, 3, 4, 5 und 6, von denen die Prüfköpfe 1, 3, 4 und 6 X-förmig im Kreuz derart zusammengefaßt sind, daß sich die Prtlfköpfe 1 und 3 aui der einen Seite und die Prüfköpfe 4 und 6 auf der anderen Seite der Schweißnaht 16 im gleichen Abstand beiinden und ihre Jeweils zum schräg gegenUberliegenden Prüfkepf gerichteten Schallstrahlen 19, 21, 22 und 24 sich in einem Punkte 25 der Schweißnaht 16 treffen. Die Prüfköpfe 1, 3, 4 und 6 dienen in erster Linie der Querfehlerermittlung und ihre Prüfschwinger 62, 63, 64 und 65 sind deshalb unter dem gleichen Winkel zur Schweißnaht 16 angeordnet.An ultrasonic testing device is used to test the longitudinal weld 16 of a steel pipe 15 provided, which are designated in their entirety by 18 and are only shown schematically here is. The test device 18 has six test heads 1, 2, 3, 4, 5 and 6, of which the Probes 1, 3, 4 and 6 are combined in an X-shape in the cross in such a way that the Test heads 1 and 3 on one side and test heads 4 and 6 on the other Tying side of the weld 16 at the same distance and their respective to the oblique Opposite test head directed sound beams 19, 21, 22 and 24 in meet a point 25 of the weld 16. The probes 1, 3, 4 and 6 are used in primarily the transverse fault determination and its test transducers 62, 63, 64 and 65 are therefore arranged at the same angle to the weld 16.

In Vorsohubrichtung 17 des Rohres 15 sind hinter den X-förmig zusammengefaßten Querfehler-PrUfköpfen 1, 3, 4 und 6 die beiden Prüfköpfe 2 und 5 angeordnet, deren Längsfehler-Prüfschwinger 66 und 67 parallel zur Schweißnaht 16 stehen und ihre Schallstrahlen 28 und 29 senkrecht zur Schweißnaht 16 aussenden.In Vorsohubrichtung 17 of the tube 15 are summarized behind the X-shape Transverse flaw probes 1, 3, 4 and 6, the two probes 2 and 5 arranged, their Longitudinal fault test oscillators 66 and 67 are parallel to the weld 16 and their Emit sound beams 28 and 29 perpendicular to the weld 16.

Im Betrieb erreicht der hier nicht näher dargestellte Anfang des Rohres 15 zuerst die beiden Querfehler-Prüfköpfe 3 und 4, die auf das Rohr aufgesetzt werden und deren vom Prufichwinger 63 bzw. vom Prtlfsohwinger 64 ausgesandte Schallstrahlen 31 an Querfehlern in der Schweißnaht reflektiert und vom Querfehler-PrUfschwinger 64 bzwO 63 des 3eweils gegenüberliegenden Prüfkopfes 4 bzw. 3 empfangen werden, sobald die Schweißnaht den Punkt 25 erreicht. Die Schweißnaht wird deshalb von Anfang an auf etwaige Querfehler überwacht.During operation, the beginning of the pipe, not shown here, reaches 15 first the two transverse flaw probes 3 and 4, which are placed on the pipe and their sound beams emitted by the Prufichwinger 63 or by the Prtlfsohwinger 64 31 reflected on transverse defects in the weld seam and from the transverse defect test transducer 64 or 63 of the 3 respectively opposite Test head 4 or 3 received as soon as the weld seam reaches point 25. The weld is therefore monitored for any lateral errors from the start.

Sobald auch die Querfehler-PrtlfkOpfe 1 und 6 auf das Rohr aufgesetzt haben, können auch diese zur Queriehlerprüfung eingesetzt werden, wobei deren Prüfscheinger 62 und 65 Schallstrahlen 33 und 34 zu dem auf der gegenüberliegenden Seite der Schweißnaht 16 angeordneten Prüfkopf 1 bzw. 6 zur Querfehlerermittlung aussenden. Gleichzeitig können die Querfehler-Prüfköpfe 1, 3, 4 und 6 in weiteren Prllftakten zur Längsfehlerermittlung herangezogen werden, indem sie dann Schallstrahlen 35 und 36 bzw. 37 und 38 aussenden, die an etwa vorhandenen Längsfehlern der Schweißnaht 16 reflektiert werden und zu dem auf der gleichen Seite der Sohweißnaht angeordneten, benachbarten Prllfkopf 3 bzw. 6 und 1 bzw. 4 laufen.As soon as the transverse fault test heads 1 and 6 are placed on the pipe have, these can also be used for the cross-head test, with their test certificates 62 and 65 sound beams 33 and 34 to that on the opposite side of the weld 16 arranged test head 1 or 6 send out to determine transverse faults. Simultaneously the transverse flaw probes 1, 3, 4 and 6 can be used in further test cycles to determine longitudinal flaws are used by then emitting sound beams 35 and 36 or 37 and 38, which are reflected at any existing longitudinal defects in the weld 16 and to the adjacent test head arranged on the same side of the weld seam 3 or 6 and 1 or 4 run.

Beim weiteren Verschieben erreicht der vordere Rand des Rohres 15 dann die Verbindungslinie 68 zwischen den beiden Längsfehler-Prüfköpfen 2 und 5. Die Schweißnaht 16 wird deshalb von Anfang an von den Längsfehler-Prüfschwingern 66 und 67 der Prüfköpfe 2 und 5 überwacht, welche die Schweißnaht senkrecht zu ihrer Längsausdehnung beschallen.As the movement continues, the front edge of the tube reaches 15 then the connecting line 68 between the two longitudinal flaw probes 2 and 5. The weld seam 16 is therefore controlled by the longitudinal flaw test transducers from the start 66 and 67 of the probes 2 and 5 monitors which the weld is perpendicular to their Sonicate the longitudinal extension.

Am Rohrende übernehmen dann die Querfehler-Prüfköpfe 1 und 6 allein die Querfehlerermittlung, wenn die Prüfköpfe 3 und 4 das Rohr bereits verlassen haben, während die Längsfehler-Prüfköpfe 2 und 5 die Schweißnaht ii8 zum Ende des Rohres auf Längsfehler überprüfen, wenn eine Längsfehlerprüfung mit den Prüfköfen 1, 3, 4 und 6 nicht mehr möglich ist.At the end of the pipe, the transverse fault probes 1 and 6 take over alone the determination of transverse faults when the probes 3 and 4 have already left the pipe have, while the longitudinal flaw probes 2 and 5, the weld seam ii8 to the end of the Check the pipe for longitudinal flaws when performing a longitudinal flaw check with the test heads 1, 3, 4 and 6 is no longer possible.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es ist auch möglich, die Längsfehler-Prüfköpfe in Vorschubrichtung vor den Querfehler-Prüfköpfen anzuordnen, ohne daß hierdurch der ahrien der Erfindung überschritten wird.The invention is not restricted to the exemplary embodiment, but rather it is also possible to place the longitudinal flaw probes in front of the transverse flaw probes in the feed direction to be arranged without thereby exceeding the ahrien of the invention.

Claims

Title: Ultrasonic testing device for non-destructive testing of Weld seam addition to patent.

(Patent application P 27 51 810.1) P a t e n t a n s p r u c h: Ultrasonic testing device for non-destructive testing of weld seams, especially on tubes with straight or helical weld seam with these arranged on both sides of the seam longitudinal flaw test transducers and with double transverse fault test transducers, which are paired on both sides of the Weld are arranged opposite one another in such a way that their sound radiate meet the weld seam in one point, according to patent. . . . . . . . (Pat. P 27 51 810.1) characterized in that the longitudinal fault test transducer (66, 67) in the feed direction (17) of the workpiece to be tested (15) in front of or behind the X-shaped combined transverse fault test transducers (62, 63, 64, 65) are arranged (IL- or XI arrangement).