DE2915852A1 - Bezugskoerper, insbesondere fuer zerstoerungsfreie materialpruefungen durch ultraschall und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Bezugskoerper, insbesondere fuer zerstoerungsfreie materialpruefungen durch ultraschall und verfahren zu seiner herstellung

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DE2915852A1 DE19792915852 DE2915852A DE2915852A1 DE 2915852 A1 DE2915852 A1 DE 2915852A1 DE 19792915852 DE19792915852 DE 19792915852 DE 2915852 A DE2915852 A DE 2915852A DE 2915852 A1 DE2915852 A1 DE 2915852A1
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Description

Bezugskörper, insbesondere für zerstörungsfreie Materialprüfungen durch Ultraschall und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung umfaßt einen Bezugs- bzw. Referenzkörper, der ein oder mehrere, vorzugsweise zylindrische Einsatzteile enthält, die einen bestimmten Materialfehler aufweisen, durch den die Einsatzteile eine mangelnde Kompaktheit bzw. Dichtigkeit aufweisen. Zwischen den Umfangsflächen der Einsatzteile und dem Bezugskörper ist ein enger metallischer Kontakt bzw. eine enge metallische Verbindung. Bei Bezugskörpern aus Siflihl kann die metallische Verbindung zwischen dem Bezugskörper und dem Einsatzteil aus einer Zwischenschicht aus Kupfer in Verbindung mit einer thermischen Behandlung bestehen. Die erfindungsgemäßen Bezugskörper werden für zerstörungsfreie Materialprüfungen, insbesondere durch Ultraschall, verwendet. Die Erfindung umfaßt auch Verfahren zur Herstellung der Bezugs- bzw. Referenzkörper.
Zerstörungsfreie Materialprüfungen mittels Ultraschall sind bekannt. Hierzu gehört der Vergleich zwischen den Meßergebnissen an Probekörpern und denjenigen an Vergleichs- oder Bezugskörpern mit bestimmten bekannten Fehlern bzw. Defekten. Zweck des Vergleiches ist dabei die Eichung des Kontrollgeräts, um die Meßempfindlichkeit definieren und gegebenenfalls die Art und Größe eines im Probestück festgestellten Defektes bestimmen zu können. Sehr hilfreich ist es dabei, wenn der Bezugskörper dem Probekörper weitgehend ähnlich ist, der Bezugskörper aber einen bestimmten Fehler bekannter Art und Größe an einer bestimmten Stelle aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, Bezugskörper anzugeben, die an einer bestimmten Stelle wenigstens einen Fehler bekannter Art und Größe aufweisen und dem Probekörper ausreichend ähnlich sind. Die Art und Größe des Fehlers in dem Bezugskörper, die Lage und die Erstreckung des Fehlers sollen dabei mit großer Genauigkeit wählbar sein.
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Solche erfindungsgemäßen Bezugskörper sind für zerstörungsfreie Materialprüfungen besonders wichtig, so daß die Erfindung für derartige Zwecke hervorragend geeignet ist, ohne hierauf beschränkt zu sein. Es ist selbstverständlich, daß der erfindungsgemäße Bezugskörper und das Verfahren zu seiner Herstellung auch bei anderen Prüfverfahren verwendet werden kann ohne den Sabinen der Erfindung zu sprengen.
Ein Bezugskörper nach der Erfindung, insbesondere für zerstörungsfreie Materialprüfungen durch Ultraschall ist vor allem dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein rotationssymetrisches Einsatzteil, zum Beispiel mit zylindrischer oder kegelförmiger Mantelfläche aufweist, das einen bestimmten Defekt aufweist. Dabei ist das Einsatzteil mit dem Bezugskörper eng verbunden, so daß die Ultraschallwellen sich an den Grenzflächen zwischen dem Bezugskörper und dem Einsatzteil im wesentlichen nicht brechen. Die Erfindung umfaßt aber auch ein Verfahren zur Herstellung solcher Bezugskörper, insbesondere für zerstörungsfreie Materialprüfungen, vorzugsweise für solche Prüfungen mittels Ultraschall. Wesentliche Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, ein Einsatzteil aus Bezugskörpermaterial herzustellen, das hinsichtlich Lage, Art und Größe einen bestimmten Defekt besitzt und eine rotationssymetrxsche Oberfläche aufweist. Außerdem wird in dem Bezugkörper an einer bestimmten Stelle eine der Gestalt des Einsatzteiles angepaßte Ausnehmung hergestellt und das Einsatzteil in die Ausnehmung mehr oder weniger tief eingesetzt, so daß der Fehler des Einsatzteiles in dem ßezugskörper an einer genau vorbestimmten Stelle zu liegen kommt. Vorteilhafterweise wird der Bezugskörper mit dem Einsatzteil einer thermischen Behandlung unterworfen, um im Bereich der Trennflächen zwischen dem Einsatzteil und dem Bezugslörper durch metallische Diffusion eine enge metallische Verbindung (Verschweißung) zu erhalten.
Hierzu können die verschiedensten bekannten metallurgischen Techniken verwendet werden, um eine weitgehend enge Verbindung zwischen dem Einsatzteil und dem Bezugskörper zu erreichen.
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Vorteilhafterweise verden die gegenseitig in Berührung kommenden Flächen am Einsatzteil und in der Ausnehmung des Bezugskörpers einer genauen Oberflächenbehandlung ausgesetzt. Für die Ultraschallmessungen haben sieh bestimmte Verfahrenskriterien für die Herstellung der Bezugskörper als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Hierzu gehört, daß wenigstens der Außenumfang des Einsatzteils oder die Innenfläche der Ausnehmung im Bezugskörper mit einer metallischen Schicht überzogen ist, die die enge Verbindung zwischen dem Einsatzteil und dem Bezugskörper erhöht. Vorteilhafte weise wird für diese Zwischenschicht ein geschmeidiges Metall ausgewählt, das als dünne Schicht in Kontakt mit dem Material des Bezugskörpers gute akustische Übertragungseigenschaften aufweist. Dabei soll das Verhältnis von Energieabfluß zu Energiezufluß der Schaltwellen vorzugsweise größer als 0,9 bzw. der Energieverlust kleiner als 0,1 sein. In der Praxis wird die metallische Zwischenschicht vorzugsweise schon vor der Einführung des Einsatzteiles in die Ausnehmung des Bezugänrpers auf dem ganzen Umfang des Einsatzteiles aufgetragen, und zwar vorzugsweise durch ein herkömmliches Oberflächenschutzverfahren, wie z.B. die elektrolytische Ablagerung oder Aufsprüh- bzw. Aufspritzverfahren.
Bei Bezugskörpern aus Stahl hat sich eine Zwischenschicht aus Kupfer als besonders vorteilhaft erwiesen. Unter Berücksichtigung der dabei üblicherweise benutzten Vibrationsfrequenzen, beträgt die Stärke der Zwischenschicht 1 bis 20OyUm, vorzugsweise 30 bis 6o um. Außer oder anstelle von Kupfer können weitere Metallwerkstoffe, wie z.B. Nickel oder Silber, in Frage kommen, die die erwünschten akustischen Ubertragungseigenschaften von Stdil aufweisen .
Diese enge Verbindung zwischen dem Einsatzteil und dem Bezugskörper kann auch durch Materialspannungen an den Grenzflächen verbessert werden. Hierzu kann das Einsatzteil gegenüber der Ausnehmung im Bezugskörper ein Aufmaß besitzen. Das Einsatzteil wird dann in die Ausnehmung eingebracht, nachdem es vorher entsprechend seinem Aufmaß abgekühlt worden ist und/oder der
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Bezugskörper entsprechend erwärmt worden ist. Bei Einsatzteilen von zum Beispiel 20 bis 50 mm Durchmessern kann das Aufmaß bzw. Übermaß etwa 0,1 % des Durchmessers betragen, wenn die Einsatzteile vor dem Einsetzen in die Bezugskörper in flüssigem Stickstoff zur Abkühlung gebracht worden sind.
Eine weitgehend enge Verbindung zwischen den Flächen des Einsatzteiles und dem Bezugskörper kann weiterhin verbessert werden, wenn die vorstehende Schrumpftechnik mit der Anbringung von metallischen Zwischenschichten kombiniert wird. Nach Temperaturausgleich entsteht in Abhängigkeit von den erzielten Schrumpfspannungen und den Härten der sich gegenseitig berührenden Werkstoffe aufgrund von Mikrofließvorgängen im Bereich der Oberflächenrauheiten und aufgrund von pistischen Deformierungen der metallischen Zwischenschicht eine enge metallische Verbindung zwischen dem Einsatzteil und dem Bezugskörper. Die metallische Verbindung wird um so enger, je sorgfältiger die Oberflächen des Einsatzteiles und die Innenfläche der Ausnehmung im Bezugskörper bearbeitet ist. Zur Verringerung der Oberflächenrauhigkeit können bekannte Fertigungstechniken verwendet werden. So lassen sich Abweichungen von Geradheitsfehlern kleine als 5/^m auf eine Länge von 200 mm halten, und es lassen sich Rauhigkeitswerte von Ra = 0,05 /^m einhalten.
Eine weitere Verbesserung der metallischen Verbindung zwischen Einsatzteil und Bezugskörper kann durch eine thermische Behandlung des Bezugskörpers mit dem eingesetzten Einsatzteil erreicht werden.
Durch hochgradiges Erhitzen kann eine Metalldiffusion im Grenzschichtbereich erreicht werden, wodurch restliche Lücken und Klüfte im Grenzflächenbereich beseitigt werden. Solcheine vorzugsweise unter Vakuum durchgeführte thermische Behandlung verhindert jede Beeinflussung von außen und eliminiert eventuelle Oxydationsspuren. Die Temperatur liegt vorteilhafterweise im Bereich von 70 bis 80 % der Schmelztemperatur des als Zwischenschicht verwendeten Metalls, bei Kupfer etwa 700 bis 900°C, während die Behandlungszeit 1 bis 10 Stunden betragen kann.
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Um die Wirkung der thermischen Diffusionsbehandlung weiter zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, zwischen dem Einsatzteil und dem Bezugskörper ein Zwischenmaterial zu wählen, das hinsichtlich seiner Art und seiner Kristallstruktur für eine Metalldiffusion im Grenzschicht bereich besonders geeignet ist. Hierwaus folgt, daß es vorteilhaft sein kann, bei einem gute mechanische bzw. akustische aber schichte Diffusionseigenschaften aufweisenden Zwischenmetall, wie z.B, Kupfer, bei einem Bezugskörper und einem Einsatzteil jeweils aus Stahl eine weitere dünne Zwischenschicht aus Metall vorzusehen, die gute üiffusionseigenschaften aufweist, jedoch dünn genug gewählt ist, daß hierdurch keine akustischen Übertragungsfehler auftreten. In diesem Sinne kann zum Beispiel auf der Zwischenschicht aus Kupfer eine etwa Λ Mira. starke Nickelschicht vorgesehen sein.
Die Wirksamkeit einer solchen thermischen Behandlung kann andererseits durch eine spezielle Art der Oberflächenbehandlung des Einsatzteiles noch verbessert werden, und zwar z.B. durch eine Kaltverformung, wie das Brünieren (Polierdrücken), weil hierdurch mikroskopische Lücken in der Oberflächenstruktur entstehen, die eine metallische Diffusion bei einer Erwärmung erleichtern.
Die Einsatzteile, die erfindungsgemäß in Ausnehmungen von Bezugs— körpern eingesetzt werden, weisen jeweils mindestens einen bestimmten Defekt bzw. Fehler auf, das heißt, die Einsatzteile besitzen mindestens einen Dichtigkeitsfehler (Riss, Lunker usw.), der auf Ultraschalluntersuchungen in charakteristischer Weise anspricht. Die Einsatzteile können auf verschiedene Weise unter Zuhilfenahme bekannter Techniken hergestellt werden. So kann man Probestücke in kleinen Abmessungen mit Defekten aller Gattungen herstellen. Mit der Erfindung wird aber der Vorteil erzielt, daß diese Probestücke zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Einsatzteils in keiner größenmäßigen Abhängigkeit zum Bezugskörper stehen. Die Gestalt des Probestückes kann vielmehr derart gewählt werden, daß sie der Herstellung eines Defektes besonders angepaßt ist. Anschließend wird dann das Einsatzteil mit dem Defekt aus dem Probestück herausgeschnitten. Auch können die in
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einem Werkstück zufällig auftretenden Defekte in der Gestalt von Probestücken entnommen werden, um aus diesen erfindungsgemäße Einsatztei.1 e herzustellen. In jedem Fall ist es möglich, die Lage des Defektes im Bezugskörper beliebig wählen zu können, insbesondere auch deren Schrägst ellung; wobei entweder die Anordnung des Defektes im Einsatzteil oder die Lage des Einsatzteiles in der Ausnehmung im Bezugskörper ausgewählt bzw. vorbestimmt wird.
Bemerkenswert ist dabei auch die weitere Möglichkeit zum festen Verbinden der Einsatzteile in den Bezugskörpern. Techniken zum festen Einsetzen von metallischen Einsatzteilen in Metallkörpern sind bekannt, um eine enge metallische Verbindung zwischen dem Einsatzteil und dem Körper zu erzielen. Die hierzu erforderlichen Plächenbearbeitungen sind ebenfalls bekannt. So kann man z.B. das Diffusionsschweiß verfahren anwenden, um Körper miteinander zu verbinden.
Zur Herstellung eines Einsatzteiles mit mehreren Defekten lassen sich zwei, einen bestimmten Defekt enthaltene Teile durch Elektronenstrahlen miteinander stumpf verschweißen.
nachfolgend wird die Erfindung lediglich anhand von Ausführungsbeispielen mehr im einzelnen beschrieben, die für Ultraschalluntersuchungen von Schweißnähten vorgesehen sind, wodurch die Erfindung in keiner Weise weder hinsichtlich ihrer Anwendung noch hinsi oh tuch ihrer Aus fülirung beschränkt aufzufassen ist.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bezugskörpers gemäß der Erfindung,
Fig. 2 die Herstellung eines in den Bezugskörper nach Fig.1 einzubringenden Einsatzteiles mit einem bestimmten Defekt und
Fig. 3 die Herstellung eines weiteren, einen bestimmten Defekt enthalcenden Einsatzteiles, das ebenfalls für den Bezugskör-per nach Fig.! bestimmt ist.
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_;··:·- _ , 2915352
Der in Fig.1 dargestellte Bezugskörper besteht aus einem bestimmten Kohlenstoffstahl. Er dient zur Simulierung eines Abschnittes einer relativ großen Schweißnaht, die von Fehlern (Defekten) durchsetzt ist, also nicht dicht ist. Die Prüfung darf nur von der Außenseite aus erfolgen, die durch die Fläche gebildet wird. Zur Prüfung der Schweißnaht kann irgendeine der bekannten Ultraschallwellenprüfverfahren benutzt werden. Durch gestrichelte Linien 3 sind die Grenzen einer gedachten Schweißnaht zur Verbindung zweier Teile k und 5 angedeutet. Der äußere Umriß des Bezugskörpers bzw. seine Größe spielt dabei keine Rolle. Im vorliegenden Beispielfalle handelt es sich um einen quaderförmigen Block mit einer Länge von 1400 mm. Der Querschnitt der angenommenen Schweißnaht beträgt 2JjO χ 200 mm. Im vorliegenden Beispielsfalle wird vorausgesetzt, daß im Bezugskörper drei Defekte vorhanden sind, nämlich der
- Defekt A: ein 10 mm tiefer Riß von 100 mm Länge, der senkrecht zur Untersuchungsfläche liegt und von dieser !? mm weit entfernt ist;
- Defekt B: ein ebener, ellipsenförmiger Fehler mit 25 mm bzw.
15 mm langen Achsen und einer Stärke in der Größenordnung von 10 Ifrrn. Der Abstand des Defektes von der Oberfläche 2 beträgt 16O mm, er ist etwa mittig im Bezugskörper angeordnet und verläuft zur Oberfläche 10° und zur Seitenfläche 80 geneigt;
- Defekt C: ein ebener, rechteckiger Fehler mit 10 χ 30 mm Ab-
• messung und 10 /|m Stärke. Es handelt sich um einen Bindefehler, der 16O mm weit von der Oberfläche entfernt liegt und mittig im Bezugskörper angeordnet ist. Der Fehler ist so orientierts daß seine Ebene und die der gedachten Schweißnaht zusammenfallen bzw. parallel verlaufen.
Die drei Defekte A, B, C sind in drei Einsatzteilen 6, "J, 8 enthalten, die in den Bezugskörper eingesetzt sind. Jedes Einsatzteil ist zylindrisch und ist in eine entsprechende zylindrische Ausnehmung im Bezugskörper eingesetzt.
Die Ausnehmungen stellen Bohrungen in dem blockförmigen Beziugskörper dar. Die für die Einsatzteile 6 und 8 bestimmten Bohrungen verlaufen senkrecht zu den D-eitenflächen, während die für
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das Einsatzteil 7 bestimmte Bohrung schräg verläuft, und zwar
je nach der für den Defekt β gewünschten Schräglage. Die Lage
des Defektes C ergibt sich aus der Lage des Einsatzteiles 8 in seiner Bohrung.
Die Bedingungen zur Fertigung des Bezugskörpers können folgendermaßen lauten:
- Durchlochen und Aufbohrung auf 31,5 mm Durchmesser mit einem Fehler kleiner als 5 JMo. auf die ganze Bohrlochlänge bezogen.
Die oberflächliche Rauhigkeit R der Bohrlochwandung soll
ca. 1 JUfSL betragen.
- Polierdrücken der Bohrlochwandung (Brünieren): Dieser Arbeitsgang erfolgt auf einer Drehbank mittels eines in die Bohrung drehend eingeführten und kegelförmige Rollen tragenden Werkzeuges. Das Werkzeug soll so geführt werden, daß damit eine
oberfläche Kaltverformung mit einer Rauhigkeit Ka<TO,1 J£m.
erzielt werden kann.
Jedes Einsatzteil ist aus einen den entsprechenden Defekt enthaltenden Block herausgearbeitet und als Zylinder stück auf 32 mm Durchmesser abgedreht.
Um den Defekt A zu erzeugen, kann man einen mit einer Kerbe
versehenen Stab einer Dauerschwingung unterziehen. Die Schwingung wird durchgeführt bis der von der Kerbe ausgehende Riß die erwünschte Tiefe, z.B. 10 mm, erreicht hat. Aus diesem Stab wird ein blockartiger Probekörper mit einem Riß herausgeschnitten,
der sich über die Länge des Probekörpers erstreckt. Der Anschnitt wird beidendig mit zwei Blöcken aus dem gleichen Material durch Elektronenstrahlverfahren stumpfverschweißt, so daß der Probekörper auf die spätere Einsatzlänge des aus dem Probekörper
herzustellenden Einsatzteiles verlängert ist. Der so hergestellte verlängerte Probekörper wird unter oxydierender Atmosphäre einer thermischen Behandlung unterworfen, und zwar 1 Stunde lang bei ca. 85O°C. Zweck dieser Behandlung ist es, eine Verbindung der beiden Flanken des Risses zu vermeiden, indem die Rißoberflächen zur Oxidation gebracht werden. Durch die Wärmebehandlung werden außerdem die im Elektronenstrahlverfahren verschweißten Zonen homogenisiert.
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Die V-förmige Einkerbung in dem Probekörper, von der der Riß 13 (Fig. 2) ausgeht, wird nach der Rißherstellung auf einem rechteckigen Querschnitt aufgefräst, der in Fig.2 mit 11 bezeichnet ist. Anschließend wird die erweiterte Einkerbung mit Schweißgut 12 aufgefüllt. Der Riss selbst ist in Fig.2 mit 13 bezeichnet Zum Schluß wird der Probekörper zu einem gestrichelt angedeuteten Einsatzteil 1U abgedreht. Die ebenen Defekte B und C sind in der gestrichelt angedeuteten Trennfläche 19 zweier durch Diffusionsverfahren aneinandergeschweißter Probeteilkörper 15a, ]r^b (Fig.3 hergestellt, von denen mindestens einer einen Defekt aufweist. Der Defekt B läßt sich durch ein 10 u/m. tiefes chemisches Beizen in einer Ellipsenform gewünschter Abmessung herstellen .
Der Defekt C wird durch ein Elektroerosionsverfahren im Bereich einer rechteckigen Zone hergestellt und zwar in einer Tiefe von 10 bis 2oi<m. Die Oberflächenrauhigkeit R1 beträgt etwa 20yl£m. Die beiden aneinandergeschweißten Probeteilkörper 15a, 15b bilden den in Fig.3 mit 1 Jj bezeichneten Probekörper, der den Defekt 16 trägt.
Um die Gesamtlänge des späteren Einsatzteiles zu erhalten, werden an den Probekörper 15 zwei blockartige Abschnitte 17 und 1ö mit der gleichen Stahlqualität wie der Probekörper im Elekt'ronenstrahiverfahren "beidseitig stumpf angeschweißt. Nach einer thermischen Behandlung durch Erhitzung des beidseitig verlängerten Probekörpers auf 85ΰ während einer Stunde wird, entsprechend wie in Fig.2 angedeutet, aus dem Probenkörper ein Einsatzteil hergestell-t.
Jeder Einsatzteil wird einer Reihe von Behandlungen unterworfen, bevor er in einen Bezugskörper eingesetzt wird. Zunächst wird er mit einer Oberflächenrauhigkeit von R = 0,2 ^m auf einen Durchmesser von 31,*)ö abgeschliffen. Dann wird auf die Oberfläche in einem elektrolytischen Bad eine Kupierschicht von lOOyUtn aufgetragen. Das Sollmaß des Einsatzteiles ist mit Rücksieht auf dii' erwünschten Spannkräfte, denen es in einer Bohrung im Be- -'.u=;-:?teil ausgesetzt Ls;.. und -iem Istmaß dar Bohrung mit plus -
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mines JUL m-Toleran/ gewählt. Das l·) i .ujjat ζ Leil ial dabei mit einem Fehler ^ 2 //,in bezogen auf eine Länge von 200 mm geschliffen. Die Rauhigkeit R ist <0,1 Λ£ΐη. Das Einsatzteil wird bei einem möglichst großen Temperaturunterschied zwischen ihm und dem Bezugskörper in die Bohrung des Bezugskörpers eingeführt, damit möglichst hohe Sehrumpfkräfte auf die Trennflächen zwischen dem Einsatzteil und dem Bezugsteil zur Wirkung kommen.
Die letzten Vorbereitungen vor der Einführung des Einsatzteiles in eine Bohrung im Bezugskörper sind die folgenden:
- Beizen des Einsatzbeiles: Das Einsatzteil wird gebeizt, um seine Oberfläche zu entfetten. Die Beizung erfolgt auf" alektrolytischem Wege mittels eines alkalischen Bades, wobei das Einsatzteil fünf Minuten lang in dem Bad an positiver Spannung liegt;
- Beschichtung: Gegebenenfalls wird auf die Zwi schensiiicht aus Kupfer eine dünne Wickelschicht von ungefähr 1yl£m Stärke elektrolytisch aufgetragen;
- Temperatureinstellung: Das Einsatzteil wird getrocknet und anschließend in flüssigen Stickstoff eingetaucht,bis es eine Temperatur von -1Q6°C angenommen hat;
- Beizen der Bohrung: Das Bezugsteil wird unter Einwirkung einer 25 kliz Ultraschallvibration in einem Trichlorbad gereinigt;
-. Temperatureinstellung; Das Reinigungsbad für das Bezugsteil weist eine solche Temperatur auf, daß das Bezugsteil auf 40 C bis' 500C gebracht wird und damit für den letzten Arbeitsgang zum Einsetzen der Einsatzteile vorbereitet ist.
Aufgrund der vorstehenden Behandlung lassen sich die Einsatzteile ohne weiteres in die entsprechenden Bohrungen des Bezugsteiles einsetzen. Dabei können die Fehler der Einsatzteile durch Verdrehen und/oder Verschieben der Einsatzteile in den Bohrungen in die gewünschte Lage gebracht werden.
Dieser Einsetzvorgang muß in sehr kurzer Zeit, das heißt in wenigen Sekunden üeil dem Herausnehmen eines Einsatzteiles aus dem Stickstoffbad abgeschlossen sein.
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Anschließend wird der Bezugskörper mit dem Einsatzteil exner thermischen Behandlung unterworfen, die unter Vakuum bei 750 C 10 Stunden lang durchgeführt wird.
Dank dar besonderen Behandlung der Teile und der Auswahl der Werkstoffe wird an den Grenzflächen zwischen dem Einsatzteil und der Wandung der Bohrung im Bezugskörper eine weitgehend enge metallische Verbindung erzielt, die so gut ist, daß die Grenzflächen praktisch keinen Einfluß auf die Ultraschalluntersuchung ausüben.
Es ist klar, daß der beschriebene und dargestellte Bezugskörper die Erfindung keiner Weisubeychränkt. Vielmehr umfaßt die Erfindung alle denkbaren Varianten des Bezugskörpers einschließlich der Verfahren zu seiner Herstellung.
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Claims (1)

  1. FRAMATOME,S.A. und
    CENTRE TECHNIQUE DES INDUSTRIES MECANIQUES
    Ansprüche
    1. Bezugskörper, insbesondere für zerstörungsfreie Untersuchungen mittels Ultraschall, dadurch gekennzeichnet, daß ey mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme eines rotationssymmetrischen Einsatzteiles (6,7,8) aufweist, das wenigstens einen bestimmten Fehler (A,B,C) enthält und das mit seiner Umfangsfläche derart eng an die Ausnehmung anschließt, daß die Grenzflächen zwischen dem Einsatzteil und der Ausnehmung ohne Einfluß auf die Untersuchungen sind.
    2. Bezugskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einsatzteil und der Wandung der Ausnehmung eine Zwischenschicht aus einem relativ weichen, günstige Ultrasehallwellenübertragungseigensehaften aufweisenden Metall oder Metallegierung besteht.
    3. Bezugskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht, aus Kupfer besteht 5 die bei einem Einsatzteil aus Stahl eine Stärke von 1 bis 200 ifcn. aufweist.
    k. Bezugskörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zwischenschicht auf dem Einsatzteil eine weitere Metallschicht (z.B. aus Nickel) aufdiffundiert ist, die bei einer thermischen Behandlung des Bezugskörpers mit dem eingesetzten Einsatzteil die metallische Diffusion in dem Grenzflächenbereich zwischen dem Einsatzteil und der Wandung der zugehörigen Ausnehmung des Bezugskörpers begünstigt.
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    5· Bezugskörper nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil eine zylindrische oder konische Gestalt aufweist.
    6. Verfahren zur Herstellung eines Bezugsteiles nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Einsatzteil mit mindestens einem bestimmten Fehler hergestellt wird, daß in dem Bezugskörper eine Ausnehmung zur Aufnahme des Einsatzteiles hergestellt wird und daß vor dem Einsetzen des Einsatzteiles in die Ausnehmung des Bezugskörpers die Oberflächen der Ausnehmung und des Einsatzteiles zum gegenseitig dichten Anschluß einer Behandlung ausgesetzt werden.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einsetzen des Einsatzteiles auf seine Anschlußflächen und/ oder auf die Anschlußflächen der Ausnehmung, vorzugsweise auf das Einsatzteil, eine Zwischenschicht, z.B. aus Kupfer, aufgebracht wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Einsatzteiles gleich oder größer, vorzugsweise etwas größer als der Durchmesser der zylindrischen Ausnehmung in dem Bezugskörper ist, und daß der Einsatz des Einsatz-fceiles in die Ausnehmung nach seiner thermischen Schrumpfung und/oder nach der thermischen Ausdehnung des Bezugskörpers möglich ist.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis Ö, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einsetzen des Einsatzteiles in eine Ausnehmung des Bezugskörpers der Bezugskörper mit dem Einsatzteil zur Metalldiffusion an den Grenzflächen von Einsatzteil und Bezugskörper einer gemeinsamen Wärmebehandlung unterworden werden.
    10. Verfahren nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß auf die metallische Zwischenschicht
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    vorzugsweise aus Kupfer, eine leicht diffundierende Metallschicht,-vor zugsweise aus Nickel, aufgebracht wird.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Fehler in einem ein- oder mehrteiligen metallischen Probestück hergestellt wird, daß das Probestück zu seiner Verlängerung mit wenigstens einem weiteren gleichartigen Metallkörper stumpfgeschweißt wird, und daß aus dem derart verlängerten Probestück ein rotationssymmetrisches (zylindrisches) Einsatzteil gefertigt wird, das den Fehler enthält.
    12. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bezugskörper ein oder mehrere Ausnehmungen zur Aufnahme von Einsatzteilen vorgesehen werden, die jeweils wenigstens einen bestimmten Fehler aufweisen, wobei die Achsen der Ausnehmungen zu der äußeren Ultraschaxluntersuchungsfiäche parallel verlaufen.
    Beschreibung
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DE2915852A 1978-04-19 1979-04-19 Bezugskörper für zerstörungsfreie Untersuchungen mittels Ultraschall Expired DE2915852C2 (de)

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