DE2916938A1

DE2916938A1 - Verfahren und einrichtung zur verminderung von scheinanzeigen bei der us-pruefung in tauchtechnik

Info

Publication number: DE2916938A1
Application number: DE19792916938
Authority: DE
Inventors: Kurt Hannoschoeck; Dieter Ing Grad Kaiser; Karl Ing Grad Ries; Guenther Simoneit
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1979-04-24
Filing date: 1979-04-24
Publication date: 1980-10-30
Also published as: DE2916938B2; DE2916938C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung
von durch Streuung an im Ankopplungsmedium enthaltenen Teilchen entstehenden Scheinanzeigen bei der US-Prüfung mittels Normalprüfköpfen in Tauchtechnik und Schrägeinschallung nach der Impuls-Echo-Methode zur Prüfung von Blechen, Bändern, Stangen und Rohren sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, daß bei der Ultraschallprüfung außer den echten US Anzeigen von Fehlerstellen auch mehr oder weniger starke Störanzeigen auftreten.
Eine der Ursachen für das Auftreten von Störanzeigen ist auf den Effekt der Schall streuung an kleinsten Teilchen zurückzuführen.
In "Werkstoffprüfung mit Ultraschall" von J. und H. Krautkramer, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1975, Seite 103 bis 104 wird mitgeteilt, daß sich die Streuung an Korngrenzen derart auswirken kann, daß eine Prüfung unmöglich wird, wenn die Korngröße einen Wert von 1/10 der Wellenlänge erreicht und der Werkstoff anisotrop ist.
Weiter wird beschrieben, daß durch die Streuung im Material eine Anzahl Echos unterschiedlicher Laufzeiten entstehen können und als Gras auf dem Bildschirm sichtbar werden.
In diesem Gras können US-Anzeigen von echten Fehlern evtl.
untergehen bzw. nicht erkannt werden.
Berichte über die Zusammenhänge von Scheinanzeigen und den an kleinsten Partikelchen im Ankopplungsmedium Wasser durch Streuung hervorgerufene Echos sind bisher nicht bekannt geworden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verminderung von Scheinanzeigen, verursacht durch treueffekte, zu schaffen, um die Fehlererkennbarkeit zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale bzw. die Einrichtung gemäß Anspruch 2.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden ohne elektronischen Aufwand Scheinanzeigen von echten (von Fehler herrührenden) Anzeigen unterschieden. Damit entfällt unnötiger Schleifaufwand am Werkstück, der auf Scheinanzeigen zurückzuführen wäre. Durch den Wegfall der Scheinanzeigen wird die Prüfkapazität erheblich erhöht.
In den beigefügten Zeichnungen sind zur Verdeutlichung der Erfindung Einzelvorgänge schematisch dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 einen Prüfling mit einem angenommenen Fehler Figuren 2 und 3 zeigen,wie sich Schwebeteilchen in Wasser auswirken Figur 4,5 und 6 zeigen die Wirkungsweise der Erfindung In der Darstellung Figur 1 ist der Prüfling 1 mit einem angenommenen Fehler 2 behaftet. Von dem US-Schwinger 3 gelangen die in der Darstellung gezeigten US-Strahlen 8, 9 und 10 auf die Prüflingsoberfläche; ferner sind 4 kleine Partikelchen 4, 5,6 und 7 dargestellt. Wie Figur 2 zeigt, treten neben dem Sendeimpuls 12 zahlreiche Rohrechos 13 bis 21 durch Streuung an den im Wasser schwebenden Partikelchen auf. Bei dieser Darstellung in Figur 2 handelt es sich um eine Momentdarstellung. In Wirklichkeit sind die Echos in ständiger Bewegung. Das Grundrauschen ist mit 22 angegeben.
Figur 3 zeigt auch eine Momentdarstellung des Schirmbildes bei Einschallung in das Wasser entsprechend Figur 2, Jedoch nachdem die Schwebeteilchen zur Ruhe gekommen sind und sich am Boden des Wasserbehälters abgesetzt haben. Außer dem Sendeimpuls 12 und dem Grundrauschen 22 sind nun keine Störechos mehr feststellbar.
Figur 4 zeigt wiederum den Prüfling 1, die Fehler 2 und 11, den US-Schwinger 3, die Partikelchen 4,5,6 und 7 sowie die Schallstrahlen 8,9 und 10; ferner ist hier zusätzlich ein aus schallabsorbierenden Material bestehender Schnorchel 23 dargestellt, der verhindert, daß die durch die Schallstreuung an den Partikelchen 5,6 und 7 hervorgerufenen Echos von dem Schwinger 3 empfangen werden.
Aus dieser Darstellung geht hervor, daß durch die Abschirmung keine Streuung an den Teilchen 5,6 und 7 auftritt.
Am wirkungsvollsten ist die Verbesserung, wenn der Schnorchel mit der Prüflingsoberfläche berührend abschließt.
Figur 5 zeigt ein Schirmbild der in Figur 4 dargestellten Situation ohne den Schnorchel 23. In dieser Darstellung ist das Oberflächenecho mit 24, das zu größten Teil aus der Streustrahlung zusammengesetzte Gras mit 25 und das Echo des Fehlers 11 mit 26 bezeichnet.
Figur 6 zeigt nochmals die Situation der Figur 4, diesmal jedoch mit dem Schnorchel 23.
Bei der heute üblichen Tauchtechnikprüfung werden die US-Strahlen 8,9 und 10 an der Prüflingsoberfläche gemäß der Reflektions- und Berechnungsgesetze reflektiert und gebrochen. Der Einfachheit halber ist bei dem gezeigten Beispiel nur der Verlauf des Zentralstrahles 9 im Prüfling eingezeichnet worden. Nach zweimonatiger Reflektion wird der Strahl am Fehler 2 reflektiert und gelangt auf ungefähr dem gleichen Wege wieder zurück zum US-Schwinger 3.
An dem Partikelchen 4 tritt US-Streuung auf. Ein Teil davon gelangt ebenfalls zurück zum Schwinger 3. Diese Echos stören in der Regel nicht die Prüfung, da sie über vor dem von der Oberfläche erzeugten Oberflächenecho liegen und damit nicht in dem Anzeigenerwartungsbereich, in dem echte Fehleranzeigen erwartet werden. Weitere Ultraschallstreuungen finden jedoch auch an den Partikelchen 5, 6 und 7 nach Reflektion der Schallstrahlen 8, 9 und 10 an der Prüflingsoberfläche statt. Diese von der Streuung herrührenden US-Signale gelangen nun wiederum nach Reflektion an der Oberfläche direkt zurück zu Schwinger 3. Durch diesen Effekt kann das Gras auf dem Bildschirm beträchtlich zunehmen und einzelne Anzeigen sich als Störanzeigen bei der Prüfung auswirken.
Da die Schallgeschwindigkeit im Stahl größer ist als in Wasser, werden die an diesen Partikeln durch Streuung entstehenden Anzeigen später empfangen, so daß sie in vielen Fällen in die Laufzeitbereiche von echten Fehlern fallen.
Wie beispielsweise aus der Darstellung in Figur 6 deutlich hervorgeht, tritt durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Verbesserung durch Verminderung des Grases auf. Das Gras 25 ist wesentlich geringer (entspricht ca. 15 Dezibel) als in Figur 5. Der Fehler 26 hebt sich deutlich vom Gras 25 ab. Leerseite

Claims

"Verfahren und Einrichtung zur Verminderung von Scheinanzeigen bei der US-Prüfung in Tauchtechnik', Patentansprüche 1. Verfahren zur Verminderung von durch Streuung an im Ankopplungsmedium enthaltenen Teilchen entstehenden Scheinanzeigen bei der US-PrUfung mittels Normalprüfköpfen in Tauchtechnik und Schrägeinschallung nach der Impuls-Echo-Methode zur Prüfung von Blechen, Bändern, Stangen und Rohren, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Schwinger derart abgeschirmt ist, daß an der Prüflingsoberfläche reflektierte Impulse nicht zum Schwinger gelangen können.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Schallfeld des Schwingers (3) von diesem bis zur Prüflingsoberfläche von schallabsorbierendem Material (23) umgeben ist.