DE2939132C2

DE2939132C2 - Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren und Stangen mittels Ultraschall

Info

Publication number: DE2939132C2
Application number: DE2939132A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing.(grad.) 6054 Rodgau Finger; Walter Ing.(grad.) 8755 Alzenau Sternberg; Rolf Ing.(grad.) 6450 Hanau Zak
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1985-01-24
Also published as: IT1129277B; SE8006757L; CA1156752A; JPS5657952A; SE449268B; FR2466772A1; FR2466772B1; IT8068495A0; BR8006148A; DE2939132A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Prüflingen wie Rohren oder Stangen mittels Ultraschall, in dem die Prüflinge an zur Fehlerprüfung und Dimensionsbestimmung verwendeten Prüfköpfen einer Prüfstrecke sowie an diesen Prüf- £$ köpfen zugeordneten Prüflingsanfang und -ende erken-

;■ J nenden Detektoren vorbeigeführt werden und in dem

φ:: die von diesen Detektoren erzeugten Signale zur Unter-

Si* drückung der von Prüflingsanfang und -ende in der

Ϊ'; Prüfstrecke erzeugten störenden Signale weiterverar-

i-S beitet werden.

'i(i Bei der zerstörungsfreien Prüfung von Rohren und

,';': Stangen mittels Ultraschall ist oft eine Prüfung über

praktisch die volle Länge erforderlich. Vor allem bei ': nicht mehr in der Länge nachbearbeitbaren Rohren,

;j zum Beispiel bei Brennelementhüllrohren für Kernreaktoren, ist nur ein möglichst minimaler ungeprüfter Bereich an den Rohrenden zulässig.

: Zur Qualitätssicherung im Endenbereich sind im we-

;'■■' sentlichen zwei Verfahren bekannt. So werden einmal

die bei der Prüfung anfallenden Meßwerte aufgezeichnet und manuell ausgewertet. Im Bereich der Rohr- und Stangenenden ist dabei eine objektive Beurteilung der Meßwerte meist nicht möglich, da die Unterscheidung ':,{. /wischen Fehlcrsignal und einem durch die Enden hcr-

■ vorgerufenen Signale teilweise unmöglich ist. Das Verfahren wird durch subjektiv bedingte Ungenauigkeit : der Auswertung und hohe Personalkosten gekennzeich

net

Bei der sogenannten vorschubsynchronen Endenerkennung wird die jeweilige Position der Prüflinge in der Prüfanlage bestimmt durch Schaltorgane zur Endenerkennung in Verbindung mit einem vorschubsynchronen Taktsignal und der zugeordneten Elektronik. Zur Endenerkennung dienen Detektoren wie zum Beispiel Näherungsschalter oder Lichtschranken. Das Taktsignal kann erzeugt werden durch Impulsgeber im Antriebssystern oder durch Laufrollen mit gekoppeltem Impulsgeber, wobei die Laufrollen auf den Prüfling aufgesetzt sind. Nachteilig hierbei sind verschiedene Schaltabstände der Detektoren, Schlupf zwischen Antriebseinheit und Prüfling. Durch große Abstände zwischen der Position der Prüflingsendenerkennung und den Prüfkopfpositionen können sich Fehler unzulässiger Größe addieren. Die Verwendung zum Beispiel von Lichtleitern oder Lichtschranken läßt zwar eine Anordnung in unmittelbarer Nähe der Prüfkopfposition zu, ist jedoch nur bei Prüfverfahren mit stationären Prüfköpfen einsetzbar. Überdies können Verschlußstopfen, die häufig beim Prüfvorgang an den Rohrenden angebracht sind, die Endenerkennung verfälschen. Trotz optimaler Auslegung dieser Anordnung verbleibt bei Rohren mit Wanddicken kleiner als 1,5 mm immer noch eine ungeprüfte Länge an den EnJen bis zu je 10 mm.

Ferner gibt es Ultraschall-Grobblech-Prüfanlagen, bei denen die die Blechflächen überprüfenden Prüfköpfe oszillierend auf diesen bewegt werden, wohingegen die seitlichen Ränder durch stationär angeordnete Prüfköpfe bewertet werden. Eine Erfassung der stirnseitigen Endbereiche der Bleche ist nicht möglich. Ferner zeigt eine entsprechende Aniage den Nachteil, daß durch das Aufsetzen der Prüfköpfe auf die Grobblechoberfläche die Gefahr erwächst, die die Prüfköpfe durch Unebenheiten wie Grate zu zerstören.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so 'i'szubilden, daß die zu überprüfenden Prüflinge über ihre volle Länge geprüft werden, also hinreichende Aussagen über Prüflingsanfang und -ende gewonnen werden können, so daß die Größe der ungeprüften Prüflingsbereiche vernachiässigbar sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Detektoren punktfokussierend arbeitende Dimensionsprüfköpfe verwendet werden, daß zur Berücksichtigung der Schallfeldbreiten der zur Fehlerprüfung und Dimensionsbestimmung vorgesehenen Prüfköpfe üie Auswertung der von diesen Prüfköpfen jeweils erzeugten Signale dann beginnt, wenn der Prüflingsanfang die in Prüflingsvorschubrichtung relativ zu dem jeweiligen Prüfkopf gesehen, vom Prüflingsanfang abgewandte hintere Flanke des Schallfeldes passiert hat und dann endet, wenn das Prüflingsende die andere (vordere) Flanke des Schallfelds passiert hat, wobei die Abstände des Prüflingsanfangs bzw. -endes relativ zu den Schallfeldflanken durch eine Prüfobjekt-Vorschubzählung erfaßt wird.

In Ausgestaltung der Erfindung werden die Abstände zwischen den punktfokussierend arbeitenden Dimensionsprüfköpfen und den zur Fehlerprüfung und Dimensionsbestimmung verwendeten Prüfköpfen sowie die Schallfcldbreitcn automatisch mit Hilfe eines mit definierten Markierungen versehenen Testprüflings beil'; stimmt.

Durch die erfindungsgemäße Lehre ist eindeutig sichergestellt, daß die von den Fehler und Dimensionen bestimmenden Prüfköpfen empfangenen Signale nur

dann einer Auswertung zugeführt werden, wenn deren jeweiliges Schallfeld den Prüfling vollständig beaurschlagt Durch die punktfokussierend arbeitenden Dimensionsprüfköpfe als Detektoren ist des weiteren sichergestellt, daß der genaue Abstand zwischen diesen und den übrigen Prüfköpfen und die Bestimmung von deren Schallfeldbreiten überaus genau erfolgen kann, so daß Verluste, dis zu fehlenden auswertbaren Signalen in den Endbereichen des Prüflings führen würden, minimalisiert werden.

Die Erfindung wird anhand der in den A b b. I und II beispielhaft dargestellten Ausführungsformen näher erläutert

Zur Erkennung von Enden 2,11 eines Prüflings wird ein Dimensionsprüfkopf 1 verwendet. Dieser Prüfkopf 1 ist punktfokussierend mit einem Fokus-Durchmesser von beispielsweise weniger als 0,6 mm. Gelangt der Prüflingsanfang 2 in die Dimensionsprüfebene 3, so werden Meßwerte abgegeben, die aber nur dann zur Auslösung der Endenverfolgung führen, wenn eine vorher gewählte Anzahl aufeinanderfolgender Meß-verte gültig ist. Durch geeignete Mittel 4, wie zum Beispiel einem Laufrad erzeugte, vorschubsynchrone Taktimpulse 5, dem bekannten Abstand 6 zwischen dem Dirnensionsprüfkopf 1 zum nächsten Prüfkopf 7 und der vorher gemessenen Breite des Schallfeldes 8 des beispielsweise linienfokussierten Prüfkopfes 7 zur Bestimmung von Fehlern wird erreicht, daß die Freigabe der Prüfergebnisse dieses Prüfkopfes 7 genau dann erfolgt wenn der Prüflingsanfang 2 die Flanke 9 des Schallfeldes 8 passiert hat

Gelangt nach dem Prüflingsdurchlauf das Ende 11 gemäß Abb.II in die Dimensionsprüfebene 3 des Dimensionsprüfkopfes 1, so werden ungültige Meßwerte abgegeben, die zur Auslösung der Endenverfolgung führen. Mit Hilfe der vorschubsynchronen Taktimpulse 5 eines Gebers 14, dem bekannten Abstand 6 des Dimensionsprüfkopfes 1 zum nächsten Prüfkopf 7 und der gemessenen Breite des Schallfeldes 8 wird erreicht, daß die Sperre der Prüfergebnisse dieses Prüfkopfes 7 dann erfolgt, wenn das Prüflingsende 11 die Flanke 12 des Schallfeldes 8 erreicht.

Durch den geringen Abstand 6 der Prüfköpfe 1,7 und eine zweckmäßigerweise hohe Taktfolge pro Längeneinheit wird der absolute Fehler verringert, so daß die ungeprüfte Zone 10 am Prüflingsanfang 2 bzw. die ungeprüfte Zone 13 am Prüflingsende 11 nur sehr minimal ist. Wird mit mehreren Prüfköpfen 7 gearbeitet, so müssen auch die Abstände zwischen dem Dimensionsprüfkopf 1 und den übrigen Prüfköpfen und die entsprechenden Fokusbreiten für die Auswertung miterfaßt werden.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur bei stationären Ultraschall-i/Tauchtechnik-JAnlagen, sondem auch bei Anlagen mit rotierenden Köpfen (Rotationsanlagen) einsetzbar, desgleichen auch bei elektromagnetischen Prüf methoden.

Die Eingabe der erforderlichen Abstands- und Schallfelddaten mit Hilfe der Taktung in den Rechner erfolgt über ein Testrohr mit definierten Markierungen, beispieisweise mit Bohrungen. Vorteilhafterweise werden für die Auswertung die Abstände zwischen dem Dimensionsprüfkopf 1 und den Prüfköpfen 7 und die Fokusbreiten 8 automatisch mit Hilfe eines Testprüflings mit definierten Markierungen bestimmt. 6b

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur zerstörungsfreisn Prüfung von Prüflingen wie Rohren oder Stangen mittels Ultraschall, in dem die Prüflinge an zur Fehlerprüfung und Dimensionsbestimmung verwendeten Prüfköpfen einer Prüfstrecke sowie an diesen Prüfköpfen zugeordneten Prüflingsanfang und -ende erkennenden Detektoren vorbeigeführt werden und in dem die von diesen Detektoren erzeugten Signale zur Unterdrückung der von Prüflingsanfang bzw. -ende in der Prüfstrecke erzeugten störenden Signale weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektoren punktfokussierend arbeitende Dimensionsprüfköpfe verwendet werden, daß zur Berücksichtigung der Schallfeldbreiten der zur Fehlerprüfung und Dimensionsbestimmung vorgesehenen Prüfköp.fe die Auswertung der von diesen Prüfköpfen jeweiii erzeugten Signale dann beginnt, wenn der Prüflingsanfang die in Prüflingsvorschubrichtung relativ zu dem jeweiligen Prüfkopf gesehen, vom Prüflingsanfang abgewandte hintere Flanke des Schallfeldes passiert hat und dann endet, wenn das Prüflingsende die andere (vordere) Flanke des Schallfelds passiert hat, wobei die Abstände des Prüflingsanfangs bzw. -endes relativ zu den Schallfeldflanken durch eine Prüfobjekt-Vorschubzähiung erfaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den punktfokussierend arbeitenden Oimensionsprüfköpfen und den zur Fehlerprüfung unu Dimensionsbestimmung verwendeten Prüfköpfen sowie dit Schallfeldbreiten automatisch mit Hilfe eines mit definierten Markierungen versehenen Testprüflings bestimmt werden.