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Vorrichtung für die automatische Ultraschall-Prüfung
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von Stangen und Rohren im Tauchtechnik-Verfahren.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die automatische Ultraschall-Prüfung
von Stangen und Rohren verschiedener Profile (z.B. Rund-, Vierkant-, Sechskant-Profile
usw.) im Tauchtechnik-Verfahren mit verschiedenartigen Prüfköpfen zum Nachweis von
Innenfehlern oder Oberflächenfehlern. Beim Arbeiten mit solchen Vorrichtungen können
die Prüflinge entweder mit reiner Längsbewegung oder mit schraubenlinienartiger
Bewegung durch das Prüfkopfsystem transportiert werden, oder es kann das Prüfkopfsystem
mit reiner Längsbewegung am nicht bewegten oder am rotierenden Prüfling entlang
geführt werden.
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Zum Ankoppeln des Ultraschalles an den Prüfling dient Koppelmittel,
in welches bei der Prüfung sowohl Prüfkopf als auch Prüfling einzutauchen hat. Dies
geschieht bei den bekannten Vorrichtungen in einer mit Koppelmittel gefüllten Kammer,
die im Ein- Und Auslaß für den Prüfling abgedichtet ist. Beim Eintauchen des Prüflings
in die Kammer wird die Dichtung geöffnet, so daß der Prüfling in das Koppelmittel
eintritt und dabei an den Prüfköpfen vorbei in den Auslaß gelangt, an dem ebenfalls
eine Dichtung geöffnet wird.
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Bei den bekannten Vorrichtungen mit einseitig angeordneten Prüfköpfen
befinden sich die Prüfköpfe in einer nur so weit mit Koppelmittel gefüllten Kammer,
daß der Prüfling beim Einlauf nur in den Bereichen benetzt wird, in denen der Schall
angekoppelt werden soll.
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Den bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß der Prüfling bereits
vor Erreichen der Prüfkopfposition in das Koppelmittel eintaucht. Bei hohlen Profilen
(Rohren) hat das zur Folge, daß das Koppelmittel in das Innere des Prüflings eindringt,
so daß bei der Ultraschall-Prüfung Störanzeigen entstehen können..Hiergegen ist
nur dadurch Abhilfe zu schaffen. daß die Prüflingsenden vorher abgedichtet werden
oder daß bei partieller Ankopplung die Anstellung der Vorrichtung erst dann möglich
ist, wenn
der Prüfling das System passiert hat, was zu großen ungeprüften
Enden führt.
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Ein weiterer Nachteil, vor allem bei Vollprofilen (Stangen) und gedichteten
Hohlprofilen besteht darin, daß sich beim Einlaufen mit hoher Geschwindigkeit, die
normalerweise zwischen 0,5 und 5 m/s liegt, vor der Stirnseite des Prüflings ein
Luftpolster aufbaut, das in das Koppelmittel hineingeschoben wird und zu einer starken
Luftverwirbelung innerhalb des Koppelmittels führt, so daß die Prüfung bis zur restlosen
Entgasung durch Aufsteigen der Luftblasen gestört ist. Dabei bleibt praktisch ein
großer Bereich des Prüflings ungeprüft.
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Mit der Erfindung ist die Aufgabe gelöst worden, eine Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher eine für die Ultraschall-Ankopplung
ausreichende Benetzung des Prüflings mit Koppelmittel möglich ist, ohne daß die
vorstehend geschilderten Nachteile auftreten.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Raum für den Durchlauf des Prüflings durch die Vorrichtung von der mindestens
einen Prüfkopf enthaltenden Koppelmittelkammer flüssigkeitsdicht abtrennbar ist
mittels mindestens einer Dichtungseinrichtung, die mittels einer von der @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@l
einrichtung aus einem die Koppelmittelkammer flüssigkeitsdicht
vom
Prüflingsdurchlaufraum abtrennenden Schließzustand in ihren einen Durchlaßspalt
zwischen dem Koppelmittëlråum und dem Prüflingsdurchlaufraum freigebenden Offenzustand
verstellbar ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. es zeigen: Fig. 1: eine Vorrichtung
mit mehreren Prüfköpfen, deren Schwinger sowohl als Sender als auch als Empfänger
arbeiten und Fig. 2: eine Vorrichtung mit mehreren Prüfköpfen, deren Schwinger entweder
nur als Sender oder nur als Empfänger arbeiten.
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Die in den Zeichnungen im Schnitt schematisch wiedergegebenen Vorrichtungen
weisen ein Gehäuse 1 auf, in welches Koppelmittel eingefüllt ist und das somit eine
Kop-' pelmittelkammer K bildet. An den beiden Stirnwandungen des Gehäuses 1 befinden
sich koaxiale Bohrungen 2 und 3, welche als Prüflingseinlaß und -auslaß einen mittig
durch
das Gehäuse l hindurchgehenden Durchlaufraum D für den Prüfling
4 festlegen.
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Im Inneren des Gehäuses 1 ist an einer Stirnwandung desselben, konzentrisch
zur Durchlaufbahn D, eine Prüfkopf-Führungseinrichtung 5 befestiqt und qeführt.
An dieser Führungseinrichtung 5 sind innerhalb des Koppelmittels mehrere Prüfköpfe
6a bzw. 6b befestigt, die je nach Prüfungsaufgabe entweder in radialer Richtung
oder unter einem definierten Winkel in seitlicher oder axialer Richtung zur Prüflingsoberfläche
ausgerichtet sind.
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Bei der Ausführungsform, nach Fig. 1 sind die Prüfköpfe 6a mit Schwingern
ausgerüstet. die sowohl als Sender als auch als Empfänger wirken, während die Prüfköpfe
6b der Ausführungsform nach Fig. 2 mit getrennten Sender- und Empfängerschwingern
ausgestattet sind. Zwischen den als Sender und den als Empfänger arbeitenden Prüfköpfen
6b (Fig. 2) ist eine als Lochblende ausgeführte Trennwand 7 angeordnet,die an mit
der Prüfkopf-Führungseinrichtung 5 verbundenen Haltearmen 8 befestiqt ist und eine
zentrale Durchbohrung für den Durchlaß des Prüflinqs 4 aufweist.
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In die Einlaß- und Auslaß-Bohrunqen 2 und 3 sind Haltebuchsen 9 bzw.
10 eingesetzt, die in Prii'flingsdurchlaufrieh tung axial verschiebbar sind. Die
in der Bohrung 2 gelagerte Buchse 9 raqt mit ihrem axialen, zylindrischen Führungsteil
9a ein Stück ins Innen der Koppelmittelkammer K hinein, während die in der Bohrung
3 gelagerte Buchse 10
mit ihrem wesentlich längeren axialen, zylindrischen
Führungsteil 10a bis zum Ende der Prüfkopf-Führunqseinrichtung 5 in'das Innere der
Kammer K hineinragt. An der Innenseite der Führungsteile 9a und 10a ist je eine
zylindrische, zum Durchlaufraum D koaxiale Dichtungseinrichtung 11 befestigt. Die
beiden Dichtungseinrichtungen 11 haben gleiche Länge und gleichen Durchmesser und
sind so bemessen und angeordnet, daß sie in ihrer in den Fig. 1 und 2 gezeigten
Schließstellung mit ihren Stirnenden dichtend entweder - bei der Ausführunqsform
nach Fiq. 1 - aneinander oder - bei der Ausführungsform nach Fig. 2 - an der Abschirm-Trennwandung
7 zur Anlage kommen, auf diese Weise in der Schließstellunq die Koppelmittelkammer
K Flüssiqkeitsdicht gegen den Prüflinqsdurchlaufraum D abdichtend. Die Dichtungsfuge
zwischen den beiden Dichtungsein richtungen 11 bzw. zwischen diesen und der Abschirm-Trennwandung
7 befindet sich dabei in einer zu den Prüfköpfen 6a bzw. 6b mittigen Radial-Ebene
zum Prüflingsdurchlaufraum K innerhalb des Weges der Ultraschall-Strahlung von den
Prüfköpfen 6a bzw. 6b zum Prüfling 4.
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Die axiale Verschiebung der Buchsen 9 und 10 und damit der Dichtungen
11 erfolgt mittels am Gehäuse 1 befestig~ ter Stelleinrichtungn 12 über sich an
der Außenseite des Gehäuses 1 in radialer Richtung erstreckende Stell-Arme 13.
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Die Stelleinrichtunqen 12 können auf pnedmatischem, hydraulischem,
elekçromechanischem Weq oder in anderer qeeigneter Art wirken.
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Bei den dargestellten Ausführungsformen sind beide Dichtungseinrichtungen
11 verschiebbar angeordnet und zwar in gegenläufigem axialem Sinn. Beim Auseinander-Bewegen
der Dichtungseinrichtungen 11 öffnet sich im Bereich des Ultraschall-Strahlenweges
zwischen Prüfkopf 6a bzw 6b und Prüfling 4 ein Ringspalt. welcher das Koppelmittel
aus der Koppelmittelkammer K in den Prüflingsdurchlaufraum D und damit auf den Prüfling
4 strömen läßt.
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Bei Beginn eines Prüf-Durchlaufes eines Prüflings 4 durch die Vorrichtung
nach Fiq. 1 oder 2 sind bzw. werden die Dichtungseinrichtungen mittels der Stelleinrichtungen
12 in Schließstllunq gebracht, so daß der Prüflingsdurchlaufraum D frei von Koppelmittel
ist bzw. wird. Demzufolge gelanqt der in die Priifvorrichtung einlaufende Prüfling
4 zunächst ohne Eintauchen in Koppelmittel in den Bereich der Ultraschall-Strahlen,
während die Prüfköpfe 6a bzw. 6b sich im Koppelmittel befinden. Sobald der Prüflingsanfang
die Ultraschallköpfe 6a bzw. 6b passiert hat, wird die zylinderförmiq um den Prüfling
4 herum abgedichtete Koppelmittelkammer durch Verschieben der Dichttungseinrichtungen
11 um einem definierten Hub in axialer Richtung unter Freigabe eines Rinqspaltes
stoßartig geöffnet, so daß unmittelbar nach Öffnen des Spaltes die Prüflingsoberfläche
benetzt wird, nachdem die Prüflings-Stirnfläche bereits den Spalt passiert hat.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird verhindert, das Koppelmittel in das Innere
von
Hohlprofilen eindrinqt und daß bei Vollprofilen das Luftpolster vor der Stirnseite
des Prüflings 4 verwirbelt wird, so daß die ungestörte Prüfung bereits unmittelbar
hinter dem Prüflingsanfang beginnen kann, sobald durch Freigabe des Ringspaltes
für die zur Prüfung erforderliche Ankopplung des Ultraschalles an die Prüflingsoberfläche
gesorgt ist.
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Bei Anordnung mehrerer Prüfköpfe um den Prüfling 4 herum reicht es
nicht mehr aus, das Koppelmittel von oben in die Koppelmittelkammer K einzuführen,
weil sich dann Luftblasen unter den von oben angeordneten Prüfköpfen ansammeln könnten.
Für diesen Fall sind die Dichtungseinrichtunqen 11 mit Drallnuten 14 ausgerüstet,
durch die das Koppelmittel in die Koppelmittelkammer K eingeführt werden kann. Das
durch die Drallnuten 14 um die Systemachse kreisend zugeführte Koppelmittel spült
die Luftblasen von den Prüfköpfen weg.
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Das Umrüsten der Prüfvorrichtung auf unterschiedliche Prüflingsabmessungen
erfolgt in der Weise, daß entweder die Prüfköpfe in der Prüfkopf-Führungseinrichtung
5 verstellt werden oder die komplette Prüfkopf-Führungseinrichtung 5 ausgewechselt
wird. WEiterhin werden die Führungsbuchsen 15 in den Haltebuchsen 9 und 10 gewechselt.
Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Bei zum dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsformen
kann die Abdichtungseinrichtung aus einer stationär angeordnten Trennwandung bestehen,
die im Durchgangsbereich der Ultraschallstrahlung vom Prüfkopf bzw. von den Prüfköpfen
zum Prüflingsdurchlaufraum einen Koppelmittel-Durchlaßspalt aufweist, der mittels
eines Dichtungsschiebers oder dergl. freizugeben und flüssigkeitsdicht zu verschließen
ist. Die, Verstellung des Dichtungsschiebers kann mittels von der Außenseite der
Prüfvorrichtung aus zu betätigender Stellmittel erfolgen.
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Bei Anstellung der Prüfköpfe 6b unter einem Winkel zur Prüflingsachse
kann die Abschirm-Trennwandung 7 konisch ausgeführt sein.
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Durch in axialer Richtung hintereinander angeordnete Prüfvorrichtungen
können gleichzeitig unterschiedliche Prüfungen in einem Durchlauf realisiert werden.
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