DE3026540A1

DE3026540A1 - Verfahren und vorrichtung zum magnetographischen pruefen von bereichen magnetisierbarer pruefteile

Info

Publication number: DE3026540A1
Application number: DE19803026540
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. 7410 Reutlingen Stumm
Original assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Current assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Priority date: 1980-07-12
Filing date: 1980-07-12
Publication date: 1982-02-04
Also published as: US4447778A; GB2079952B; DE3026540C2; NO811549L; GB2079952A

Description

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Anmelder: Institut Dr. Friedrich Förster Prüfgerätebau Unser Zeichen; A 290

Verfahren und Vorrichtung zum magnetographischen Prüfen von Bereichen magnetisierbarer Prüfteile.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum magnetographischen Prüfen von Bereichen magnetisierbarer Prüfteile, bei dem man auf den zu prüfenden Bereich ein elastisches magnetisches Speicherband aufbringt und dieses an die Oberfläche des zu prüfenden Bereiches andrückt, bei dem man während des Andrückens des Speicherbandes den zu prüfenden Bereich oder einen Teil davon magnetisiert, anschließend das Speicherband abnimmt und dieses mit einer magnetempfindlichen Sonde auf eingespeicherten Fehlerstreufluß abtastet. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Das oben beschriebene Verfahren ist unter der Bezeichnung Magnetographie seit etwa 30 Jahren bekannt und wird seither mit ansteigender Häufigkeit und mit gutem Erfolg in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt. Seit einiger Zeit wird es auch dazu benutzt, Fehler an den kompliziert geformten Schweißnähten der Rohrkonstruktion im Meer gelegener Bohrinseln aufzuspüren, wobei Untersuchungen unter dem Meeresspiegel von Tauchern ausgeführt werden. Neben anderen Vorteilen verdankt die Magnetographie ihre Beliebtheit der großen Empfindlichkeit, die mit ihrer Anwendung verbunden ist und die darauf beruht, daß es bei der Magnetographie besser als bei allen anderen abtastenden magnetischen Streuflußprüfverfahren gelingt, den Streufluß in unmittelbarer Nähe der Prüftei!oberfläche zu erfassen.

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Gegenüber der ebenfalls sehr empfindlichen Magnetpulverprüfung schlägt zu Buche, daß eine quantitative Aussage über die Fehlertiefe anhand der Fehlersignalamplituden gemacht werden kann. Der Empfindlichkeit wie auch der Korrelation zwischen Fehlersignal amplitude und Fehlertiefe sind jedoch Grenzen gesetzt. Während bei ebenen oder gleichförmig gekrümmten Oberflächen sich das elastische Speicherband ideal an die Oberfläche anschmiegen kann, ist das bei ungleichförmig gekrümmten und unregelmäßigen Oberflächen nicht im gleichen Maße möglich. Hier hängt die Qualität der Prüfung davon ab, in welchem Umfang es gelingt, das Speicherband während der Magnetisierung in die Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten der Oberflächen hineinzudrücken. Nach DE-OS 2253688 geschieht dies mit Hilfe von elastischen Andruckrollen, die ein bestimmtes Profil besitzen können. Abgesehen davon, daß solche Andruckrollen häufig nicht einsetzbar sind, z. B. dann nicht, wenn mit Magnetimpulsen magnetisiert wird, gelingt es mit ihnen auch nicht immer, einen hinreichend engen Kontakt zwischen Speicherband und Prüfteil oberfläche herzustellen, vor allem wenn die Oberfläche Unregelmäßigkeiten mit kleinen Krümmungsradien aufweist. Darüberhinaus ist die umständliche Handhabung der Andruckrollen oft unerwünscht. Das gleiche gilt für den Einsatz von Bürsten als Andruckmedium. Aus DE-OS 2239014 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der zum Magnetisieren des Prüflings eingesetzte bandförmige Stromleiter einen Belag aus Schaumgummi aufweist und mit diesem Belag das elastische Speicherband an die Prüfteiloberfläche andrückt, wenn der Stromleiter zum Magnetisieren auf die letztere aufgebracht wird. Naturgemäß ist es auch bei diesem Verfahren nicht möglich, das Speicherband in scharfkantige Unregelmäßigkeiten der Oberfläche hineinzudrücken.

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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem eingangs definierten und eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens zu schaffen, bei dem es besser als bisher gelingt, auch an schwierigen Stellen einen einwandfreien Kontakt zwischen dem elastischen magnetischen Speicherband und der Prüftei!oberfläche herzustellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, das gemäß Patentanspruch 1 und durch eine Vorrichtung, die gemäß Patentanspruch 3 gekennzeichnet ist,

Während die bisher zum Andrücken des Speicherbandes benutzten Medien, z. B. der Schaumgummi, nur eine begrenzte Verformung ihrer Andruckoberflächen zuließen, ist ein Flüssigkeits- bzw. Gasstrahl einer derartigen Einschränkung nicht unterworfen. Der beim Aufströmen auf das Speicherband entstehende Staudruck läßt an jeder Stelle des Speicherbandes große Kräfte einwirken, die das letztere veranlassen, sich in nahezu idealer Weise an die Oberfläche des Prüfteiles anzupassen. Die besten Erfolge erzielt man, wenn ein möglichst dünnes magnetisches Speicherband mit hoher Elastizität Verwendung findet. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die bei submarinem Einsatz von besonderem Interesse ist, schaltet man den Flüssigkeits- bzw. Gasstrahl kurz vor dem Stromimpuls für die Magnetisierung ein und kurz nach diesem wieder aus. Man gelangt auf diese Weise zu einem sehr geringen Energiebedarf. Die Vorrichtung zum Durchführen der Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, daß in das Magnetisierungsjoch bereits die Mittel zum Andrücken des Speicherbandes hineinintegriert sind, daß also keine zusätzlichen Mittel zum Andrücken manipuliert werden müssen. Das ist vor allem beim Unterwassereinsatz von hoher Bedeutung. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird nur noch ein Auslösevorgang für das Andrücken des Speicherbandes und das Magnetisieren des Prüfteiles nötig. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet, daß auch bei

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stark ungleichförmig gekrümmten Prüfbereichen eine gute Zuordnung vom Speicherort des Fehlersignals im Speicherband zum Fehlerort am Prüfteil möglich bleibt.

Im folgenden soll die Erfindung durch ein Beispiel an Hand einiger Figuren näher erläutert werden. Es zeigen im einzelnen:

Figur 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung

Figur 2 einen Schnitt durch den Gegenstand von Figur

Figur 3 einen Teilschnitt durch den Gegenstand von Figur 2

Figur 4 ein magnetisches Speicherband

In den Figuren 1 und 2 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung 10 dargestellt, die zur Prüfung von unter der Meeresoberfläche gelegener Schweißnähten der Rohrkonstruktion einer Mineralbohrinsel durch Taucher eingesetzt werden kann und bei der als Andruckmedium für das magnetische Speicherband das umgebende Meerwasser angewendet wird. Es versteht sich, daß in ähnlicher Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch in anderen Einsatzgebieten magnetographische Prüfungen durchgeführt werden können, wobei z. B. auch Druckluft als Andruckmedium benutzt werden kann. Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung, Figur 2 als Schnitt in Richtung der Pfeile II die Vorrichtung 10, die einerseits zum Magnetisieren von Stahlblechen 11 und einer Schweißnaht 12, andererseits zum Andrücken eines elastischen magnetischen Speicherbandes 13 and die zu prüfenden Bereiche der Oberfläche des Prüfteiles 11 Anwendung findet, ohne daß zum letzteren eine körperliche Berührung zwischen der Vorrichtung 10 und dem Speicherband 13 notwendig wird. Die in der Vorrichtung 10 enthaltene Magnetisierungseinrichtung 14 besteht im wesentlichen aus einem Magnetjoch 15 mit

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Polschuhen 16 und einer um den Jochkern 17 gewickelten Jochspule 18, die für den vorliegenden Einsatzfall voll isoliert ausgeführt ist.

Der Einfachheit halber ist ein Handgriff zum Handhaben der Vorrichtung 10 nicht dargestellt. Ebenfalls nicht dargestellt sind eine in herkömmlicher Weise aufgebaute Magnetisierungsstromversorgung mit Steuereinrichtung für den Impulsbetrieb, ein Verbindungskabel zum Anschluß der Stromversorgung an die Vorrichtung 10 und ein Auslösehebel im Bereich des Handgriffes, von dem noch die Rede sein wird. Zwischen den Polschuhen 16 ist ein Druckbehälter 19 befestigt, der an seiner Frontseite einen zum Anschluß eines Druckschlauches geeigneten Schlauchnippel 20 zum Einspeisen des Druckwassers besitzt. An der Unterseite des Druckbehälters 19 befindet sich eine längliche Düse 21, deren Länge etwa der Länge der Polschuhe 16 entspricht. Ihr Zweck ist es, einen Wasserstrahl 22 zu formen, der geeignet ist, das elastische Speicherband 13 in alle Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des Prüfteiles 11 hineinzudrücken. Als Druckwasserquelle benutzt man eine kleine Pumpe, die im Bereich der Magnetisierungsstromversorgung untergebracht sein kann und mit dem Druckbehälter 19 über den Schlauchnippel 20 und einen Druckschlauch verbunden ist. In den meisten Fällen dürfte eine Pumpe mit einer Anschlußleistung in der Größenordnung von einigen Hundert Watt ausreichend sein. Diese muß keineswegs dauernd in Betrieb sein. Vielmehr kann sie kurz vor der Abgabe des Magnetisierungsimpulses eingeschaltet werden. Dazu bedient man sich des im Bereich des Handgriffes zum Handhaben der Vorrichtung 10 angebrachten Auslösehebels, mit dem gleichermaßen die Pumpe eingeschaltet, wie auch nach einer kleinen zeitliehen Verzögerung ein Magnetimpuls der Magnetisierungsstromversorgung ausgelöst werden kann. Hat man einen längeren Bereich zu untersuchen, so heftet man zunächst das Speicherband 13 mit seinen Enden so an das Prüfteil 11, daß der zu prüfende Bereich abgedeckt ist.

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Sodann setzt man in überlappenden Schritten, die ' " zweckmäßiger Weise auf dem Speicherband 13 markiert sein können, die Vorrichtung 10 auf die Prüftei!oberfläche auf und betätigt jeweils einmal den Auslösehebel. Danach wird das Speicherband 13 abgenommen, um außerhalb des Wassers von dem hierfür vorgesehenen magnetischen Sensor abgetastet zu werden. Hat man zuvor Anfang und Ende des Speicherbandes 13 auf der Prüfteiloberfläche entsprechend bezeichnet, so lassen sich im Speicherband aufgezeichnete Fehlersignale ohne weiteres den Fehlerorten an der Prüfteiloberflache zuordnen.

Weist die Prüfteiloberfläche Krümmungen oder Knicke auf, die sich in mehr als eine Achsrichtung erstrecken, so wird zwar aufgrund der Elastizität des Speicherbandes 13 und des Andrucks durch den Wasserstrahl 22 ein guter Kontakt zwischen Speicherband 13 und der Prüfteiloberfläche hergestellt, es kann jedoch gerade wegen der Elastizität des Speicherbandes die Zuordnung zwischen dem Fehlerort und der Speicherstelle des zugehörigen Fehlersignals in Frage gestellt sein. Um dies zu vermeiden, wird davon ausgegangen, daß immer zumindest entlang einer Linie des Speicherbandes 13 auf Dehnung verzichtet werden kann. Figur 3 zeigt das Prüfteil 11 in einem symmetrischen Schnitt durch die Schweißnaht 12. Entlang der Schnittlinie 31, die dem jeweils obersten Punkt der Schweißnaht 12 folgt, braucht das Speicherband 13 nicht gedehnt zu werden. Im Gegensatz dazu erfahren die Randlinien 32 des Speicherbandes 13 eine erhebliche Dehnung. Im vorliegenden Falle wurde das Speicherband 13 an seiner der Linie 31 gegenüberliegenden Oberseite mit einem unelastischen schmalen Streifen 33 versehen, der sich nicht verziehen kann und so dafür sorgt, daß die Zuordnung zwischen Fehlerort und Speicherort wenigstens im mittleren Teil des Speicherbandes 13 voll erhalten bleibt. Allgemein wird man den unelastischen Streifen 33 immer dort anbringen, wo in Richtung der Längserstreckung des Speicherbandes die geringste Längenabmessung der Prüftei!oberfläche vorliegt.

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In Figur 4 ist noch einmal das Speicherband 13 mit dem unelastischen Mittelstreifen 33 abgebildet. Der Streifen 33 kann auf das Speicherband 13 aufvulkanisiert, mit ihm durch ein elastisches Bindemittel oder in einer anderen zweckentsprechenden Weise verbunden sein. Statt des vollkommen unelastischen Streifens 33 kann auch ein solcher vorgesehen sein, dessen Elastizität gegenüber der des Speicherbandes wesentlich geringer ist.

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Claims

Anmelder: Institut Dr. Friedrich Förster Prüfgerätebau Unser Zeichen: A 290

Verfahren und Vorrichtung zum magnetographischen Prüfen von Bereichen magnetisierbarer Prüfteile

Patentansprüche

Verfahren zum magnetographischen Prüfen von Bereichen magnetisierbarer Prüfteile, bei dem man auf den zu prüfenden Bereich ein elastisches magnetisches Speicherband aufbringt und dieses an die Oberfläche des zu prüfenden Bereiches andrückt, bei dem man während des Andrückens des Speicherbandes den zu prüfenden Bereich oder einen Teil davon magnetisiert, anschließend das Speicherband abnimmt und dieses mit einer magnetempfindlichen Sonde auf eingespeicherten Fehlerstreufluß abtastet, dadurch gekennzeichnet,

daß man das elastische Speicherband an die Oberfläche des zu prüfenden Bereiches andrückt, in dem man einen Flüssigkeits- oder Gasstrahl auf die Oberseite des Speicherbandes richtet.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeits- bzw. Gasstrahl kurz vor der impulsförmig durchgeführten Magnetisierung eingeschaltet wird.

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3) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem elastischen magnetischen Speicherband und mit einer Magnetisierungseinrichtung bestehend aus einem Magnetisierungsjoch mit zwei Polschuhen zum Einleiten des Magnetisierungsflusses in das Prüfteil, einer das Magnetisierungsjoch umfassenden Jochspule, einer Stromversorgungseinheit und Anschlußmitteln zum Verbinden der Jochspule mit der Stromversorgungseinheit, dadurch gekennzeichnet,

daß sich zwischen den Polschuhen (16) eine Düsenanordnung (19, 20, 21) befindet, deren Mündung auf die zwischen den Spitzen der Polschuhe (16) sich erstreckende Fläche gerichtet ist und die von einer Druckflüssigkeits- oder Druckgasquelle gespeist wird.
4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Düsenanordnung (19, 20, 21) in einem Druckgefäß (19) mit einem Versorgungsanschluß ζ. Β. in Form eines Schlauchnippels (20) als Eingang und mit einer düsenartigen Öffnung (21) als Ausgang besteht.
5) Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet

durch Schaltmittel, die das gemeinsame Auslösen in verzögerter Reihenfolge einerseits des Flüssigkeits- bzw. Gasstrahles andererseits der Magnetisierung bewirken.
6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet,

daß das elastische magnetische Speicherband (13) zumindest einen dünnen Streifen (33) aufweist, der praktisch unelastisch ist oder zumindest eine wesentlich geringere Elastizität aufweist als das übrige Speicherband (13).

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