DE3026540C2

DE3026540C2 - Verfahren und Vorrichtung zum magnetographischen Prüfen von Bereichen magnetisierbarer Prüfteile

Info

Publication number: DE3026540C2
Application number: DE3026540A
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: 1986-07-10
Also published as: GB2079952B; GB2079952A; NO811549L; DE3026540A1; US4447778A

Description

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 Andrükkens 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 Vorrich

tung zum Durchführen des Verfahrens.

Das oben beschriebene Verfahren ist unter der Bezeichnung Magnetographic 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

ίο Meeresspiegel von Tauchern ausgeführt werden. Neben anderen Vorteilen verdankt die Magnetographic ihre Beliebtheit der großen Empfindlichkeit die mit ihrer Anwendung verbunden ist und die darauf beruht daß es bei der Magnetographic besser als bei allen anderen abtastenden magnetischen Streuflußprüfverfahren gelingt den Streufluß in unmittelbarer Nähe der Prüfteiloberfläche zu erfassen.

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 Fehiersignalampiilude 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 unregelmäßige:) Oberflächen nicht im gleichen MaBe 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 der DE-OS 22 53 688 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 Magneiimpulsen magnetisiert wird, gelingt es mit ihnen auch nicht immer, einen hinreichend engen Kontakt zwischen Speicherband und Prüfteiloberfläche herzustellen, vor allem wenn die Oberfläche Unregelmäßigkeiten mit kleinen Krümmungsradien aufweist. Darüber hinaus ist die umständliche Handhabung der Andruckrollcn oft unerwünscht. Das gleiche gilt für den Einsatz von Bürsten als Andruckmedium. Aus DE-OS 22 39 014 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 Mangetisieren auf die letztere aufgebracht wird. Naturgemäß ist es auch bei diesem Verfahren nicht möglich, das Speicherband in scharfkantige Unregelmäßigkeiten der Oberfläche hineinzudrücken.
Aus DE-OS 23 52 511 ist ein Verfahren bekannt, das dem eingangs definierten entspricht und nach dem das Speicherband im eingerollten Zustand und mit überlappenden Seiten in das Innere eines zu prüfenden Stahlrohres eingeführt wird, das vordere und das hintere Ende des durch das Speicherband umschlossenen Raumes luftdicht abgeschlossen werden und Druckluft in diesen Raum geführt wird. Auf diese Weise wird ein gutes Anliegen des Speicherbandes an der Innenwand des Stahlrohres gewährleistet. Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß zunächst an zwei Seiten ein luftdichter Abschluß vorgenommen werden muß. Zudem kann es nur dort eingesetzt werden, wo die Voraussetzungen für einen solchen Abschluß vorliegen, nämlich im Inneren einer Bohrung oder eines Hohlraumes.

Der Erfindung Hegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem eingangs definierten und eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens zu schaffen, bei denen es einfacher als bisher gelingt, auch an schwierigen Stellen einen einwandfreien Kontakt zwischen dem elastischen magnetischen Speicherband und der Prüfteiloberfläche herzustellen und deren Einsatz nicht auf Bohrungen oder Hohlräume beschränkt ist

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 Spetcherbandes 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 Tiöglichst 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 Flüssigkeitsbzw. 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 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 zeigt im einzelnen

F i g 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Gegenstand von Fig. 1,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch den Gegenstand von Fig. 2,

F i g. 4 ein magnetisches Speicherband.

In den F i g. 1 und 2 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung 10 dargestellt, die zur Prüfung von unter der Meeresoberfläche gelegenen 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 magnetogniphische Prüfungen durchgeführt werden können, wobei z. B. auch Druckluft als Andruckmedium benutzt vcrclen kann. Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung, fig. 2 als Schnitt in Richtung der Pfeile Il die Vorrichtung -i.0, die einerseits zum Magnetisieren von Stahlblechen 11 und einer Schweißnaht 12, andererseits zum Andrücken eines elastischen magnetischen Speicherbandes 13 an die zu prüfenden Bereiche der Oberfläche des Prüfteiles 11 Anwendung findet, ohne daß zum letzteren eine körperliche Berührung zwisehen 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 Polschuhen 16 und einer um den Jochkern 17 gewickelten Jochspule 18, die für

to 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 Vorichtung 10 und ein Auslösehebel im Bereich des Handgriffes, von dem noch die Rede sein wird. Zwischen den Poischuhen 16 ist ein Druckbehälter 19 befestigt der an seiner Frontseite einen zum Anschluß eines Druckschlauches geeigneten Schlauchnippel 20 zuü. 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 ]si, 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 mu3 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 Auslösehebeis, mit dem gleichermaßen die Pumpe eingeschaltet, wie auch nach einer kleinen zeitlichen 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.

Sodann setzt man in überlappenden Schritten, die zweckmäßiger Weise auf dem Speicherband 13 markiert sein können, die Vorrichtung 10 auf die Prüfteiloberfläche 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, se lassen sich im Speicherband aufgezeichnete Felllersignale ohne weiteres den Fehlerorten an der Prüfteiloberfläche zuordnen.
Weist die Pri'fteiloberflache 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 ü'astizität 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. F i g. 3 zeigt das Prüfteil 11 in einem symmetrsichen 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 Prüfteiloberfläche vorliegt.

in F i g. 4 isi noch einmal das Spcichcrband 53 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 Elastizitat gegenüber der des Speicherbandes wesentlich geringer ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

30

35 40 45 50 55 60 65

Claims

Patentansprüche:

1. 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, indem man einen Flüssigkeits- oder Gasstrahl auf die Oberseite des Speicherbandes richtet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daü der Flüssigkeits- bzw. Gasstrahl kurz vor der imealsförmig durchgeführten Magnetisierung eingeschaltet wird.

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 rstreckende Fläche gerichtet ist und die von einer Druckflüssigkeitsoder Druckgasquelle gespeist ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung (19, 20, 21) in einem Druckgefäß (19) mit einem Versorgungsanschluß z. B. in Form eines Schlauchnippels (20) als Eingang und mit einer länglichen Düse (21) als Ausgang besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch Schaltmittel, die in zeitlicher Reihenfolge zunächst den Flüssigkeits- oder Gasstrahl und danach die Magnetisierung einschalten.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3—5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische magnetische Speicherband (13) zumindest einen dünnen Streifen (33) aufweist, der unelastisch ist oder geringere Elastizität aufweist als das übrige Speicherband (13).