DE3042706A1

DE3042706A1 - Verfahren und freiwasserstrahlduese zur ankopplung eines prueflings bei der ultraschall-pruefung

Info

Publication number: DE3042706A1
Application number: DE19803042706
Authority: DE
Inventors: Harri Ing.(grad.) 4000 Düsseldorf Haacke; Heinz 4330 Mülheim Kladders
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Krautkraemer GmbH
Priority date: 1980-11-10
Filing date: 1980-11-10
Publication date: 1982-05-19
Also published as: DE3042706C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ankoppeln von Ultt.
schallwellen zur Prüfung von Blechen, Bändern und Rohren ooo dergleichen mittels eines Freiwasserstrahles und eine Freiwa serstrahldüse zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der zerstörungsfreien Prüfung von Blechen, Bändern und Rohren oder dergleichen in automatischen im Produktionsfluss arbeitenden Ultraschall-prüfungsanlagen wird die Ankopplung der Ultraschallwellen mittels Wasser vorgenommen.
Abhängig von der Geometrie des zu prüfenden Werkstückes wir die Ankopplung entweder nach dem Fließwasserspalt-, dem Tauch oder dem Freiwasserstrahlverfahren durchgeführt.
Die Fließwasserspaltankopplung erfolgt in der Regel mit Pri.-kopfhalterungen, die während des Prüfablaufes auf der Pr'.flingsaußenoberfläche schleifen oder rollen. Bei der einzelprüfung von Werkstücken müssen die Prüfkopfhalterungen am Erfang auf- und am Ende abgesetzt werden. Bei dem Tauchverfann wird die Ankopplung zumeist unterhalb des Werstückes vorgenommen. Beide Verfahren erfordern zum Aufbau einer zuverläst gen wasserankopplung eine direkte mechanische Berührung zwischen Prüfvorrichtung und Werkstück. Die Ankopplung von Ultb schallwellen mit Hilfe eines freifließenden Wasserstrahls größerer Strahllänge ist bisher rjur aus der Anwendung in G blechflächenprüfanlagen bekannt. bei dieser Ankopplung wers von zwei Strömungsdüsen erzeugte, gegenüberliegend angeordenete laminare Wasserstrahlen in senkrechter Strahlrichtung auf Außenorberfläche des zu prüfenden werkstückes geleitet. Ver die Schallankopplung im Einkopfbetrieb mit einem einzeln@ Fießenden Wasserstrahl mit größer Strahlänge störungs zu erreichten, scheiterten bischer an der Instabilität des @@@l@ auf der Prüflingsoberfläche. Diese Instabilität verur-@@te Störanzeigen, die die Prüfung beeinträchtigten bzw. ver-@@@@@rten.
@be der Erfindung ist es, ein verfahren und eine Freiwasser-@@@ahldüse f(ir die Ultraschallprüfung von Blechen, Bändern und @@ren und dergleichen zu schaffen, mit dem bzw. mit der der @@erstrahl ohne Einsatz eines auf der Prüflingsoberfläche eifenden Wasserberuhigungseinrichtungen stabilisiert werden ;m . e Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentan-@@@chen angegebenen Merkmale gelöst.
@ereb das Verfahren wird eine Reihe von vorteilen erreicht, d.h. man kommt mit einem einzelnen Strahl aus, der in einem an bekannten Strömungskanal erzeugt wird und durch die Stabi-@erung des Hauptwasserstrahles wird ein Wasserbett an der @@ingsaußenoberfläche geschaffen, das eine störungsfreie Dopplung der Ultraschallwellen an den Prüfling gewährleistet.
@rch, daß unmittelbar hinter den wasseraustrittsöffnungen den Wasserstrahlen der Stützdüsen bzw. von dem aus dem @@@kanal austretenden Wasserring ein Mantel um den Hauptwas-@@@@trahl gebildet wird, wird verhindert, daß Störungen durch Spritzwasser im Bereich der Vorlaufstrecke des Freiwasserstrah-;~ @uftreten. Am Auftreffpunkt des Wasserstrahles auf di.e Prüf-@@@außenoberfläche bewirken die Stützwasserstrahlen bzw. der -strahl den Aufbau eines Wasserbettes mit gleichförmig und @u allen Seiten gleichmäßig von der Oberfläche ablaufendem Was-@@. Dieser Effekt verhindert bei einem sich bewegenden Prüf-@@@@ unmittelbar am Auftreffpunkt auf der Prüflingsoberfläche : bildung einer Stauwelle und damit den Eintritt von Luftbladen in die Schallstrecke des Freiwasserstrahles, die zu Störan-@@@@ @ühren würden Weitere Vorteile des Verfahrens sind aj eine reine berührungslose Ankopplung, d.h. dr Prüfling wird nicht von mechanischen Mitteln berührt, die der Was serberuhigung dienen, b) eine vertlustlose Endenprüfung bei der Einzelstückprüfen c) ein großer Abstand zwischen Prüfkopfhalterung und Priilobjektoberfläche, d) unabhängige Wasserstrabhalrichtung zur Lage des Prüfobjektes, und e) geringerer Platzbedarf bei betrieblicher Anwendung.
In den beigefügten Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Freiwassertrahldüsen das gestellt.
ßs zeigen: Fig. 1 einen Langsschnitt durch eine den unteren Abschla@ eines Stauwasserbehälters bildende Freiwasserstra@@ düse bei Senkrechteinschaltung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine den unteren Absch@@@ eines Stauwasserbehälters bildende Freiwasserstr@ düse bei schrägeinschallung, Fig. 3 einen Querschnitt der Fig. 1 im Bereich der Düse und Fig. 4 einen Querschnitt der Fig. 2 im Bereich der Düse Ein Stauwasserbehälter 3, in den eine Freiwasserstrahldüse eingesetzt ist, ist in vorbestimmten Abstand zum Prüfling fest angeordnet. die Freiwasserstrahldüse 4 ist mit einem nischen Hauptströmungskanal 6 für den Hauptwasserstrahl v sehen. Um den Hauptströmungskanal 6 sind ringförmig Düsenk flähe 5 für Stützwasserstrahlen in entweder regelmässigen oder @@@ @gelmässigen Abständen voneinander in einem Winkel von 5 @@ 20° zum Hauptströmungskanal 6 angeordnet. Anstelle der Düs@nkanäle 5 kann ein Ringkanal 5a vorgesehen sein. Zur Ver-@@@@rung der Ringspaltbreite ist das Innenteil mit dem Haupt-@t@@ungskanal 6 axial verstellbar.
'L den Stauwasserbehälter 7 ist ein Ultraschall-Prüfkopf 2 mitellbar angeordnet. Seine Längsachse verläuft in der genachten Verlägerung der Achse des Hauptströmungskanals 6.
der Wasserzufluß in den Stauwasserbehälter 3 erfolgt über einen @ereinlauf 1. Der frei fließende Wasserstrahl aus dem Haupt-@ungskanal 6 ist von Stützwasserstrahlen 7 umgeben, wodurch @@ Oberfläche des Prüflings 9 ein Wasserbett 8 erzeugt den Figuren 3 und 4 sind die Bohrungen 5 bzw. der Ringkanal @@ @ezeigt. Die jeweilige Verwendung von Düsen mit Bohrungen 5 mit Ringspalt 5a richtet sich nach den Prüfbedingungen und anabhängig von der Senkrecht- oder Schrägein schallung.

Claims

Verfahren und Freiwasserstrahldüse zur Ankopplung eines PrUflings bei der Ultraschall-Prüfung Patentansprüche 1.) Verfahren zum Ankoppeln eines PrUflings bei. der Ultraschall-Prsifung von Blechen, Bändern und Rohren oder den gleichen mittels eines Freiwasserstrahles, , dadurch gekennzeichnet, daß ringförmig um den Hauptwasserstrahl mindestens drei Stützstrahlen geringeren Durchmessers oder ein geschlossener Ringstrahl mit variablem Querschnitt mit anhähernd gleicher Strämungsgeschwindigke@ derart schräg auf den Hauptstrahl gerichtet werden, dsl.

beim Auftreffen des Hauptwasserstrahls auf der Oberfläche des Prüfgutes ein Wasserbett entsteht, welches die Form eines umgekehrten Trichters aufweist.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den ringförmig schräg auf den Hauptwasserstrahl gerichteten Stützstrahlen bzw. mit dem geschlossenen Ringstrahl ein Stabilisierungsmantel um den Hauptstrahl gebildet wird.

Freiwesserstrahldüse zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß um den Hauptströmungskanal (6) mindestens drei in Strömungsrichtung schräg in den Hauptwasserstrahl gerichtete Du"senkana"le (5) geringeren Durchmessers ringförmig angeordnet sind oder ein konischer Ringkanal (5a) koaxial zum Kanal (6) vorgesehen ist.

Freiwasserstrahldüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenkanöle (5) in einem Winkel von 5 bis 20° zum Hauptströmungskanal (6) angeordnet sind.

@. Freiwasserstrahldüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Ringkanals (5a) in einem Winkel von 5 bis 200 zur Achse des Kanals (6) verlau--rrin