DE3301329C2 - Method for ultrasonic testing of tapered threads provided on pipe ends as well as device for its implementation - Google Patents

Method for ultrasonic testing of tapered threads provided on pipe ends as well as device for its implementation

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DE3301329C2
DE3301329C2 DE19833301329 DE3301329A DE3301329C2 DE 3301329 C2 DE3301329 C2 DE 3301329C2 DE 19833301329 DE19833301329 DE 19833301329 DE 3301329 A DE3301329 A DE 3301329A DE 3301329 C2 DE3301329 C2 DE 3301329C2
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    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material

Abstract

Ein Verfahren zur Ultraschallprüfung von Rohrgewinden besteht darin, daß man Ultraschallschwingungen in den Körper eines Rohres 3 an der Stirnseite 1 des Kegelgewindes 2 eines Rohres 3 einführt und entlang der Umfangslinie der Stirn 1 des Kegelgewindes 2 des Rohres 3 abtastet. Dabei ist der Halbwertöffnungswinkel .r eines Bündels der Ultraschallschwingungen dem Anzugswinkel . des Kegelgewindes 2 des Rohres 3 gleich. Bei der Vorrichtung, die zur Durchführung des oben genannten Verfahrens dient, enthält eine Mitnehmergruppe 9 zum Mitnehmen des Rohres 3 an der Führung 6 senkrecht zu dieser angeordnete Rollen 10 und 11. Die Rolle 10, die an dem Kegelgewinde 2 des Rohres 3 angeordnet wird, ist mit der Führung 6 starr verbunden und kegelförmig mit einem Anzugswinkel des Kegels ausgeführt, der dem Anzugswinkel . des Gewindes 2 des Rohres 3 gleich ist. Die Rollen 11 sind zylinderförmig ausgebildet und mit der kegelförmigen Rolle 10 über die Führung 6 zum Mitnehmen der Stirn 1 des Kegelgewindes 2 des Rohres 3 bewegbar kinematisch verbunden.One method for ultrasonic testing of pipe threads consists in introducing ultrasonic vibrations into the body of a pipe 3 on the end face 1 of the tapered thread 2 of a pipe 3 and scanning them along the circumferential line of the end 1 of the tapered thread 2 of the pipe 3. The half-value opening angle .r of a bundle of ultrasonic vibrations is the tightening angle. of the taper thread 2 of the pipe 3 is the same. In the device which is used to carry out the above-mentioned method, a driver group 9 for driving the tube 3 on the guide 6 contains rollers 10 and 11 arranged perpendicular to the guide 6. The roller 10, which is arranged on the tapered thread 2 of the tube 3, is rigidly connected to the guide 6 and is conical with a tightening angle of the cone, which is the tightening angle. of the thread 2 of the tube 3 is the same. The rollers 11 are cylindrical and are movably kinematically connected to the conical roller 10 via the guide 6 for driving the end 1 of the conical thread 2 of the pipe 3.

Description

dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that

— der Halbwertsöffnungswinkel (gpr) des eingeleiteten Bündels von Ultraschallschwingungen gleich dem Anzugswinkel {φ) des Kegelgewindes gewählt wird, wobei sich ein Randstrahl des Bündels parallel zum Boden des Kegelgewindes fortpflanzt.- The half-value opening angle (gp r ) of the introduced bundle of ultrasonic vibrations is chosen to be equal to the tightening angle {φ) of the conical thread, with an edge ray of the bundle propagating parallel to the bottom of the conical thread.

2. Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden vorgesehenen Kegelgewinden zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Führung (6), an der eine dem Rohrende (3) zugeordnete Mitnehmergruppe (9) sowie ein Piezowandler (5) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, 2. Device for ultrasonic testing of tapered threads provided on pipe ends for Implementation of the method according to claim 1, with a guide (6) on which one of the pipe end (3) associated driver group (9) and a piezo transducer (5) are provided, characterized in that

— daß die Mitnehmergruppe (9) aus senkrecht an der Führung (6) angeordneten Rollen (10, 11) besteht,- That the driver group (9) consists of rollers (10, 11) arranged vertically on the guide (6) consists,

— daß eine (10) dieser Rollen kegelförmig ausgebildet ist, am Kegelgewinde (2) abrollt und mit der Führung (6) starr verbunden ist, wobei der Anzugswinkel der Rolle dem Anzugswinkel (φ) des Kegelgewindes (2) entspricht,- That one (10) of these rollers is conical, rolls off the conical thread (2) and is rigidly connected to the guide (6), the tightening angle of the roller corresponding to the tightening angle (φ) of the conical thread (2),

— daß die anderen Rollen (11) zylinderförmig ausgebildet sind, an der dem Gewinde abgewandten Rohrwandung abrollen und in der Führung (6) zur Veränderung des relativen Abstandes zur kegelförmigen Rolle (10) verschiebbar gelagert sind,- That the other rollers (11) are cylindrical roll on the pipe wall facing away from the thread and in the guide (6) to change the relative distance are mounted displaceably to the conical roller (10),

— daß die kegelförmige Rolle (10) und die zylinderförmigen Rollen (11) zum Andrücken an das Kegelgewinde (2) bzw. an die Rohrwandung über Federn (18) in Verbindung stehen und- That the conical roller (10) and the cylindrical Rollers (11) for pressing against the conical thread (2) or against the pipe wall are connected via springs (18) and

— daß der Piezowandler (5) an einem an der Führung (6) verstell- und festlegbaren Schlitten (22) zur Erzeugung von Schwingungen in Längsrichtung des Rohrendes (3) befestigt ist.- That the piezo transducer (5) on a slide (22) which can be adjusted and fixed on the guide (6) is attached to generate vibrations in the longitudinal direction of the pipe end (3).

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden vorgesehenen Kegelgewinden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2.The invention relates to a method and a device for ultrasonic testing of pipe ends provided Taper threads according to the preamble of claim 1 or 2.

Es ist ein Verfahren zur Ultraschallprüfung von Gewindeverbindungen bekannt (SU-Urheberschein 02 849), welches darin besteht, daß man in die Gewindeverbindung unter zwei verschiedenen Winkeln Ultraschallschwingungen einführt, wobei der Winkel und die Tiefe der Fehlerbildung nach der Zahl der Windungen des Gewindes berechnet werden, die bei den vorliegenden Winkeln der Einführung von Ultraschallschwingungen mit dem Fehler überdeckt sind. Das genannte Verfahren läßt sich schwer durchführen, da es die Einführung von Ultraschallschwingungen mittels eines Piezowandlers unter einem Winkel, eine Neuabstimmung des Piezowandlers für die Einführung von Ultraschallschwingungen unter einem anderen Winkel, ein Ablesen der Anzahl der mit einem Fehler überdeckten Windungen des Gewindes am Schirm eines Defektorskopes bei den beiden Winkeln der Einführung von Ultraschallschwingungen sowie die Bestimmung des Winkels und der Tiefe der Fehlerbildung nach diesen Angaben vorsieht. It is a method for ultrasonic testing of threaded connections known (SU-Urheberschein 02 849), which consists in the fact that one in the threaded connection introduces ultrasonic vibrations at two different angles, the angle and the Depth of the defect formation can be calculated according to the number of turns of the thread, which in the present Angles of the introduction of ultrasonic vibrations with the error are covered. The procedure mentioned is difficult to carry out because it involves the introduction of ultrasonic vibrations by means of a piezo transducer at an angle, a retuning of the piezo transducer for the introduction of ultrasonic vibrations at a different angle, a reading of the number of turns covered with a fault of the thread on the screen of a defect scope at the two angles of the introduction of ultrasonic vibrations as well as the determination of the angle and the depth of the defect formation according to this information.

Es ist ferner ein Verfahren zur Ultraschallprüfung von zylindrischen Gewinden bekannt, bei dem ein divergierender Strahl von Ultraschallschwingungen an der Stirnseite eines Rohrgewindes eingeführt wird. Infolge der Divergenz des Strahles erhält man auf dem Anzeigeschirm des Gerätes Signale von den Gewindegängen, die nur durch Herabsetzung der Empfindlichkeit des Gerätes beseitigt werden können, was aber die Prüfung und die Auswertung der Signale erschwert (Krautkrämer; Werkstoffprüfung mit Ultraschall; 4. Auflage; 1980; Seiten 367 bis 372).There is also a method for ultrasonic testing of cylindrical threads is known in which a diverging Beam of ultrasonic vibrations is introduced at the face of a pipe thread. As a result The divergence of the beam gives signals from the threads on the display screen of the device, which can only be eliminated by reducing the sensitivity of the device, but what the test and makes it difficult to evaluate the signals (Krautkrämer; materials testing with ultrasound; 4th edition; 1980; Pages 367 to 372).

Es ist ferner ein Verfahren zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden befindlichen Kegelgewinden entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt, bei dem die Ultraschallschwingungen an der Stirnseite des Kegelgewindes eingeführt und längs des Umfanges der Stirnseite des Kegelgewindes abgetastet werden (siehe z. B. Sammelband von wissenschaftlichtechnischen Referaten »Maschinen- und Erdölausrüstungen«, H. II, Moskau, WNIIOENG, 1973, Seite 22).It is also a method for ultrasonic testing of tapered threads on pipe ends accordingly the preamble of claim 1 known, in which the ultrasonic vibrations at the Front face of the tapered thread introduced and scanned along the circumference of the face of the tapered thread (see, for example, the anthology of scientific and technical papers on »Machine and Petroleum Equipment«, H. II, Moscow, WNIIOENG, 1973, page 22).

Da von den Gewindegängen zusätzliche Signale erzeugt werden, wird die Genauigkeit der Prüfung herabgesetzt. As additional signals are generated by the threads, the accuracy of the test is reduced.

Aus dem DE-GM 70 34 725 und der US-PS 38 44 164 sind Vorrichtungen zum Prüfen von Schweißphasen einer Rundnaht bekannt, bei der ein Sensorkopf mit am Rohrrand abrollenden Rollen der kreisförmigen Naht durch Drehen des Rohres bzw. durch Eigenbewegung folgtDE-GM 70 34 725 and US-PS 38 44 164 are devices for testing welding phases of a Known circular seam, in which a sensor head with rollers of the circular seam rolling on the pipe edge by turning the pipe or by moving it itself

Es ist ferner eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden vorgesehenen Kegelgewinden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 2 bekannt, die eine Führung mit einem Piezowandler, einem Stutzen zum Zuführen einer Kontaktflüssigkeit und einer an der Rohrwandung abrollenden Mitnehmergruppe aufweist (SU-Urheberschein Nr. 4 73 802). Bei der genannten Vorrichtung ist die Mitnehmergruppe in Form von Hebeln mit Rollen und einem bewegbaren Griff mit gabelförmigen Zugstangen an seinen Enden ausgebildet, die in Führungsnuten von Tragbacken angeordnet sind und mit den Hebeln zusammenwirken. Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann der Piezowandler jedoch nur an der Oberfläche von Rohren mit einem Durchmesser bis zu 146 mm angeordnet werden.It is also a device for ultrasonic testing of tapered threads provided on pipe ends according to FIG the preamble of claim 2 known that a guide with a piezo transducer, a nozzle for supplying a contact liquid and a driver group rolling on the pipe wall (SU Copyright Certificate No. 4 73 802). In the device mentioned, the driver group is in the form of Levers with rollers and a movable handle with fork-shaped tie rods formed at its ends, which are arranged in guide grooves of supporting jaws and interact with the levers. With help However, this device can only use the piezo transducer on the surface of tubes with a diameter up to 146 mm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß zur Steigerung der Prüfgenauigkeit nur die von einem Fehler herrührenden Signale empfangen werden bzw. daß Rohre mit einer Wanddicke bis zu 90 mm unter exakter Ausrichtung der Vor- richtung relativ zum Rohrgewinde geprüft werden können. The invention is based on the object of the method and the device of the generic type to be further developed in such a way that to increase the test accuracy only the signals originating from an error received or that pipes with a wall thickness of up to 90 mm with exact alignment of the direction relative to the pipe thread can be checked.

Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 beschrie-According to the method, this task is described in the characterizing part of claim 1.

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benen Maßnahmen sowie vorrichtungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 2 beschriebenen Merkmale gelöst.related measures as well as according to the device described in the characterizing part of claim 2 Features solved.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, daß keine Signale von den Gewindegängen dank einer dem Neigungswinkel des Gewindes entsprechenden Wahl des öffnungswinkels des vom Wandle- ausgesendeten Strahles empfangen werden. Auf dem Schirm des Gerätes erscheint lediglich das von einem Defekt bzw. Fehler ausgehende Signal, wodurch die Prüfgenauigkeit gesteigert werden kann.The inventive method makes it possible that no signals from the threads thanks to one of the Angle of inclination of the thread corresponding choice of the opening angle of the one emitted by the Wandle- Ray are received. The only thing that appears on the screen of the device is that of a defect or error outgoing signal, whereby the test accuracy can be increased.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Kegelgewinde von Rohren mit einer Wanddicke bis zu 90 mm geprüft werden. Gleichzeitig kann die Genauigkeit der Prüfung erhöht und eine genaue Ausrichtung der Vorrichtung relativ zum Gewinde des Rohres gewährleistet werden.With the help of the device according to the invention, tapered threads of pipes with a wall thickness of up to 90 mm can be checked. At the same time, the accuracy of the test can be increased and accurate alignment the device can be guaranteed relative to the thread of the pipe.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden vorgesehenen Kegelgewinden, das zur Durchführung des Verfahrens dient, im Längsschnitt,Fig. 1 shows an embodiment of the device for ultrasonic testing of provided at pipe ends Taper thread, which is used to carry out the procedure, in longitudinal section,

F i g. 2 das Ausführungsbeispiel der F i g. 1 in Richtung des Pfeiles A und F i g. 3 in Richtung des Pfeiles B. F i g. 2 shows the embodiment of FIG. 1 in the direction of arrow A and F i g. 3 in the direction of arrow B.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden 3 vorgesehenen Kegelgewinden besteht darin, daß man Ultraschallschwingungen an der Stirnseite 1 (Fig. 1) des Kegelgewindes 2 in den Rohrkörper einführt. Der Halbwertöffnungswinkel φΓ des eingeleiteten Bündels von Ultraschallschwingungen entspricht dem Anzugswinkel φ des Kegelgewindes 2 des Rohres 3. Dann werden die eingeführten Ultraschallschwingungen über die Umfangslänge der Stirn 1 des Kegelgewindes 2 abgetastet und die von einem Fehler des Kegelgewindes reflektierten Ultraschallschwingungen empfangen, nach denen der Fehler dann bewertet wird.The method according to the invention for ultrasonic testing of conical threads provided on pipe ends 3 consists in that ultrasonic vibrations are introduced into the pipe body on the end face 1 (FIG. 1) of the conical thread 2. The half-value opening angle φ Γ of the introduced bundle of ultrasonic vibrations corresponds to the tightening angle φ of the tapered thread 2 of the pipe 3. Then the introduced ultrasonic vibrations are scanned over the circumferential length of the face 1 of the tapered thread 2 and the ultrasonic vibrations reflected by a flaw in the tapered thread are received, after which the flaw is then assessed.

Der Halbwertöffnungswinkel φτ des eingeleiteten Bündels von Ultraschallschwingungen, der dem Anzugswinkel φ des Kegelgewindes 2 des Rohres 3 entspricht, wird nach der bekannten Formel bestimmt, wonach der Halbwertöffnungswinkel φΓ des Bündels der Ultraschallschwingungen bewußt gleich dem Anzugswinkel φ des am Rohrende vorgesehenen Kegelgewindes 2 angenommen wird:The half-value opening angle φ τ of the introduced bundle of ultrasonic vibrations, which corresponds to the tightening angle φ of the conical thread 2 of the pipe 3, is determined according to the known formula, according to which the half-value opening angle φ Γ of the bundle of ultrasonic vibrations is deliberately assumed to be equal to the tightening angle φ of the conical thread 2 provided at the end of the pipe will:

df =df =

0,61 · 0.61 CC.

Sin φ ' Sin φ '

5050

wobei gilt:where:

φ Anzugswinkel des Kegelgewindes (Grad); φ Tightening angle of the taper thread (degrees);

d Durchmesser des Piezoelementes des Piez.owandlers(mm); d diameter of the piezo element of the piezo transducer (mm);

/ Arbeitsfrequenz der Ultraschallschwingungen, (MHz);/ Working frequency of ultrasonic vibrations, (MHz);

C Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Ultraschallschwingungen im Rohrkörper (m/sek) (s. z. B. A. K. eo Gurevich, I. N. Ermolov »Ultraschallprüfung von Schweißnähten« Kiew, Verlag »Technik«, 1972, S. 14). C Speed of propagation of ultrasonic vibrations in the pipe body (m / sec) (see BAK eo Gurevich, IN Ermolov "Ultrasonic testing of welds" Kiev, Verlag "Technik", 1972, p. 14).

Unter dieser Bedingung pflanzen sich die Ultraschallschwingungen parallel zum Boden des Gewindeganges des Kegelgewindes 2 fort, und beim Vorhandensein eines Fehlers in dem Kegelgewinde wird von den Ultraschallschwingungen ein impuls erzeugt, der eine Information über das Vorhandensein des Fehlers trägtUnder this condition, the ultrasonic vibrations are planted parallel to the bottom of the thread of the taper thread 2 continues, and if there is a defect in the taper thread, the ultrasonic vibrations a pulse is generated which carries information about the presence of the fault

Die Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden vorgesehenen Kegelgewinden, mit der das oben beschriebene Verfahren durchgeführt wird, umfaßt eine U-förmige Führung 6 (F i g. 2) mit einem an dieser angeordneten Piezowandler 5, Stutzen 7 zum Zuführen einer Kontaktflüssigkeit über Schläuche 8 und einer Mitnehmergruppe 9 (Fig. 1). Die Mitnehmergruppe 9, die an der Rohrwandung abrollt, enthält an der Führung 6 drei senkrecht zu dieser angeordnete Rollen 10 und U. Die eine Rolle 10, die an dem Kegelgewinde 2 angeordnet wird, ist mit der Führung 6 starr verbunden und kegelförmig entsprechend dem Anzugswinkel φ des Kegelgewindes 2 des Rohres 3 ausgebildet.The device for ultrasonic testing of tapered threads provided on pipe ends, with which the above-described method is carried out, comprises a U-shaped guide 6 (FIG. 2) with a piezo transducer 5, nozzle 7 arranged on this, for supplying a contact fluid via hoses 8 and a driver group 9 (Fig. 1). The driver group 9, which rolls on the pipe wall, contains on the guide 6 three rollers 10 and U arranged perpendicular to it. The one roller 10 which is arranged on the tapered thread 2 is rigidly connected to the guide 6 and is conical according to the tightening angle φ of the taper thread 2 of the tube 3 is formed.

Die zwei anderen Rollen 11 (Fig. 1, 2) sind zylinderförmig ausgebildet, rollen an der dem Kegelgewinde abgewandten Rohrwandung ab und sind mit der kegelförmigen Rolle 10 über die Führung 6 bewegbar verbunden. The two other rollers 11 (Fig. 1, 2) are cylindrical formed, roll on the pipe wall facing away from the conical thread and are with the conical Roller 10 is movably connected via guide 6.

Die kegelförmige Rolle 10 ist mittels einer Buchse 13 und einer Achswelle 14 an einer Konsole 12 befestigt. Die Konsole 12 ist ihrerseits an der Führung 6 befestigt. An der der Befestigungsstelle der Konsole 12 gegenüberliegenden Seite ist an der Führung 6 ein Griff 16 mittels eines Stifts 15 befestigt. Die zylinderförmigen Rollen 11 sind an einer Konsole 17 befestigt, die an der Führung 6 bewegbar angeordnet ist. Die Konsole 17 (Fig.2) ist mit der Konsole 12 mittels Federn 18 verbunden, und deren Bewegung über die Führung 6 ist durch eine Fixierungsleiste 19 begrenzt. An der der Befestigungsstelle der Konsole 17 (Fig. 1) gegenüberliegenden Seite ist an der Führung 6 ein Griff 21 mittels eines Stifts 20 befestigt.The conical roller 10 is connected by means of a bush 13 and an axle shaft 14 attached to a bracket 12. The console 12 is in turn attached to the guide 6. On the side opposite the fastening point of the console 12, there is a handle 16 on the guide 6 attached by means of a pin 15. The cylindrical rollers 11 are attached to a bracket 17 which is attached to the Guide 6 is movably arranged. The console 17 (Fig. 2) is connected to the console 12 by means of springs 18, and their movement over the guide 6 is limited by a fixing strip 19. At the point of attachment the console 17 (Fig. 1) opposite side is a handle 21 on the guide 6 by means a pin 20 attached.

Der Piezowandler 5 ist an einem Schlitten 22, der an der Führung 6 bewegbar und relativ zu der kegelförmigen Rolle 10 verstellbar angebracht ist, angeordnet und erzeugt in Längsrichtung des Rohrendes 3 Schwingungen. The piezo transducer 5 is on a slide 22, which is movable on the guide 6 and relative to the conical Roller 10 is adjustably attached, arranged and generates 3 vibrations in the longitudinal direction of the pipe end.

Der Piezowandler 5 selbst enthält das obengenannte Piezoelement 4, das an ein Defektoskop (nicht dargestellt) mittels eines Kabels 23 angeschlossen wird. Das Piezoelement 4 ist auf einen Dämpfer 24 aufgeklebt und im Gehäuse 25 untergebracht. In den Schlitten 22 ist eine Buchse 26 mit einer Schutzeinrichtung 27 und einem Gelenk 28 eingebaut, in dem der Wandler 5 vorgesehen ist. An dem Schlitten 22 (Fig.3) sind zwei Fixierungsschrauben 29 und 30 vorgesehen, von denen die eine Fixierungsschraube 29 zur Fixierung des Schlittens 22 relativ zu der kegelförmigen Rolle 10 und die andere Fixierungsschraube 30 zur Einstellung des Winkels für die Einführung von Ultraschallschwingungen in den Rohrkörper an der Stirnseite 1 des Kegelgewindes 2 dient.The piezo transducer 5 itself contains the above-mentioned piezo element 4, which is attached to a defectoscope (not shown) is connected by means of a cable 23. The piezo element 4 is glued to a damper 24 and housed in the housing 25. In the carriage 22 is a socket 26 with a protective device 27 and a Joint 28 installed, in which the transducer 5 is provided. There are two fixing screws on the carriage 22 (FIG. 3) 29 and 30 are provided, one of which is a fixing screw 29 for fixing the carriage 22 relative to the conical roller 10 and the other fixing screw 30 for adjusting the angle for the introduction of ultrasonic vibrations into the tubular body at the end face 1 of the tapered thread 2 serves.

Die Federn 18 sind an der Führung 6 und an der Konsole 17 mittels Stützen 31 befestigt.The springs 18 are attached to the guide 6 and to the bracket 17 by means of supports 31.

Die Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden vorgesehenen Kegelgewinden, welche zur Durchführung des Verfahrens dient, hat folgende Wirkungsweise: The device for ultrasonic testing of tapered threads provided on pipe ends, which are used for Is used to carry out the procedure, has the following mode of action:

Mittels der Griffe 16 und 21 (F i g. 1) werden die Konsolen 12 und 17, an denen eine kegelförmige Rolle 10 bzw. zylinderförmige Rollen 11 befestigt sind, zur Aufnahme der Stirn 1 des Kegelgewindes 2 des Rohres 3 auseinandergeschoben. Die Rollen 10 und 11 werden mittels der Federn 18 angedrückt, weil die Konsole 17 mit den zylinderförmigen Rollen 11 und dem Griff 21 über die U-förmige Führung 6 relativ zu der kegelförmi-By means of handles 16 and 21 (FIG. 1), the consoles 12 and 17, on which a conical roller 10 and cylindrical rollers 11 are attached, for receiving the end 1 of the taper thread 2 of the tube 3 pushed apart. Rolls 10 and 11 become pressed by means of the springs 18, because the console 17 with the cylindrical rollers 11 and the handle 21 via the U-shaped guide 6 relative to the conical

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gen Rolle 10 bewegbar angeordnet ist. Die Konsole 12 mit der kegelförmigen Rolle 10 ist mit der U-förmigen Führung 6 starr verbunden. Dabei werden die kegelförmige Rolle 10 auf das Gewinde 2 und die Rolle 11 auf den zylinderförmigen Teil des Rohres aufgeschraubt, d. h. bei der Prüfung des Nippelgewindeteiles des Rohres befindet sich die kegelförmige Rolle 10 an dem Außengewinde des Rohres, bei der Prüfung des Muffengewindeteiles aber am Innengewinde des Rohres. Der Wandler 5 befindet sich dabei an der Stirnseite 1 des Kegelgewindes 2. Über Schläuche 8 und Stutzen 7 (Fig. 2) wird in die Zone der Ultraschallschwingungen, die durch den Piezowandler 5 ausgestrahlt werden, eine Kontaktflüssigkeit zugeführt.gene roller 10 is movably arranged. The console 12 with the conical roller 10 is U-shaped Guide 6 rigidly connected. The conical roller 10 is on the thread 2 and the roller 11 screwed on the cylindrical part of the tube, d. H. when checking the nipple thread part of the pipe the conical roller 10 is located on the external thread of the pipe when testing the socket thread part but on the internal thread of the pipe. The converter 5 is located on the end face 1 of the Taper thread 2. Hoses 8 and nozzles 7 (Fig. 2) are used in the zone of ultrasonic vibrations, which are emitted by the piezo transducer 5, a contact liquid is supplied.

Dann wird der Piezowandler 5 (Fi g. 1) an der Stirnseite 1 des Kegelgewindes derart angebracht, daß auf dem Schirm des Defektoskopes (in der F i g. nicht wiedergegeben) keine Signale erscheinen, die vom Boden des Gewindeganges des Kegelgewindes 2 herrühren. Da der Schlitten 22 (F i g. 3) mit dem Wandler 5 mittels der Schraube 29 relativ zu der kegelförmigen Rolle 10 festgestellt wird, werden die vom Wandler 5 ausgestrahlten Ultraschallschwingungen bei der Bewegung der Vorrichtung über die Umfangslinie des Kegelgewindes 2 (Fig. 1) immer im gleichen Abstand vom Boden des Gewindeganges des Kegelgewindes 2 passieren. Dadurch wird die Genauigkeit der Prüfung erhöht.Then the piezo transducer 5 (Fi g. 1) is attached to the end face 1 of the tapered thread in such a way that on no signals from the floor appear on the screen of the defectoscope (not shown in the figure) of the thread turn of the taper thread 2 originate. Since the carriage 22 (FIG. 3) with the converter 5 by means of the screw 29 is determined relative to the conical roller 10, the emitted by the transducer 5 are Ultrasonic vibrations when the device moves over the circumference of the tapered thread 2 (Fig. 1) always pass at the same distance from the bottom of the thread of the taper thread 2. This increases the accuracy of the test.

Die Genauigkeit der Prüfung wird auch dadurch erhöht, daß das Bündelungsdiagramm des Piezowandlers 5 derart gewählt wird, daß der Halbwertöffnungswinkel Ordern Anzugswinkel φ des Gewindes 2 entspricht. Unter diesen Bedingungen pflanzen sich die Ultraschallschwingungen am Rohrende 3 parallel zum Boden des Gewindeganges des Gewindes 2 fort. Die Berechnungen werden nach der oben angeführten Formel:The accuracy of the test is also increased in that the bundling diagram of the piezo transducer 5 is selected in such a way that the half-value opening angle Ordern corresponds to the tightening angle φ of the thread 2. Under these conditions, the ultrasonic vibrations are propagated at the pipe end 3 parallel to the bottom of the thread turn of the thread 2. The calculations are based on the above formula:

df =df =

0,61 · C
Sin φ
0.61 · C
Sin φ

rohrgewinden aller Typengrößen verwendet werden, weil die zylinderförmigen Rollen 11 (Fig. 1), welche mit der kegelförmigen Rolle 10 kinematisch verbunden sind, von dieser Rolle auf eine Länge weggeschoben werden können, die der Länge der U-förmigen Führung 6 gleich ist, welche, ihrerseits, in Abhängigkeit von der Wanddikke des Rohrendes 3 gewählt wird.pipe threads of all type sizes are used because the cylindrical rollers 11 (Fig. 1), which with the conical roller 10 are kinematically connected, are pushed away from this roller to a length can, which is equal to the length of the U-shaped guide 6, which, in turn, depending on the wall thickness of the pipe end 3 is selected.

Zur Prüfung von Bohrrohren mit unterschiedlichen Kegelgewinde-Winkeln ist eine entsprechende kegelförmige Rolle 10 zu verwenden.For testing drill pipes with different taper thread angles, a corresponding tapered Use roll 10.

Die Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Rohrkegelgewinden, die zur Durchführung des Verfahrens dient, gestattet es, die Prüfung von Bohrrohrkegelgewinden aller Typengrößen durchzuführen, weil von den ausschiebbaren Rolle die Wanddicken der Rohre aller Typengrößen erlaßt werden können.The device for the ultrasonic testing of pipe taper threads, which is used to carry out the method serves, allows the testing of tapered drill pipe threads of all types because of the extendable roller the wall thicknesses of pipes of all types can be waived.

Die genannte Vorrichtung hat eine einfache konstruktive Ausführung und ist betriebssicher. Ferner können Rohre mit Produktionsfehlern rechtzeitig ausgesondert und somit die technisch-ökonomischen Kennwerte bei der Niederbringung von Bohrungen erhöht werden.The device mentioned has a simple design and is operationally reliable. Furthermore can Pipes with production defects are sorted out in good time and thus the technical and economic parameters be increased when drilling holes.

3535

4040

durchgeführt.carried out.

Da sich in der Nähe des Piezoelementes 4 die Ultraschallschwingungen fast ohne Divergenz fortpflanzen, ist hinter diesem eine mechanische Verzögerung in Form der Werkstoffschicht des Gehäuses 25 des Wandlers 5 vorgesehen, deren Dicke in Übereinstimmung mit der Nahzone (Fresnel-Zone) gewählt ist. Dabei pflanzen sich die Ultraschallschwingungen, beginnend an der Stirnseite 1 des Kegelgewindes 2 im Rohrkörper parallel zum Boden des Gewindeganges des Kegelgewindes 2 fort.Since in the vicinity of the piezoelectric element 4, the ultrasonic vibrations propagate almost without divergence, behind this there is a mechanical delay in Form of the material layer of the housing 25 of the transducer 5 is provided, the thickness of which in accordance with the near zone (Fresnel zone) is selected. Plant at the same time the ultrasonic vibrations, starting at the end face 1 of the taper thread 2 in the pipe body, are parallel to the bottom of the thread turn of the taper thread 2 continued.

Der Wandler 5 liegt während der Prüfung des Gewindeteiles auch bei unterschiedlichen Rohrwänden im gleichen Abstand vom Boden des Gewindeganges des Gewindes 2, weil er relativ zur kegelförmigen Rolle 10 festgestellt wird, die während der Prüfung an der Oberfläche des Kegelgewindes 2 abwälztDuring the test of the threaded part, the transducer 5 is located in the pipe even if the pipe walls are different the same distance from the bottom of the thread turn of the thread 2, because it is relative to the conical roller 10 is found, which rolls on the surface of the taper thread 2 during the test

Beim Verschleiß der Stirnfläche des Kegelgewindes 2 und bei einer Abweichung derselben von der senkrechten Stellung relativ zu der Längsachse des Rohrendes 3 wird der Winkel für die Einführung der Ultraschallschwingungen geändert. Zur Einstellung des Winkels für die Einführung der Schwingungen kann der Wandler 5 in diesem Fall in Längsebenen des Rohrendes 3 schwingen, da er an einem Gelenk 28 angeordnet ist, das mittels einer Schraube 30 (F i g. 3) im Schlitten 22 befestigt wird.When the face of the tapered thread 2 is worn and when it deviates from the vertical Position relative to the longitudinal axis of the pipe end 3 is the angle for the introduction of the ultrasonic vibrations changed. The transducer can adjust the angle at which the vibrations are introduced 5 swing in this case in the longitudinal planes of the pipe end 3, since it is arranged on a joint 28 that is fastened in the slide 22 by means of a screw 30 (FIG. 3).

Die Vorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens dient, kann zur Prüfung von kegelförmigen Bohr-Hierzu 2 Blatt ZeichnungenThe device used to carry out the method can be used to test conical drilling tools 2 sheets of drawings

Claims (1)

33 Ol 329 Patentansprüche:33 Ol 329 claims: 1. Verfahren zur Ultraschallprüfung von an Rohrenden vorgesehenen Kegelgewinden, bei dem1. Procedure for ultrasonic testing of pipe ends provided taper threads, in which — Ultraschallschwingungen an der Stirnseite des Kugelgewindes eingeleitet,- Ultrasonic vibrations initiated on the face of the ball screw, — die Ultraschallschwingungen längs des Umfangs der Stirnseite des Kegelgewindes abgetastet und- The ultrasonic vibrations are scanned along the circumference of the face of the tapered thread and — die von einem Fehler des Kegelgewindes reflektierten Ultraschallschwingungen zur Bewertung des Fehlers empfangen werden,- which reflected from an error in the taper thread Ultrasonic vibrations are received to assess the fault,
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