DE4008300A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen zerstoerungsfreien untersuchung von stangenfoermigen prueflingen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen zerstoerungsfreien untersuchung von stangenfoermigen prueflingenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren als auch eine
Vorrichtung zur kontinuierlichen zerstörungsfreien Untersu
chung von stangenförmigen Prüflingen aus Eisen enthaltenden
Werkstoffen auf spezifizierte Qualitätsmerkmale entsprechend
den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.
Stangenförmige Prüflinge, insbesondere in Form von Rohren,
werden zur Absicherung der in entsprechenden Spezifikationen
beschriebenen Qualitätsmerkmale im Durchlaufverfahren nach
vorgegebenen Standards auf Fehler hin untersucht. Die hier
bei überwiegend angewendeten Prüfverfahren beruhen einer
seits auf der Magnetinduktion und andererseits auf der
Akustik.
In beiden Fällen wird eine mit einem Prüfblock gekoppelte
Prüfelektronik zunächst mit Hilfe eines Prüfnormals kali
briert, das mit künstlichen Fehlern definierter Größe ausge
stattet ist. Wenn das Prüfnormal in den Prüfblock einge
bracht wird, erzeugen die künstlichen Fehler durch Änderung
des Magnetfelds (magnetinduktives Verfahren) bzw. durch
Reflektion (akustisches Verfahren) charakteristische Sig
nale. Die Amplitudenhöhe dieser Signale wird durch geeignete
Stellglieder in der Prüfelektronik so eingerichtet, daß zwei
Ansprechbereiche gebildet werden, die jeweils einer bestimm
ten Sortiermulde zugeordnet sind. Eine Sortiermulde nimmt
die für gut befundenen und die andere Sortiermulde die mit
Fehlern behafteten Prüflinge auf.
Die in der Regel in einer auch als Materialpuffer dienenden
Abrufstation befindlichen Prüflinge (z. B. Rohre) werden
nacheinander von der Abrufstation auf einen Rollgang verla
gert und auf diesem mit einer definierten Translationsge
schwindigkeit durch den Prüfblock transportiert. Alle Prüf
linge, die dann im Prüfsystem Prüfblock-Prüfelektronik Sig
nale mit einer Amplitudenhöhe erzeugen, die gleich oder
größer als die der Amplitudenhöhe des Prüfnormals ist, wer
den nach dem Verlassen des Prüfblocks in der Sortiermulde
für die Ausfallprüflinge abgelegt. Diejenigen Prüflinge,
welche keine oder eine kleinere Amplitudenhöhe als die des
Prüfnormals hervorrufen, werden hingegen in der Sortiermulde
für die fehlerfreien Prüflinge abgelegt.
Die Praxis hat nun gezeigt, daß sich unter den Ausfallprüf
lingen ein relativ hoher Anteil befindet, bei dem während
der Prüfung nur Pseudofehler signalisiert worden sind. Um
diesem Sachverhalt Rechnung zu tragen, werden in aller Regel
die Ausfallprüflinge auf derselben Prüfvorrichtung unter
Beibehaltung der Prüfbedingungen einer nochmaligen Untersu
chung unterzogen, um hierbei möglichst alle während des
voraufgegangenen Prüfdurchgangs signalisierten Pseudofehler
zu eliminieren. Pseudofehler können durch externe Störein
flüsse, wie z. B. Steuerimpulse, durch Schaltvorgänge aus
gelöste Induktionen, durch ungleichmäßige und/oder unruhige
Translation, durch eine außermittige Führung oder auch durch
von außen einwirkende Schläge bzw. Stöße auf die Prüflinge
entstehen. Derartige Störeinflüsse erzeugen in der Prüfelek
tronik Impulse, die in der Auswerteelektronik als Fehler
signal bewertet werden und die Prüflinge dann als fehlerhaft
identifizieren.
Nachteilig an dem bekannten Verfahren und der dabei zur
Anwendung gelangenden Vorrichtung ist in der Hauptsache
die in zeitlichen Abständen zu der Erstprüfung stattfindende
Wiederholungsprüfung. Abgesehen davon, daß nicht nur jeder
Ausfallprüfling noch einmal als solcher besonders gekenn
zeichnet einem Qualitätstest unterzogen werden muß, wozu
entsprechende Transportmittel und Transportwege mit Puffer
zonen bereitgestellt werden müssen, hat die Wiederholungs
prüfung insbesondere bei verketteten Produktionsanlagen
erhebliche negative Auswirkungen auf die der Prüfvorrichtung
vor- oder nachgeschalteten Produktionsaggregate, wenn die
Prüfvorrichtung in eine taktmäßig fixierte Produktionslinie
integriert ist. Außerdem kann im bekannten Fall auch keine
exakte Wechselbeziehung zwischen den von der Prüfelektronik
angezeigten Signalen und den diversen Fehlertypen an den
Prüflingen hergestellt werden. Eine auf bestimmte Fehler
typen abgestellte Nachbearbeitung der als fehlerhaft iden
tifizierten Prüflinge ist im wesentlichen ausgeschlossen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das im Oberbegriff
des Anspruchs 1 beschriebene Verfahren bzw. die im Oberbe
griff des Anspruchs 2 definierte Vorrichtung so zu verbes
sern, daß unter Sicherstellung einer zumindest mittelbaren
Signal-Fehler-Korrelation eine Wiederholungsprüfung vermie
den und dadurch das wirtschaftliche Ausbringen pro Zeitein
heit erhöht werden kann.
Die Lösung dieses Problems besteht nach der Erfindung hin
sichtlich des verfahrensmäßigen Teils in den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 und in bezug auf den gegenständ
lichen Teil in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2.
Der Abstand der in Reihe hintereinander angeordneten und
mechanisch entkoppelten Prüfblöcke wirkt sich auf die Bau
länge bzw. auf die Konzeption der gesamten Prüflinie und die
einzusetzende Prüf- und Auswerteelektronik aus. Selbstver
ständlich sind die beiden Prüfblöcke abstandsveränderbar.
Wird nunmehr ein Prüfling, z. B. ein Rohr, durch die Prüf
linie geführt und von dem Prüfling im ersten Prüfblock kein
Fehlersignal erzeugt, so durchläuft der Prüfling den zweiten
Prüfblock, ohne daß dieser aktiviert wird. Nach dem Ver
lassen des zweiten Prüfblocks gelangt der Prüfling durch
entsprechende Kopplung der Prüfelektronik mit der nachge
schalteten Sortierstation in die Gutmulde.
Erzeugt ein Prüfling im ersten Prüfblock ein Fehlersignal,
das innerhalb der Prüfelektronik nach Signalart und Signal
ort differenziert wird, so führt dies zu einer Aktivierung
des zweiten Prüfblocks. Durchläuft nun der Prüfling den
zweiten Prüfblock, so müßte zur Bestätigung des Fehlersig
nals durch die Prüfelektronik sowohl die Signalart als auch
der Signalort, bezogen auf die Länge des Prüflings, bestä
tigt werden.
Werden die im ersten Prüfblock ermittelte Signalart und der
Signalort von dem zweiten Prüfblock nicht bestätigt, so wird
das in der Prüfelektronik anstehende Fehlersignal gelöscht
und der Prüfling der Gutmulde zugeführt. Die Erfindung geht
in diesem Fall davon aus, daß während der Prüfung im ersten
Prüfblock entweder externe Störeinflüsse vorlagen oder es
sich um einen Pseudofehler handelte.
Treten hingegen in beiden Prüfblöcken unterschiedliche Sig
nalarten auf, so wird das Fehlersignal der jeweils höheren
Reproduzierbarkeit bewertet und der Prüfling entweder der
jenigen Ausfallmulde zugeleitet, welche hinsichtlich der
Nacharbeitsfähigkeit des Prüflings auf die vorerwähnte Re
produzierbarkeit abgestimmt ist oder der Ausfallmulde, die
den nicht mehr nacharbeitsfähigen Ausschuß aufnimmt.
Ein bedeutender Vorteil der Erfindung ist zunächst der Sach
verhalt, daß eine erhebliche Erhöhung der Prüfkapazität
erzielt wird, da die Prüflinge in einem einzigen Prüfdurch
gang einer Mehrfachprüfung unterzogen werden. Dieser enorme
wirtschaftliche Vorteil macht sich insbesondere bei verket
teten Produktionslinien bemerkbar, in welche die erfindungs
gemäße Prüfvorrichtung integriert sein kann. Die Kapazitäts
erhöhung entspricht dabei der Menge, die ohne Einsatz der
Erfindung einer Wiederholungsprüfung unterzogen würde.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Unterscheidungs
möglichkeit nach echten (reproduzierbaren) und unechten
(nicht reproduzierbaren) Fehlersignalen durch die besondere
logische Verknüpfung der beiden Prüfblöcke mit der Prüfelek
tronik. Auch können durch die Prüflogik externe Störeinflüsse
weitgehend kompensiert und es kann eine starke Reduzierung
des Pseudoausfalls erreicht werden. Darüber hinaus ist eine
einwandfreie Selektion von Grenzfehlern durch die Errichtung
von Mehrfachschwellen in den Prüfblöcken bzw. in der Prüf
elektronik erreichbar. Schließlich kann eine verbesserte
Aussage über die Qualität der Prüflinge sowie über die Qua
lität der Prüfung an sich durch eine eingebaute Redundanz
erreicht werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Mit 1 ist in der Zeichnung eine Abrufstation bezeichnet,
in der sich mehrere Prüflinge in Form von Rohren befinden.
Die Abrufstation 1 bildet auch einen Materialpuffer, wenn
sie in eine verkettete Produktionsanlage eingegliedert ist.
In Längsrichtung der Abrufstation 1 erstreckt sich ein ge
schwindigkeitsregulierbarer Rollgang 2 bis zu einer Sortier
station 3. Die Sortierstation 3 umfaßt eine Gutmulde 4, eine
Ausfallmulde 5 für einen nacharbeitsfähigen Fehlertyp A
eines Prüflings, eine Ausfallmulde 6 für einen nacharbeits
fähigen Fehlertyp B eines Prüflings sowie eine Ausfallmulde
7 für nicht mehr nacharbeitsfähige, also zum Ausschuß zäh
lende Prüflinge.
Zwischen der Abrufstation 1 und der Sortierstation 3 sind im
Verlauf des Rollgangs 2 zwei Prüfblöcke 8, 9 mit einem Ab
stand X in Reihe hintereinander angeordnet. Die beiden ab
standsveränderbaren Prüfblöcke 8, 9 sind einerseits unter
einander mechanisch entkoppelt und andererseits mit einer
sowohl die Signalart als auch den Signalort an einem Prüf
ling, bezogen auf die Prüflingslänge, bewertenden Prüfelek
tronik 10 logisch verknüpft.
Gelangt ein Prüfling von der Abrufstation 1 auf den Rollgang
2, so wird der Prüfling durch den Rollgang 2 zunächst durch
den Prüfblock 8 bewegt. Erzeugt der Prüfling im Prüfblock
8 kein Fehlersignal, so bleibt der nachgeschaltete Prüfblock
9 inaktiviert und der Prüfling wird nach Erreichen der Sor
tierstation 3 in die Gutmulde 4 abgelegt. Dies geschieht
durch eine entsprechende Verknüpfung der Sortierstation 3
mit der Prüfelektronik 10.
Erzeugt der Prüfling im ersten Prüfblock 8 ein Fehlersignal,
das innerhalb der Prüfelektronik 10 nach Signalart und Sig
nalort differenziert wird, so wird auch der nachgeschaltete
Prüfblock 9 aktiviert. Durchläuft der Prüfling nun den nach
geschalteten Prüfblock 9, so muß in diesem sowohl die Signal
art als auch der Signalort, bezogen auf die Länge des Prüf
lings, bestätigt werden.
Werden die durch den ersten Prüfblock 8 ermittelte Signalart
und Signalort von dem zweiten Prüfblock 9 nicht bestätigt,
so wird das in der Prüfelektronik 10 anstehende Fehlersignal
gelöscht und der Prüfling ebenfalls in der Gutmulde 4 der
Sortierstation 3 abgelegt. In diesem Fall ist davon auszu
gehen, daß während der Prüfung im ersten Prüfblock 8 entwe
der externe Störeinflüsse vorlagen oder es sich um einen
Grenzfehler handelte.
Treten bei der Prüfung in beiden Prüfblöcken 8, 9 unter
schiedliche Signalarten auf, so wird der Prüfling mit dem
Fehlersignal der höheren Reproduzierbarkeit bewertet und
in der entsprechenden Ausfallmulde 5-6 oder der Ausschuß
aufnehmenden Ausfallmulde 7 abgelegt.
Das Kalibrieren der Prüfelektronik 10 geschieht im Einricht
betrieb dadurch, daß ein mit künstlichen Fehlern definierter
Größe versehenes Prüfnormal in die Prüfblöcke 8, 9 einge
bracht wird. Hierbei erzeugen die künstlichen Fehler durch
Änderung des Magnetfelds beim magnetinduktiven Verfahren
bzw. durch Reflektion beim akustischen Verfahren charakte
ristische Signale, deren Amplitudenhöhe durch Stellglieder
in der Prüfelektronik 10 verändert werden kann. In der Regel
wird die Amplitudenhöhe durch Änderung der Geräteempfind
lichkeit so gewählt, daß bei Erreichen der gestaffelten
Ansprechschwellen die nachgeschaltete Gutmulde 4 bzw. die
Ausfallmulden 5-7 angesteuert werden.
Bezugszeichenaufstellung
1 - Abrufstation
2 - Rollgang
3 - Sortierstation
4 - Gutmulde
5 - Ausfallmulde
6 - Ausfallmulde
7 - Ausfallmulde
8 - Prüfblock
9 - Prüfblock
10 - Prüfelektronik
X - Abstand zwischen 8 und 9
2 - Rollgang
3 - Sortierstation
4 - Gutmulde
5 - Ausfallmulde
6 - Ausfallmulde
7 - Ausfallmulde
8 - Prüfblock
9 - Prüfblock
10 - Prüfelektronik
X - Abstand zwischen 8 und 9
Claims (2)
1. Verfahren zur kontinuierlichen zerstörungsfreien Unter
suchung von stangenförmigen Prüflingen aus Eisen enthalten
den Werkstoffen auf spezifizierte Qualitätsmerkmale, bei
welchem die Prüflinge mit definierter Translationsgeschwin
digkeit durch einen mit einer Prüfelektronik (10) gekoppel
ten Prüfblock (8) bewegt, in diesem fortlaufend gegen vorab
in der Prüfelektronik (10) kalibrierte künstliche Fehler
definierter Größe verglichen und nach dem Verlassen des
Prüfblocks (8) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Ver
gleichsprüfung klassifiziert werden, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Prüflinge durch mindestens
zwei in Reihe hintereinander angeordnete, miteinander sowie
mit der Prüfelektronik (10) logisch verknüpfte Prüfblöcke
(8, 9) bewegt, dabei sowohl hinsichtlich der Signalart als
auch des Signalorts eines Fehlertyps, bezogen auf die Länge
des jeweiligen Prüflings, bewertet werden und nach dem Ver
lassen des zweiten Prüfblocks (9) entweder hinsichtlich
der in bezug auf ihre Signalcharakteristik differenzierten
Fehlertypen sortiert oder für gut befunden abgelegt werden.
2. Vorrichtung zur kontinuierlichen zerstörungsfreien Unter
suchung von stangenförmigen Prüflingen aus Eisen enthalten
den Werkstoffen auf spezifizierte Qualitätsmerkmale, die
eine Abrufstation (1) für die Prüflinge, eine durch einen
geschwindigkeitsregulierbaren Rollgang (2) mit der Abrufsta
tion (1) verbundene Sortierstation (3) und einen im Längs
verlauf des Rollgangs (2) angeordneten Prüfblock (8) auf
weist, der mit einer hinsichtlich künstlicher Fehler defi
nierter Größe der Prüflinge kalibrierbaren Prüfelektronik
(10) gekoppelt ist, dadurch gekennzeich
net, daß dem Prüfblock (8) im Verlauf des Rollgangs (2)
ein weiterer vom ersten Prüfblock (8) mechanisch entkoppel
ter Prüfblock (9) in Reihe nachgeordnet ist, wobei die bei
den Prüfblöcke (8, 9) untereinander und mit der sowohl die
Signalart als auch den Signalort, bezogen auf die Prüflings
länge, bewertenden Prüfelektronik (10) logisch verknüpft
sind, und daß die Sortierstation (3) mit zumindest einer
Gutmulde (4) sowie mit mehreren auf verschiedene Fehlertypen
an den Prüflingen abgestimmten Ausfallmulden (5-7) versehen
ist.
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