Verfahren zum Feststellen von Fehlstellen in Werkstücken, insbesondere
in Schweißnähten Zum Feststellen von Fehlern in - Werkstücken auf elektromagnetischem
oder elektrischem Wege sind viele Vorschläge gemacht worden. Man kann das Werkstück
magne tisch durchfluten und bestimmt auf irgend eine Weise das an der Fehlerstelle
auftretende, gegenüber einer gesunden ' Stelle größere magnetische Spannungsgefälle.
Diese Methode hat den Nachteil,-daß die zur Messung dieses magnetischen Potentialgefälles
oder seines magnetischen Flusses verwandten Teile des Prüfgerätes von magnetischen
Streulinien beeinflußt -werden, die von anderen Teilen des magnetischen Kreises
herrühren und die Messung stören. Daher führt auch ohne besondere Schutzmittel nur
die Eisenfeilspäne-Methode von M. A. Roux zu brauchbaren Ergebnissen. Man kann das
Werkstück auch elektrisch durchfluten, indem man auf irgendeine Weise Strom durch
das Werkstück hindurchschickt und mittels Prüfelektroden den an der Fehlerstelle
auftretenden größeren Spannungsabfall mit Ziem Spannungsabfall an einer gesunden
Stelle vergleicht. Diese Methode hat den Nachteil, daß der Kontaktwiderstand der
Prüfelektroden nur in besonderen Fällen, z. B. bei blanken Eisenbahnschienen o.
dgl., konstant ist, während er in den weitaus überwiegenden Fällen weit größere
Änderungen aufweist, als die Änderungen des Widerstandes durch eine Fehlerstelle
betragen.Method for detecting imperfections in workpieces, in particular
in weld seams To detect defects in - workpieces on electromagnetic
or by electrical means, many proposals have been made. You can do the workpiece
flood through the magnetic table and somehow determine that at the point of failure
Occurring greater magnetic voltage gradients compared to a healthy place.
This method has the disadvantage -that it is necessary to measure this magnetic potential gradient
or its magnetic flux related parts of the tester of magnetic
Stray lines are influenced by other parts of the magnetic circuit
and interfere with the measurement. Therefore, even without special protective means only leads
the iron filings method of M. A. Roux to useful results. You can do it
Electrically flood the workpiece by passing electricity through it in some way
the workpiece is sent through and the test electrodes are used at the fault location
occurring larger voltage drop with Quite a voltage drop on a healthy one
Place compares. This method has the disadvantage that the contact resistance of the
Test electrodes only in special cases, e.g. B. with bare railroad tracks o.
Like., is constant, while in the vast majority of cases it is much larger
Has changes than the changes in resistance due to a fault
be.
Vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß an einer Fehlerstelle
der das Werkstück durchfließende Strom ausweichen muß, weil Lunker, Schlackeneinschlüsse,
geklebte Nähte o. dgl. einen großen Ohmschen Widerstand haben. Die ausbrechenden
Stromfäden müssen zwangsläufig Stromkomponenten ergeben, die senkrecht stehen auf
der allgemeinen Stromrichtung der unverletzten Teile. Diese Stromkomponenten erzeugen,
wie alle Stromfäden, magnetischeKraftlinien, welche in zur Stromrichtung in den
gesunden Teilen parallelen Ebenen verlaufen. Im Gegensatz dazu erzeugen die Stromfäden
der allgemeinen Stromrichtung magnetische Kraftlinien, deren Ebenen senkrecht zur,
allgemeinen Stromrichtung stehen. Bringt man an die Prüfstelle eine Prüfspule heran,
deren Achse parallel zur Hauptstromrichtung liegt, so werden die Windungsebenen
dieser Prüfspule parallel stehen zu den Ebenen der vom Strom erzeugten magnetischen
Kraftlinien. Diese magnetischen Kraftlinien können also weder bei ballistischer
Messung noch bei Durchflutung des Werkstückes mit Wechselstrom in der Prüfspule
eine elektromotorische Kraft hervorrufen. Fig.i zeigt die prinzipielle Anordnung
der Spule zur Stromrichtung an einer fehlerlosen Stelle. An gesunden Stellen des
Werkstückes zeigt also ein mit dieser Prüfspule verbundenes Galvanometer keinen.
Ausschlag. Kommt man mit der Prüfspule an eine Fehlerstelle, so wird die Spule von
magnetischen Kraftlinien durchsetzt, welche von den zur Hauptstromrichtung senkrechten
Komponenten der von der Fehlerstelle verdrängten Stromfäden erzeugt werden. Ändert
man jetzt auf irgendeine Weise die Stärke der Gesämtdurchflutung (ballistische oder
Wechselstrommethode), so
wird durch die Änderung des von den seitlich
ausbrechenden Strömen erregten Flusses in der Prüfspule ,eine Spannung induziert,
die ein mit dieser -Spüle verbundenes Galivanometer anzeigt.The present invention is based on the consideration that at a fault location
the current flowing through the workpiece has to evade, because voids, slag inclusions,
glued seams or the like have a high ohmic resistance. The erupting
Stream filaments must inevitably result in stream components that stand up vertically
the general direction of flow of the uninjured parts. These electricity components generate
like all current filaments, magnetic lines of force, which in the direction of the current in the
healthy parts run parallel planes. In contrast, the stream filaments generate
the general direction of current magnetic lines of force, the planes of which are perpendicular to
general direction of current. If you bring a test coil to the test center,
whose axis is parallel to the main flow direction, the winding planes become
this test coil are parallel to the levels of the magnetic generated by the current
Lines of force. These magnetic lines of force can therefore neither be ballistic
Measurement with alternating current flowing through the workpiece in the test coil
cause an electromotive force. Fig.i shows the basic arrangement
of the coil to the direction of the current at a faultless point. In healthy areas of the
A galvanometer connected to this test coil does not show any workpiece.
Rash. If you come to a point of failure with the test coil, the coil of
magnetic lines of force permeated, which of the perpendicular to the main current direction
Components of the current filaments displaced by the fault location are generated. Changes
one now in some way the strength of the overall flow (ballistic or
AC method), see above
is made by changing the from the side
erupting currents of excited flux in the test coil, a voltage is induced,
which is displayed by a Galivanometer connected to this sink.
Der erfinderische Fortschritt dieses neuen . Prüfverfahrens besteht
darin, daß man bei Durchflutung des Werkstückes mit Wechselstrom mit ruhenden Prüfspulen
arbeiten kann, daß diese Prüfspulen durch magnetische Felder, herrührend von, der
Durchflutung des Werkstückes, nicht beeinflußt werden und daß sie nur an Fehlerstellen
überhaupt von magnetischen Kraftlinien durchsetzt werden. Man kann nach. diesem
Verfahren ebenso wie bei anderen bekannten ähnlichen Verfahren Fehler in magnetischen
und unmagnetischen Werkstoffen feststellen. Voraussetzung für die richtige Messung
ist, daß die Stromfäden der Durchflutung parallel verlaufen, was aber Voraussetzung
für jede Strommeßmethode ist.The innovative progress of this new one. Test procedure exists
in the fact that when the workpiece is flooded with alternating current with resting test coils
that these test coils can work by magnetic fields originating from, the
Flooding of the workpiece, are not influenced and that they are only at fault locations
be permeated by magnetic lines of force at all. You can go to. this
Method as well as other known similar methods, errors in magnetic
and non-magnetic materials. Precondition for the correct measurement
is that the flow filaments run parallel, which is a prerequisite
for each current measurement method is.
In Fig. z (Aufriß a, Seitenriß b und Grundriß c) ist
angedeutet, wie an einer Fehlerstelle die Stromfäden ausweichen. Bringt man - nun
die Spule S.1, deren Windüngsebenen senkrecht zu den Stromlinien der Durchflutung
stehen, wie in Fig. z angedeutet, in die Nähe der Fehlerstelle F, so werden ihre
Windungen von, magnetischen Kraftlinien durchsetzt, welche von den ausweichenden
Strömen herrühren. Ändert man die Durchflutung, so ändert sich das Feld, und in
der Spule wird eine elektromotorische Kraft -induziert. Würde man die Spule S1 seitlich
nach der Fehlermitte zu schieben, dann würde man keinen. Ausschlag erhalten, «=eil
die rechts und links. ausbrechenden Ströme entgegengesetzte Richtung haben, die
Summe der die Spule durchsetzenden Kraft-Linien also. Null- sein muß. Dadurch ist
es möglich, die Abmessungen des Fehlers- zu ermitteln. Man kann die Wirkung dadurch
verstärken, daß man an Stelle der Spule S1 ein Spulenpaar Sl, S2, verwendet, dessen
Windungen in an sich bekannter Weise entgegengesetzt gewickelt sind. Bringt man
dieses Spulenpaar über der Fehlerstelle derart an, daß die beiden Spulen symmetrisch.
zur Fehlermitte stehen, so wird bei Änderung der Durchflutung in jeder Spule eine
elektromotorische Kraft induziert werden und damit die Gesamtwirkung verdoppelt.In Fig. Z (elevation a, side elevation b and plan c) it is indicated how the stream filaments give way at a fault location. If you now bring the coil S.1, whose winding planes are perpendicular to the streamlines of the flow, as indicated in FIG . If the flux is changed, the field changes and an electromotive force is induced in the coil. If the coil S1 were to be pushed sideways towards the center of the error, then there would be none. Rash received, "= hurry the right and left. erupting currents have opposite directions, i.e. the sum of the force lines passing through the coil. Must be zero. This makes it possible to determine the dimensions of the fault. The effect can be increased by using a pair of coils S1, S2, in place of the coil S1, the turns of which are oppositely wound in a manner known per se. If this pair of coils is placed over the fault location in such a way that the two coils are symmetrical. are at the center of the error, an electromotive force will be induced in each coil when the flow rate changes, thus doubling the overall effect.
Bisher - wurde die Durchflutung des Werkstückes immer so durchgeführt,-daß
der Strom mit Elektroden zugeführt wurde. Was früher schon über die Prüfelektroden
gesagt ist, gilt ebenso für die Hauptelektroden: der Übergangswiderstand ist zu
unsicher.. Man erhält demnach je nach. der Oberflächenbeschaftenheit des Werkstückes
verschiedene Stromstärken. Aus diesem Grunde und weil man ohnedies zweckmäßig ballistisch
mißt, kann es vorteilhaft erscheinen, in an sich be-'"Innter .Weise den Strom auf
das Werkstück Alt konstanter Wechselspannung und Fre-;quenz zu transformieren, wobei
dann die `Oberflächenbeschaffenheit keine Rolle mehr spielt. In Fig. 3 ist eine
solche Anordnung angedeutet. Der geblätterte Eisenkern des Transformators T trägt
nur die Primärwicklung, während das Werkstück selbst in an sich bekannter Weise
die Sekundärwicklung des Transformators darstellt. Dabei schließt sich der magnetische
Kreis des Transformators entweder durch die Luft oder, wenn das Werkstück aus magnetischem
Stoff besteht, durch das Werkstück selbst. Der Vorteil dieser Anordnung ist der,
daß zwischen den Schenkeln des Transformators die Stromlinien parallel verlaufen
müssen. Setzt man in diesen Raum unmittelbar über der Oberfläche des Werksdickes
W die Prüfspule P an, so wird die Prüfspule durch die Felder des Magneten und der
Sekundärströme überhaupt nicht beeinflußt. Nur wenn ein Fehler an, der Prüfstelle
im Werkstück ist, ändert sich dort die Richtung der Stromfäden, und damit gibt es
Kraftlinien, welche die Prüfspule durchsetzen. In der Prüfspule wird eine elektromotorische
Kraft induziert, die beispielsweise verstärkt und gleichgerichtet einem Galvanometer
zugeführt werden kann. Bei höherer Frequenz würde eine Strom- und Feldverdrängung
nach der Oberfläche des Werkstückes zu auftreten, so daß Fehler, die im: Innern
des Werkstückes sich befinden, nur schwach angezeigt würden. Daher kann es zweckmäßig
sein, die Frequenz der Wechselströme niedrig zu-wählen, besonders darin, wenn das
Werkstück aus magnetischem Werkstoff besteht.So far - the flooding of the workpiece was always carried out in such a way that
the current was supplied with electrodes. What used to be about the test electrodes
is said, also applies to the main electrodes: the contact resistance is closed
unsure .. You get accordingly depending on. the surface quality of the workpiece
different currents. For this reason and because you are ballistic in any case
measures, it may appear advantageous to show the current in an intrinsic way
transform the workpiece Alt with constant alternating voltage and frequency, whereby
then the surface texture no longer plays a role. In Fig. 3 is a
such arrangement indicated. The peeled iron core of the transformer T carries
only the primary winding, while the workpiece itself in a known manner
represents the secondary winding of the transformer. This closes the magnetic one
Circuit of the transformer either through the air or if the workpiece is magnetic
Substance consists of the workpiece itself. The advantage of this arrangement is that
that the streamlines run parallel between the legs of the transformer
have to. If you place in this space directly above the surface of the factory thickness
W the test coil P on, the test coil is driven by the fields of the magnet and the
Secondary currents not affected at all. Only if an error occurs, the inspection agency
is in the workpiece, the direction of the stream filaments changes there, and with that there is
Lines of force that penetrate the test coil. In the test coil there is an electromotive
Force induced, which for example amplified and rectified a galvanometer
can be fed. At a higher frequency there would be a displacement of current and field
after the surface of the workpiece to occur, so that defects that are inside
of the workpiece are only displayed faintly. Hence, it can be expedient
be to choose the frequency of the alternating currents low, especially if that
The workpiece is made of magnetic material.