DE7034725U - Pruefvorrichtung fuer rohrenden. - Google Patents

Description

3321 Sz.-Drütte. den 16. September 1970

Salzgitter Hüttenwerk Aktiengesellschaft, Salzgitter-Drütte 1

"Prüfanlage für Rohrenden"

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohrenden, insbesondere zur Prüfung der Schweißfase für die Rundnaht beim Jointem der Rohre auf Material- und Schweißfehler.

Diese Prüfung wurde bisher nach dem bekannten Magnetpulver-Prüfverfahren durch manuelles Abtasten der Rohrendenfase mit einem Handmagneten oder mit einem Ultraschall-Prüfkopf durchgeführt. Beide Verfahren sind sehr zeitaufwendig und stören daher den reibungslosen Produktionsfluß in einem Rohrwerk erheblich.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, sowohl für das Magnetpulverprüfverfahren als auch für andere bekannte Prüfverfahren, zum Beispiel das Ultraschallprüfverfahren, eine Vorrichtung zu schaffen, die weitgehendst automatisiert, das heißt vom Handbetrieb unabhängig und somit möglichst einfach zu bedienen ist, die vor allem aber auch eine vollständige und gleichmäßige Prüfung über den gesamten Rohrumfang bei erheblicher Zeiteinsparung garantiert.

Diese Aufgabe wird nach der Neuerung dadurch gelöst, daß das Prüfgerät so gelagert ist, daß es selbsttätig allen Unregelmäßigkeiten der Schweiß- beziehungsweise Rehrendenfase des sich drehenden Rohres folgt, so daß sich das Prüfgerät immer im gleichen Abstand vom Blech befindet.

Dadurch wird zum Beispiel bei der Anwendung des Magnetpulver-Prüfverfahrena eine gleichmäßig hohe Magnetisierung über den gesamOn Rohrumfang erreicht und eine Beeinflussung der Prüfergebnisse durch unterschiedliche Abstände insbesondere des Magneten oder auch des Ultraschall-Prüfkopfes von Blech vermieden.

Die Unregelmäßigkeiten der Schweißfase sind hauptsächlich durch die Ovalität des Rohres und die Spiralschweißnaht, die ebenfalls ein exzentrisches Auslenken des Rohres während seiner Rotation in einer Ebene senkrecht zur Rohrachse bewirkt, bedingt.

Die gleichmäßige Führung des Prüfgeräts wird einmal durch ein System von Lauf- und Führungsroilen erreicht, dig sich am Innen- und Außenmantel des Rohres und an der Rohrendenfase abstützen; zum anderen befindet sich das Prüfgerät - zum Beispiel ein Hufeisenmagnet - in einer verschiebbar gelagerten Halterung. Die Verschiebung erfolgt auf zwei Führungsstangen, die an einer Gabel befestigt sind; diese Gabel ist über eine Welle in einer blatte horizontal und parallel zur Rohrlängsachse drehbar und verschiebbar gelagert. Dieses gesamte Prüf- und Nachführsystem ist an einer Trag- und Einstellvorrichtung vertikal verschiebbar angeordnet.

Eine auf der Welle angebrachte Druckfeder drückt die Pührungsrollen gegen die Rohrendenfase und wirkt somit einem Auswandern des sich drehenden Rohres in Rohrlängsricht^ng - zum Beispiel beim radial angesetzten Hufeisenmagneten aus dem Luftspalt des Magneten - entgegen. Die Prüfanlage ist also in Rohrlängsrichtung sowie in zwei Freiheitsgraden in einer Ebene senkrecht zur Rohrachse beweglich und kann damit sämtlichen exzentrischen Rohrbewegungen folgen.

Gegenüber den inneren Laufrollen, die sich durch gelenkig gelagerte Spindeln aui den jeweiligen SohraurchmeBbex- einstellen lassen, befindet sich eine federnd gelagerte Rolle, die am Rohraußenmantel abläuft. Diese drei breiten Rollen halten das Prüfgerät, zum Beispiel den radial angesetzten Magneten so, daß das Blech beim Drehen des Rohres immer durch die Mitte des Luftspaltes läuft und eine konstante Magnetisierung erfährt.

Die Trag- und Einstellvorrichtung besteht aus einem Wagen, der parallel zur Rohrlängsachse auf zwei Schienen verfahrbar ist, und aus einem auf dem Wagen fest montierten Ständer, auf dem sich das Prüf- und Nachfuhrsystem in vertikaler Richtung verschieben und grob auf den jeweiligen Rohrdurchmesser einstellen läßt. Vor der Fehierprüfung wird der- Wagen so weit in Richtung des Rohres geschoben, bis die Führungsrollen gegen das freie Rohrende drücken.

Zur weiteren Grobeinstellung des Prüf- und Nachführsystems auf den jeweiligen Rohrdurchmesser kann der Ständer weiterhin senkrecht zur Rohrlängsachse in horizontaler Richtung nach Art eines Supports verschoben werden. Alle zur Grobeinstellung vorgesehenen Verschiebungen können je nach Bedarf auch automatisch erfolgen.

Da die aus der Schweißfase austretenden Materialfehler, wie Dopplungen, Risse, Überlappungen, Bindefehler und Einschlüsse - "bis auf den engeren Bereich der angefasten Spiralnaht - ausschließlich tangential, also in Rohrumfangsrichtung liegen, wird als Prüfgerät vorzugsweise ein Hufeisenmagnet verwendet, der ein Magnetfeld so in dem zu prüfenden Rohrende induziert, daß die magnetischen Feldlinien die Schweißfase radial, also in Blechdickenrichtung durchsetzen, so daß der Kraftfluß senkrecht zum Fehler verläuft. Durch Rotation des auf einer Drehvorrichtung liegenden Rohres,

desce-n freies Ende sich, während der Prüfung durch, den Spalt zwischen den Polschuhen des Hufeisenmagneten bewegt, werden also sämtliche parallel zur Rohroberfiäche orientierten Fehler in der Schweißfase und im Spiralnahtauslauf erfaßt. Die Schweißfase wird vor ihrem Durchlauf durch das Magnetfeld in bekannter Weise mit einem fehleranzeigenden Prüfmittel benetzt.

Zur Erfassung der vorzugsweise in Blechdickenrichtung liegenden Fehler, wie Flankenbindefehler, Wurzelfehler und Risse, die im Bereich der am Rohrende austretenden Spiralschweißnaht zusätslieh zu den tangential orientierten Fehlern auftreten können, ist eine andere Lage des Magneten innerhalb der neue rungs gemäß en Prüfvorrichtung erforderlich. Damit der Kraftfluß auch in diesem Fall senkrecht zum Fehler verläuft oder wenigstens eine Komponente senkrecht zum Fehler hat, ist der Hufeisenmagnet zweckmäßig so angeordnet, daß seine beiden Polschuhe entweder auf die Innenoder auf die Außenmantelfläche, das heißt also auf die gleiche Seite des zu prüfenden Rohres gerichtet sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Erfassung tangential aus der Rohrendenfase austretender Fehler besteht darin, den Hufeisenmagneten so anzuordnen, daß seine beiden Polschuhe in Rohrumfangsrichtung auf die Rohrendenfase gerichtet sind.

Auch für diese Anordnungen des Magneten gewährleistet die zuvor beschriebene Vorrichtung mit ihren sich am Rohrende selbstführenden Lauf- und Führungsrollen einen gleichmäßigen Abstand vom Prüfling und somit eine gleichmäßige Magnetisierung und Prüfung desselben. Bei der Rohrendenprüfung nach dem Magnetpulver-Prüfverfahren bestehen selbstverständlich alle den Magneten umfassenden beziehungsweise im Bareich des magnetischen Kraftflusses liegenden Konstruktionselemente der Vorrichtung aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff, wie zum Beispiel Messing, Aluminium,

Kunststoff.

Anstelle der beim Magnetpulver-Prüfverfahren verwendeten Magneten können auch andere Prüfgeräte in die Anlage eingebaut werden, zum Beispiel die beim Ultraschall-Prüfverfahren bekannten Normal-, Winkel- oder Sender-Bnpfänger-Prttfköpfe.

Um eine vollständige Prüfung der Rohrendenschweißfase in einem Arbeitsgang durchzuführen, können selbstverständlich auch die zuvor geschilderten Prüfgeräte und Anordnungen derselben in einer Anlage als Kombination zusammengefaßt werden. Damit wird erreicht, daß gleichzeitig auf magnetischem Wege die aus der Rohrendenfase austretenden Material- und Schweißfehler sowohl in tangentialer als auch in radialer Richtung erfaßt werden und außerdem ihr weiterer Verlauf in Rohrlängsrichtung in das Material hinein durch die Ultraschallprüfung ebenfalls sichergestellt und nachgewiesen wird.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung zur Rohrenden- beziehungsweise Schweißfasen-Prüfung am sich drehenden Rohr ermöglicht es, die Prüfzeit äußerst kurz zu halten. Zur weiteren Einsparung von Prüfzeit empfiehlt es sich, die beiden Schweißfasen eines Rohres mit zwei Anlagen gleichzeitig zu prüfen.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

JL die Vorderansicht,

_£ die Seitenansicht nach Fig. 1, _2 die Draufsicht nach Fig. 1 der neuerungsgemäßen

Vorrichtung in Prüfanordnung und 4a, 4b die Vorzugslagen der Fehler in der Schweißfase und die optimalen Anordnungen der Magnete zum Auffinden der Fehler.

-S-

Die Figuren 1 - j εcellen das Prüfgerät 1, einen Hufeisenmagneten, in seiner Halterung dar. Dieser Hufeisenmagnet ist so über das freie Ende des zu prüfenden Rohres 2 geschoben, daß das Blech mittig zwischen den Polschuhen hindurchläuft und die Rohrenden-Schweißfase 2a radial vom Magnetfluß durchsetzt ist.

Das gesamte Prüf- und Nachführsystem besteht aus einer Gabel 3» die an iner auf eine Platte 19 montierten Welle 14 drehbar und verschiebbar gelagert ist, aus den an der Gabel 3 befestigten Führungsstangen 3a und 3b sowie aus dem in Kugelbüchsen auf den Fdhrungsstangen 3a, 3b verschiebt^ gelagerten Haltebügel 15 für den Hufeisenmagneten 1 und die an den Befestigungsholmen 15a und 15b sitzenden Lauf- und Pührungsrollen 10; 11a, 11b; 6a, 6b. Die Anlage wird mit den Pührungsrollen 6a und 6b gegen das freie Rohrende gedrückt. Der Andruck, dessen Kraft durch das Spannjoch l8 einstellbar ist, wird dabei durch eine Druckfeder 7 aufgebracht. Diese Feder bewirkt, daß beim Auswandern des rotierenden Rohres in Rohrlängsrichtung stets das gesamte Prüf- und Nachführeystem der Rohrendenfase 2a folgt, wobei die Führungsrollen 6a und 6b gegen die Rohrendenfase gedrückt werden. Die Führung am Rohraußen- und Innenmantel erfolgt durch die federnd gelagerte äußere Laufrolle 10 und die beiden Innenrollen 11a und 11b, die an Drehgelenken 21a und 21b am Holm 15a befestigt und durch die Spindeln 12a und 12b auf den jeweiligen Rohrdurchmesser einstellbar sind. Die Spindeln 12a, 12b sind sowohl am Befestigungsholm 15a als auch an den Innenrollen lla, 11b durch Gelenkklötze 16a, 16b; 17a, 17b; drehbar befestigt. An der Außenrolle ist ein Hebel mit einer Gabel 13 angebracht, durch den diese Rolle zurückgezogen werden kann, um das Ein- und Ausfahren des Magneten am Rohrende zu erleichtern.

Das gesamte Prüf- und Nachführsystem !Läßt sich zur Grobeinstellung der Prüfposition am Ständer 9 des Wagens 4 in vertikaler

Richtung verschieben; dabei kann der Ständer je nach. Anforderung entweder fest auf dem Wagen 4 montiert sein oder auch zur Grobeinstellung auf den jeweiligen. Rohrdurchmesser horizontal und senkrecht zur Rohrlängsachse verfahrbar sein. Die Platte 19 ist mi± Schrauben (nicht eingezeichnet) in dem im Ständer 9 befindlichen Langloch 20 festzustellen. Die Höhenverschiebung kann jedoch auch durch andere Mittel, zum Beispiel durch einen Motor mit Gewinde stange, erfolgen« Die zur Grobeinstellung des Rohrdurchmessers erforderliche Verschiebung des Prüf- und Nachführsystems in horizontaler Richtung, und zwar parallel zur Rohrlängsachse wird durch die beiden Schienen 5a und 5b ermöglicht, auf denen der Wagen 4 verfahren werden kann.

Eine am unteren Teil des Wagens 4 angebrachte Ih^äoremse 8 dient zur Arretierung des Prüfwagens, sobald dieser sich in Prüf stellung befindet.

In Fig. 4a sind die parallel zur Rohroberfläche liegenden Fehler sowie Ήβ zum Nachweis dieser Fehler erforderliche optimale Anordnung I des Magneten, dessen Feldlinien möglichst senkrecht zur Fehlerrichtung orientiert sein sollen, schematisch eingezeichnet · In einzelnen sind als vorkommende Fehler die Dopplungen a, die Überlappungen b sowie Einschluß zeilen c, Lagebindefehler d und Risse e dargestellt.

Fig. 4b zeigt zwei mögliche Anordnungen II und III der Prüfmagnete zur Feststellung von senkrecht zur Rohroberfläche liegenden Fehlem, wie zum Beispiel von Flankenbindefehlern f, Rissen g und Wurzelfehlern h.

Claims (10)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohrenden, insbesondere zur Prüfung der Schweißfäsen für die Rundnaht auf Material- und Schweißfehler, gekennzeichnet durch ein System von Lauf- und Führungsrollen (11a, 11b; 10; 6a, 6b), die sich am Innen- und Außenmantel des Rohres (2) und an der Rohrendenfase (2a) abstützen und durch eine verschiebbar gelagerte Halterung (15» 15a, 15b) für ein zerstörungsfreies Prüfgerät (l), wobei die Verschiebung auf zwei ■Pührungsstangen (3a, 3b) erfolgt, die an einer Gabel (3) befestigt sind, die über eine Welle (14) in der Platte (19) horizontal und parallel zur Rohrlängsachse drehbar und verschiebbar gelagert und an der Trag- und Einstellvorrichtung (4, 9) vertikal verschiebbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsrollen (6a, 6b) über die Gabel (3) und. die Welle (14) mittels einer Druckfeder (7) gegen die Rohrendenfase (2a) angedrückt werden»

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rohraußenmantel ablaufende Rolle (10) einstellbar federnd gelagert ist und daß die am Rohrinnenmantel ablaufenden Rollen (lla, lib) durch gelenkig gelagerte Spindeln (12a, 12b) auf den jeweiligen Rohrdurchmesser einstellbar sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß der Ständer (9), auf dem die Halterung (15, 15a, 15b) einschließlich der Gabel (3) und

' der Welle (14) befestigt ist, auf dem Wagen (4) fest montiert

ist und daß dieser Wagen (4) parallel zur Rohrlängsachse verfahrbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn = zeichnet, daß der Ständer (9) auf dem Wagen (4) horizontal und senkrecht zur Rohrlängsachse verfahrbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfgerät (l) ein Hufeisenmagnet verwendet wird, der so angeordnet ist, daß die Feldlinien die Rohrendenfase (2a) radial durchsetzen.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfgerät (l) ein Hufeisenmagnet verwendet wird, der so angeordnet ist, daß seine beiden Jolschuhe entweder auf die Innen- oder auf die Außenmantel-

flache des zu prüfenden Rohres gerichtet sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfgerät (l) ein Hufeisenmagnet verwendet wird, der so angeordnet ist, daß seine beiden Polschuhe in Rohrumfangsrichtung auf die Rohrendenfase (2a) des zu prüfenden Rohres gerichtet sind.

- 10 -

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-5» dadurch gekennzeichnet , daß als Prüfgerät (l) ein anderes bekanntes zerstörungsfreies Prüfgerät, insbesondere ein
Ultraschall-Normal-, Winkel- oder SE-Prüfkopf verwendet wird,

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet , daß zur Durchführung der Prüfung eine beliebige Kombination von zerstörungsfreien Prüfgeräten verwendet wird.