DE8433913U1

DE8433913U1 - Eddy current probe for examining screws

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Publication number: DE8433913U1
Application number: DE8433913U
Authority: DE
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1984-11-19
Publication date: 1986-06-26

Description

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Kraftwerk Union /Vkiisngesell-sehlf£ Unser ZeichenKraftwerk Union / Vkiisngesell-sehlf £ Our mark

VPA 84 P 6086 DEVPA 84 P 6086 DE

•^Wirbelstromprüfsonde zur Untersuchung von Schrauben • ^ Eddy current probe for examining screws

Die Neuerung betrifft eine Wirbelstromprüfsonde zur Untersuchung von Schrauben, die mindestens eine von hochfrequentem Wechselstrom durchflossene Spule enthält, wobei die Spule in einem Isolierstoffkörper angeordnet ist, der eine längs der Gewindegänge der Schraube führbare Anlagefläche aufweist.The innovation concerns an eddy current probe for Examination of screws that contain at least one coil through which high-frequency alternating current flows, wherein the coil is arranged in a body of insulating material, one along the threads of the screw Has feasible contact surface.

Eine solche Wirbelstromprüfsonde ist aus der deutschen Auslegeschrift 28 17 574 bekannt. Sie wird in der Ausführungsform der Fig. 1 zur Prüfung ebener Flächen eingesetzt, wobei der Isolierstoffkörper aus Kunststoff besteht und die Anlagefläche der ebenen Werkstückoberfläche entsprechend eben ausgeführt ist. Der Durchmesser der gleichachsig parallel angeordneten zylindrischen Spulen, die sich rechtwinklig zu der Anlagefläche erstrecken, ist mit 10 mm angegeben, und ihr Abstand soll in der Größenordnung des Durchmessers liegen.Such an eddy current test probe is known from German Auslegeschrift 28 17 574. You will in the embodiment 1 used for testing flat surfaces, wherein the insulating body consists of plastic and the contact surface of the flat workpiece surface is designed to be correspondingly flat. The diameter the coaxially parallel cylindrical coils, which extend at right angles to the contact surface, is given as 10 mm, and their distance should be in the order of magnitude of the diameter.

In den Fig. 4 und 5 der DE-AS 28 17 574 ist auch die Prüfung von Einschnitten, wie Gewindegängen, dargestellt. Hierbei liegen die Spulen nicht mehr gleichachsig parallel zueinander, sondern sie sitzen in einer Ebene hintereinander in einem keilförmigen Isolierstoffkörper, der in den Gewindegang eingreift. Für den Durchmesser der Spulen ist ein Wert von 4 bis 5 mm genannt.4 and 5 of DE-AS 28 17 574 is also the Examination of incisions, such as threads, shown. The coils are no longer coaxial parallel to each other, but they sit one behind the other in one plane in a wedge-shaped insulating body, which engages in the thread. A value of 4 to 5 mm is given for the diameter of the coils.

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Ihr Abstand soll 2 mm betragen. Bei der Prüfung Werden die Spulen mit dem Isolierstoffkörper in Richtung der Gewihdegänge bewegt. Dabei werden insbesondere Fehler im Gewindegrund erfaßt.
5Their distance should be 2 mm. During the test, the coils with the insulating material are moved in the direction of the threads. In particular, errors in the thread root are detected.
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Die Neuerung geht demgegenüber von der Aufgabe aus, eine Wirbelstromsonde der obengenannten Art so auszubilden, daß Untersuchungen von Stiftschräuben an Reaktordruckbehältern besonders günstig durchgeführt werden können.In contrast, the innovation is based on the task of designing an eddy current probe of the type mentioned above so that that investigations of pin screws on reactor pressure vessels can be carried out particularly favorably.

Hier sollen Fehler im gesamten Gewindebereich und nicht nur im Gewindegrund der Stiftschrauben sicher lokalisiert werden können. Außerdem wird gegenüber dem Bekannten eine Verringerung der Prüfzeit gewünscht, weil am Reaktordruckbehälter eine hohe Strahlenbelastung die Einsatzzeiten von Überwachungspersonal begrenzt.Here, errors should be reliably localized in the entire thread area and not just in the thread root of the studs can be. In addition, a reduction in the test time is desired compared to the known, because A high radiation exposure at the reactor pressure vessel limits the operating times of monitoring personnel.

Gemäß der Neuerung ist vorgesehen, daß der Isolierstoffkörper eine geradlinige Anlagefläche aufweist, mit der f er zur Untersuchung von Stiftschrauben an Reaktordruck- | behältern oberhalb von deren Gewindegängen führbar ist | und daß die Spule bei an Stiftschrauben angelegtem Isolierstoffkörper quer zu deren Gewindegängen orientiert I ist und mit ihrem Feld mindestens zwei Gewindegänge er- | faßt. I According to the innovation, it is provided that the insulating body has a straight contact surface with which it can be used to examine studs on reactor pressure | containers above whose threads can be guided | and that the coil is oriented transversely to the threads of the thread when the insulating body is placed on studs and has at least two threads with its field grasps. I.

Bei der Neuerung wird eine gleichzeitige Erfassung mehrerer Gewindegänge von Stiftschrauben an Reaktordruckbehältern erzielt, die die Gewindeflanken im ganzen und dennoch mit ausreichender Genauigkeit auch den Gewindegrund erfaßt* Bei Versuchen konnte nachgewiesen werden, daß die den Prüfvorschriften entsprechende Sichere Erkennung einer 3 mm tiefen Nut auch bei Anrissen senk-The innovation is a simultaneous acquisition of several Threads of studs on reactor pressure vessels achieved that the thread flanks as a whole and yet with sufficient accuracy also the thread root detected * Tests have shown that the safe detection in accordance with the test specifications a 3 mm deep groove, even if there are cracks

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recht zur Spannungsrichtung erreicht wird. Dabei kannright to the direction of tension is reached. Here can

die Prüfung der Stiftschrauben in einem Arbeitsgang sowohl über die Gewindeabschnitte als auch über einen Schaft und gegebenenfalls Schaftübergänge erstreckt werden. Dies ergibt eine wesentliche Zeitersparnis gegenüber bisherigen Prüfungen, bei denen für diesen Zweck jeweils verschiedene Wirbelstromprüfsonden benutzt werden. Vorzugsweise wird die neue Wirbelstromprufsonde so eingesetzt, daß der Isolierstoffkörper längs Mantellinien an den Stiftschrauben entlang geführt wird und daß die Stiftschrauben dabei gedreht werden.the testing of the stud bolts in one operation both extends over the threaded sections as well as over a shaft and optionally shaft transitions will. This results in a significant time saving compared to previous tests in which different eddy current probes were used for this purpose will. The new eddy current call probe is preferably used in such a way that the insulating body is along surface lines is guided along the studs and that the studs are turned.

Die Spulen müssen bei der Neuerung nicht kreisförmig sein. Vielmehr kann man abgeflachte Spulen verwenden, wie sie aus der DE-AS 28 17 574 an sich bekannt sind.The coils do not have to be circular for the innovation. Rather, you can use flattened coils, as they are known per se from DE-AS 28 17 574.

Dabei sollte ein geradliniger Abschnitt, der der Anlagefläche benachbart ist, 12 bis 30 mm lang sein. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, Spulen mit rechtwinkligem, insbesondere quadratischem Querschnitt zu verwenden.A straight section, which is adjacent to the contact surface, should be 12 to 30 mm long. In certain circumstances it can also be expedient to use coils with a right-angled, in particular a square, cross-section use.

Der Isolierstoffkörper, der zweckmäßigerweise aus einem gießbaren Kunststoff besteht, kann mit einer Anlagefläche eindimensional gekrümmt und damit dem Umfang der Stiftschrauben angepaßt sein. Man kann aber auch eineThe insulating body, which expediently consists of a There is castable plastic, can be curved one-dimensionally with a contact surface and thus the circumference of the Studs be adapted. But you can also do one

ebene Anlagefläche verwenden, damit die Sonde für Stiftschrauben mit unterschiedlichem Durchmesser eingesetzt werden kann.Use a flat contact surface so that the probe can be used for studs with different diameters can be.

Zur näheren Erläuterung der Neuerung wird anhand derFor a more detailed explanation of the innovation, the

beiliegenden Zeichnung ein Ausführüngsbeispiel beschrieben. Dabei ist in der Fig. 1 eine Seitenansicht und in Fig. 2 eine Abwicklung einer Stiftschraube bei derThe accompanying drawing describes an exemplary embodiment. It is in Fig. 1 is a side view and in Fig. 2 shows a development of a stud in the

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Prüfung mit der neuen Wirbelstromprüfsonde schematisch vereinfacht angedeutet.Testing with the new eddy current test probe indicated schematically simplified.

Prüfobjekt ist eine Stiftschraube 1, wie sie zur Befestigung des Deckels an Reaktordruckbehältern dient. Sie hat einen Durchmesser D von z.B. 220 mm und eine Länge L von z.B. 2500 mm. In ihrem zylindrischen Mantel 2 sind die Gewindegänge 3 eines Gewindes M 220 χ eingearbeitet, bei dem der Gewindegrund 4 und die Zahnflanken 5 für die Prüfung auf Unversehrtheit besonders wichtig sind.The test object is a stud screw 1, which is used to fasten the cover to reactor pressure vessels. It has a diameter D of e.g. 220 mm and a length L of e.g. 2500 mm. In her cylindrical mantle 2, the thread turns 3 of a thread M 220 χ are incorporated, in which the thread root 4 and the tooth flanks 5 are particularly important for checking the integrity.

Zur Wirbelstromprüfung der Stiftschraube 1 dient eine Prüfsonde. Dies ist ein quaderförmiger Kunststoffkörper 6 mit quadratischem Querschnitt, dessen KantenlängeA test probe is used to test the eddy current of the stud screw 1. This is a cuboid plastic body 6 with a square cross-section, its edge length

z.B. 50 mm beträgt. Der aus Plexiglas oder Teflon bestehende Kunststoffkörper bildet eine der Stiftschraube 1 zugekehrte Anlagefläche 7 als eine Zylinderfläche von 50 χ 50 mm. Diese mit einem Krümmungsradius von 110 bis 112 mm eindimensional gekrümmte Fläche ist, wie man sieht, parallel zur Achse 8 der Stiftschraube orientiert und berührt die zylindrische Hüllfläche des Gewindes im Bereich eines Spulenabschnittes 9 längs einer Mantellinie.eg 50 mm. The plastic body made of Plexiglas or Teflon forms a contact surface 7 facing the stud screw 1 as a cylindrical surface of 50 × 50 mm. This one-dimensionally curved surface with a radius of curvature of 110 to 112 mm is, as can be seen, oriented parallel to the axis 8 of the stud screw and touches the cylindrical envelope surface of the thread in the area of a coil section 9 along a surface line.

Der geradlinige Spulenabschnitt 9 gehört zu zwei Wirbelstromspulen 10 mit quadratischem Querschnitt, die in dem Kunststoffkörper 6 parallel nebeneinander eingebunden sind. Die Kantenlänge des quadratischen Querschnittes beträgt 25 mm. Dies gilt somit auch für den der Anlagefliche 7 benachbarten geradlinigen Abschnitt 9, so daß das magnetische Feld der Spulen 10 beim Ausführungsbeispiel drei benachbarte Gewindegänge 3 er-The rectilinear coil section 9 belongs to two eddy current coils 10 with a square cross section, which are integrated in the plastic body 6 parallel to one another. The edge length of the square cross-section is 25 mm. This also applies to the straight section 9 adjacent to the contact area 7, so that the magnetic field of the coils 10 in the exemplary embodiment three adjacent threads 3

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faßt. Dabei bestehen die Spulen aus vielen Windungen eines zum Beispiel 0,05 bis 0,5 mm dicken Kupferdrahtes. Die Spulen 10 sind, wie die Fig. 2 zeigt, in einem Abstand A voneinander angeordnet, der in der Größe der Spulenweite liegt. Ihre Anschlußleitungen 11 führen aus dem Isolierstoffkörper 6 zu einem gemeinsamen Anschlußkabel 12, das die Verbindung mit einem Wirbelstromprüfgerät 13 herstellt.grasps. The coils consist of many turns of a copper wire, for example 0.05 to 0.5 mm thick. The coils 10 are, as FIG. 2 shows, arranged at a distance A from one another, which is the size of the Coil width is. Your connecting lines 11 lead from the insulating body 6 to a common connecting cable 12, which connects to an eddy current testing device 13.

Bei der Wirbelstromprüfung wird eine der beiden Spulen 10 mit hochfrequentem Wechselstrom von z.B. 25 oder 100 kHz gespeist. Im Wirbelstromprüfgerät werden dann die durch magnetische Kopplung über die Schraube 1 erzielten Spannungen in der anderen Spule ausgewertet, wie an sich bekannt ist. Dabei führt die Stiftschraube 1 eine Drehbewegung um ihre Schraubenachse 8 durch, wie durch den Pfeil 15 angedeutet ist. Gleichzeitig wird der Prüfkörper 6 parallel zur Schraubenachse 8 verschoben, wie durch den Pfeil 16 angedeutet ist. Daraus ergibt sich eine schraubenlinienförmige Prüfbahn, bei der in einem Arbeitsgang mehrere Gewindegänge des Gewindes von der Gewindeaußenkante bis zum Gewindegrund 4 erfaßt werden.During the eddy current test, one of the two coils 10 is supplied with high-frequency alternating current of, for example, 25 or 100 kHz fed. In the eddy current test device, the values obtained by magnetic coupling via screw 1 are then achieved Evaluated voltages in the other coil, as is known per se. The stud screw 1 a rotary movement about its screw axis 8, as indicated by the arrow 15. At the same time will the test body 6 is displaced parallel to the screw axis 8, as indicated by the arrow 16. From this it follows a helical test path, in which several threads of the thread in one work step can be detected from the thread outer edge to the thread root 4.

Mit der neuen Prüfsonde können außer dem Gewindebereich auch Zylinderschaftbereiche und Übergangsstücke an Stiftschrauben für Reaktordruckbehälter in einem einzigen Arbeitsgang geprüft werden. Im Vergleich zu bisherigen Prüfungen ergibt sich eine Reduzierung der Prüfzeit auf weniger als die Hälfte. Dies ist angesichts der Strahlenbelastung im Bereich des Reaktordruckbehälters eine wesentliche Verbesserung.With the new test probe, in addition to the thread area, cylindrical shank areas and transition pieces can also be attached Stud bolts for reactor pressure vessels can be tested in a single operation. Compared to previous ones Tests result in a reduction of the test time to less than half. This is in the face of Radiation exposure in the area of the reactor pressure vessel is a significant improvement.

5 Schutzansprüche
2 Figuren5 claims for protection
2 figures

Claims

- 6 - VPA 84 P 6086 DE claims for protection

1. Eddy current probe for the examination of screws, which at least one of high frequency alternating current Contains traversed coil (10), the coil (10) being arranged in an insulating body (6) which has a has contact surface (7) that can be guided along the threads of the screw,

characterized in that the insulating body (6) has a straight contact surface (7) with which it can be used to examine Studs (1) on reactor pressure vessels above their threads (3) can be guided and that the coil (10) with the insulating material body (6) applied to studs (1) oriented transversely to their threads (3) and with its field at least two threads (3)

2. WirbelsttompTÜfsonde according to claim 1, characterized in that the contact surface (7) of the insulating body (6) the The outer thread diameter of the studs (1) is correspondingly one-dimensionally curved.

3. Eddy current probe according to claim 2, characterized in that the coil (10) in the vicinity of the contact surface (7) has a width of 12 mm to 30 mm.

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4. eddy current call probe according to claim 2 or 3, characterized in that that the coil (10) in the vicinity of the contact surface (7) has an essentially straight section (9).

5. eddy current call probe according to claim 4, characterized in that that the coil (10) has a right-angled, preferably square cross-section.

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