HU190197B - Method and device for testing quality of the welds by videoradiography - Google Patents

Description

határozzuk a második hibavetületet, majd kiszámítjuk a hibakoordinátákat az alábbiak szerint:

A találmány tárgya eljárás és azt megvalósító berendezés, amelynek segítségével a hegesztési varratok minősége, a hibák térbeli elhelyezkedés és térbeli méretei meghatározhatók és értékelhetők röntgen, vagy gamma sugárforrás és ipari tv-lánc segítségével.

A hegesztési varratok minőségét, mint ismeretes radiográfiás módszerrel ellenőrzik, oly módon, hogy a varratot átvilágítva leképezik filmre és azt előhívás után értékelik, és ez a film dokumentálja a varrat minőségét. Ismeretesek továbbá olyan eszközök is, amelyekkel a röntgen kép ipari tv lánc segítségével megjeleníthető. Ezt a megoldást azonban általában-nem fogadják el dokumentumként, noha a video-kép mágnesesen rögzíthető, utólag tetszés szerinti számban reprodukálható.

Ezek az eljárások egyike sem biztosítja azonban azt, hogy a hiba valóságos térbeli képét meg lehessen határozni, noha bizonyos esetekben pl. egy gömbszerű zárvány még elfogadható, ugyanakkor egy lapos éles zárvány nem, ugyanakkor mindkét zárványnak azonos lévén a röntgenképe, mindkét varrat javítandónak minősül.

Az sem közömbös, hogy a hiba melyik varratfelszínhez helyezkedik el közelebb, és honnan célszerűbb a faragást megkezdeni javítás céljából.

Tehát egyértelmű az, hogy szükség volna a varrathibák térbeli elhelyezkedésének, méretének és alakjának pontos ismeretére. Erre a jelenleg ismert eljárások nem alkalmasak.

Találmányunkkal célunk egy olyan eljárás és berendezés megvalósítása, amelynek segítségével a varratok hibáinak térbeli elhelyezkedését, alakját, és méreteit meg tudjuk határozni, és ugyanakkor az eljárás dokumentálható minőségellenőrzést tesz lehetővé.

Találmányunk tehát eljárás hegesztési varratok minőségének vizsgálatára videográfiával amelynél a vizsgálandó tárgy hegesztési varratát helyrőlhelyre röntgensugárral, vagy gammasugárral átvilágítjuk és a varrat valamint környezete röntgenképének megfelelő villamos jeleket állítunk elő, majd a képet egyidejűleg tároljuk és megjelenítjük, a képet kiértékeljük s ezt követően a következő helyen az eljárást megismételjük. A találmány lényege abban van, hogy a vizsgálatnál a varrat hossztengelyére merőlegesen, a függőleges tengelyre szimmetrikusan két, azonos intenzitású ferdén lefelé, azonos területre sugárzó sugárforrást helyezünk el. Ugyanezen függőleges tengelyre szimmetrikusan, a hossztengellyel és a kereszttengellyel párhuzamosan helyezzük el a besugárzott területre a képfelvevő jelmezőjét, úgy hogy a sugárforrások tengelyei és a jelmező tengelye egy síkba essenek. Az első sugárforrást impulzusszerüen működtetjük és a nyert röntgen állóképet villamos jellé alakítjuk s ezt az első képet tároljuk. Ezután a második sugárforrást működtetjük impulzusszerüen. Majd a két tárolt képet egy-egy előzetesen azonos jelzőkkel rendelkező hibátlan varratról ezen eljárással előzetesen felvett etalon képpel összehasonlítjuk, azonosság esetén a varratrészt hibátlannak, míg eltérés esetén a varratot hibásnak minősítjük.

Az első képen meghatározzuk a kereszttengely első hibavetület nagyságát, a második képen meg2 x’-x” + 2L ahol:

L a sugárforrás féltávolság,

M a sugárforrás magasság,

V varrat vastagság,

Δ’ target távolság.

A számított hibakoordinátákat feljegyezzük, egyidejűleg feljegyezzük a hossztengely irányú lépés sorszámát mint harmadik hibakoordinátát, majd á mérő berendezést önmagával párhuzamosan a hossztengely irányába egységnyit tovább léptetjük és az eljárási lépéseket megismételjük, s ezt a varrat teljes hosszában ismételten elvégezzük.

Találmányunk továbbá berendezés hegesztési varratok vizsgálatára, amelynél a vizsgálandó varratot hordozó tárgy fölött sugárforrás, alatta képfelvevő helyezkedik el s a képfelvevőhöz képmegjelenítő, képtároló egység és számító egység csatlakozik. A találmány lényege abban van, hogy a tárgy fölött egy második sugárforrás is van és az első sugárforrás, a második sugárforrás és a képfelvevő tengelyei egy síkba esnek és mozgató mechanizmushoz erősítettek és a sugárforrások a varrat függőleges tengelyére szimmetrikusan helyezkednek el ferdén lefelé irányítottan, úgy hogy az elrendezés megfeleljen az alábbiaknak:

^K>^G>§

2 2

Y_k > V Δ’ > Δ ahol :

t a jelmező átmérője,

Δ’ target távolsága a varrat alsó síkjától,

V varrat vastagsága,

L sugárforrások féltávolsága,

M sugárforrás magassága a varrat felső síkja fölött, g a varrat szélessége,

K a besugárzott tér alsó átmérője,

G a besugárzott tér felső átmérője,

Y_k sugárkúpok kereszteződési pontjainak magassága a varrat felett,

Δ sugárkúpok kereszteződési pontjainak magassága a varrat előtt.

A sugárforrások impulzusüzeműek és váltakozó működést biztosító sugárforrás vezérlőhöz kapcsolódnak és a mozgató mechanizmushoz helyjel forrás csatlakozik, amely helyjel forrás, kimenete a képtárolóra - a képmegjelenítőre és a számítóegységhez kapcsolódik, valamint működésösszehangoló központi vezérlő egysége van, amelynek bemenetelre a számító egység kimenetei és órajel generátor csatlakozik és ezen központi vezérlő egység kimenetei a számító egység, a sugárforrás vezérlő, a mozgatómechanizmus vezérlő bemenetére kapcsolódnak.

190 197

Találmányunk szerinti berendezés célszerűen úgy alakítható ki, hogy a számító egység etalon képtárolót, képösszehasonlítót, átmeneti képtárolót, célszámítógépet, adatbeviteli egységet és hibatárolót tartalmaz. A számító egység videojel bemenete a képösszehasonlító és átmeneti képtároló jelbemeneteire van kötve az átmeneti képtároló kimenete, egyrészt a célszámítógéppel vezérelt hibatároló egyik jelbemenetére csatlakozik. A számítóegység helyjel bemenete a célszámítógép másik adatbemenetéhez és a hibatároló másik jelbemenetére van kötve és a kép összehasonlító kimenete, a célszámítógép visszajelző kimenete a központi vezérlő egység jelbemeneteire kapcsolódnak. Ezen egységek vezérlő bemenetel a központi vezérlő egység vezérlő kimeneteihez csatlakoznak, továbbá adatbeviteli egység a célszámítógép alapadat bemenetére van kötve.

Találmányunkat részletesen az ábrák alapján magyarázzuk, ahol

1. ábra a találmány szerinti mérési elrendezés geometriei viszonyait, a

2. ábra a hibának a varrathossz menti elhelyezkedését,

3. ábra a találmány szerinti berendezés blokk vázlatát mutatja.

Amint az az 1. sz. ábrán látható, a találmányunk szerinti mérési elrendezésnél a vizsgálandó 1 tárgy V varrata felett M magasságban a V varrat Y függőleges tengelyére szimmetrikusan, attól L-L távolságban két 2. és 3. sugárforrás helyezkedik el ferdén lefelé mutatóan. Az 1. és 2. sugárforrás impulzusszerűen működve felváltva a kúpszögben sugározza be az 1 tárgyat. A V varrat síkjával párhuzamos az X kereszttengely és hosszában helyezkedik el a Z hossztengely. A V varrat v vastagságú g szélességű. A 2. és 3. sugárforrások által besugárzott térrész G felső átmérőjű és K alsó átmérőjű és a sugárkúpok Y_k magasságban keresztezik egymást. A V varratban lévő H hibát a Sí illetve S₂ vetítő sugarak képzik le a tengelytől Δ’ távolságra elhelyezett (4 képfelvevő) t átmérőjű T jelmezőjére. Az első képen kapjuk az X’ első hibavetületet, a második képen a X” második hibavetületet, amelyből az X_o és Y_o hiba koordináták kiszámíthatók az alábbi képletek segítségével:

X’ + X” ^X° X’-X” + 2L

A H hiba Z hossztengely irányú Z_o hibakoordinátáját úgy állapítjuk meg, hogy az 1. és 2. sugárforrásokat és a 4 képfelvevőt önmagukkal párhuzamosan Z hossztengely irányában D_z hosszúságú lépésekkel tovább léptetjük és minden helyzetben egyegy felvétel párt készítünk, s az egységnyi lépés, így D_z hosszúságok összege (lépésszám) meghatározza a H hiba 1_H hosszát és a híbakoordináta: Z_o = l_H amint az a 2. ábrán jól látható.

A vizsgálandó V varrat ellenőrzésénél a találmány szerint tehát úgy járunk el, hogy az 1 tárgyat a 2 és 3 sugárforrások alá a 4 képfelvevő T jelmezője főié helyezzük, majd a 2 és 3 sugárforrásokat impulzusszerűen felváltva működtetjük és a két röntgen állóképet villamos jellé alakítjuk és tároljuk. Ezután a két tárolt képet egy-egy - előzetesen azonos jelmezőkkel rendelkező hibátlan varratról ugyanezen módon felvett -, etalon képpel összehasonlítjuk. Azonosság esetén a varratrészt hibátlannak minősítjük. Eltérés esetén a varratot hibásnak minősítjük és a fent elmondott módon meghatározzuk a X_o és Y_o hibakoordinátákat. Egyidejűleg feljegyezzük a hossztengely irányú lépés sorszámát. Majd ismét egységnyit léptetünk, s az eljárást és minősítést megismételjük. Ezen eljárási lépéseket ismételten végrehajtjuk a varrat teljes hosszában.

Minden olyan esetben, amikor hibát észlelünk, a hibás g varratrészt megjelöljük, pl. festéssel és azonosító számmal látjuk el. Ezt az azonosító számot az összetartozó X_o Y_o, hibakoordinátákhoz is feljegyezzük. Ily módon a hibahelyek pontosan azonosíthatók. A hibaképek és koordináták ismeretében azután a hegesztőmérnök egyértelműen tud dönteni a javítás kérdéséről és módjáról.

Tekintve, hogy ily módon a hibátlanság, illetve a hiba fennállás egyértelműen dokumentálható, szükségtelenné válik a röntgenfilm használata.

A találmány szerinti eljárás egy lehetséges megvalósítását szolgáló berendezés blokkvázlata látható a 3. ábrán.

A vizsgálandó V varrattal rendelkező 1 tárgy a 2 és 3 sugárforrások alatt és a 4 képfelvevő fölött helyezkedik el. A 2 és 3 sugárforrások tengelyei és a 4 képfelvevő tengelye egy síkba esik és ezek közös 5 mozgató mechanizmushoz vannak hozzáerösitve. A 2 és 3 sugárforrások a V varrat Y függőleges tengelyére szimmetrikusan helyezkednek el egymástól 2 L távolságban, ferdén lefelé irányítottan. A megfelelő működéshez szükséges, hogy a 2 és 3 sugárforrások, a V varrat és a 4 képfelvevő elrendezése tegyen eleget a következő összefüggéseknek:

f > f > | ^Yk >^{v és δ} < ^δ’ ahol: t: a jelmező átmérője (a 4 képfelvevőben),

Δ: sugárkúpok kereszteződési pontjának távolsága a varrat alatt,

Δ’: a jelmező távolsága a V varrat alsó síkjától, L: a 2 és 3 sugárforrások fél távolsága,

M: a 2 ill. 3 sugárforrás magassága a varrat felső síkja fölött, g: a varrat szélessége, v: a varrat vastagsága,

Y_k: a sugárkúpok kereszteződési pontjának magassága a varrat felett,

K: a besugárzott tér alsó átmérője,

G: a besugárzott tér felső átmérője.

A 2 és 3 sugárforrások váltakozó impulzusüzemű működtetését a 7 sugárforrás vezérlő biztosítja. Az 5 mozgató mechanizmus biztosítja a 2 és 3 sugárforrások és a 4 képfelvevő, valamint a 17 hibahely jelölő együttes léptetését önmagukkal párhuzamosan a V varrat hosszában. Az 5 mozgató mechanizmushoz a 6 helyjel forrás csatlakozik, amely a markerjeleket szolgáltatja a 8 képmegjelenitőnek, a

190 197 képtároló egységnek a 18 hibatárolónak és a 15 célszámítógépnek. A 4 képfelvevő kimenete a 8 képmegjelenítő, a 9 képtároló egység a 11 képösszehasonlító és a 12 átmeneti képtároló bemenetelre kapcsolódik. Az előre felvett etalon képet a 10 etalon képtároló tartalmazza, amelynek kimenete a 11 képösszehasonlító másik bemenetére kapcsolódik, ennek kimenete a 13 központi vezérlő egység egyik bemenetére csatlakozik. A 12 átmeneti képtároló kimenetére egyrészt a 15 célszámítógép adatbemenetére, másrészt a 18 hibatároló másik jelbemenetére kapcsolódik. A 18 hibatároló kimenete a 19 hibamegjelenítőre és a 20 nyomtatóra csatlakozik.

A hibakoordinátákat meghatározó 15 célszámítógép egy további adatbemenetére csatlakozik a 16 adatbeviteli egység, amellyel az ellenőrizendő V varratra vonatkozó adatokat lehet betáplálni. A 15 célszámítógép adatai a 19 hibamegjelenítőn és a 20 nyomtatón jelennek meg, továbbá vezérli a 18 hibatároló működését és az egész berendezés összehangolt működtetéséhez jeleket szolgáltat a 13 központi vezérlő egységnek. A 13 központi vezérlő egység jelbemeneteire kapcsolódnak továbbá a 14 órajel generátor amely a 15 célszámítógép ütemjeleit is adja, a 11 képösszehasonlító, a 21 kézi léptető és a 22 kézi-automata átkapcsoló.

A 13 központi vezérlő egység ugyanakkor vezérli és összehangolja a 7 sugárforrás vezérlő, az 5 mozgató mechanizmus, a 8 képmegjelenítő, a 10 etalonkép tároló, a 12 átmeneti képtároló, a 15 célszámítógép, a 17 hibahely jelölő működését.

A találmány szerinti berendezéssel az 1. tárgyon lévő V varrat vizsgálata a következőképpen történik:

Az 1 tárgyat megfelelő helyzetben a gépbe helyezzük, majd indítjuk a berendezést. A 13 központi vezérlőegység jelére a 7 sugárforrás vezérlő egymás után impulzusszerűen működteti a 2 és 3 sugárforrásokat. A röntgenképéket érzékeli a 4 képfelvevő, s ennek kimenetén megjelenő videojel képként látható a 8 képmegjelenítőn, rögzítődik a 9 képtároló egységben a 6 helyjelforrás által szolgáltatott markerjellel együtt. A képet a 11 képösszehasonlító összehasonlítja a 10 etalon-kép tárolóban lévő hibátlan varratképpel. Egyezés esetén ezt jelzi a 13 központi vezérlő egységnek, amely a 15 célszámítógépen keresztül ezt a 20 nyomtatón dokumentálja a helyjellel (markerjelből képzett jel) együtt, majd lépteti új mérőhelyzetbe az 5 mozgatómechanizmus segítségével a 2 és 3 sugárforrásokat, a 17 hibahely jelölőt és a 4 képfelvevőt.

Abban az esetben, ha a 11 képösszehasonlító eltérést (hibát) észlel úgy ezt jelzi a 13 központi vezérlő egységnek, amely indítja a 15 célszámítógép X_o, Y_o és Z_o hiba koordináta meghatározó programját.

A hibára vonatkozó adatokat a 12 átmeneti képtárolótól kapja a 15 célszámítógép. A kiszámított Χ_θ, Y_o és Z_o hibakoordinátákat a helyjellel és az azonosító jellel együtt a 20 nyomtató kinyomtatja a 19 hibamegjelenítő a varratképpel együtt megjeleníti.

A 18 hibatároló feladata az egy hibára vonatkozó összes adat és kép tárolása.

Az egy hibapont kiértékelésének befejeződése után a 15 célszámítógép jelére a 13 központi vezérlő egység indítja a hiba jelölést a 17 hibahely jelölő (pl. festékszóró) segítségével, majd újabb mérőhelyzetbe lépteti a berendezést az 5 mozgatómechanizmus segítségével.

A találmányunk szerinti berendezés ily módon lépésről-lépésre végigellenőrzi a varratot.

A 9 képtároló biztosítja a teljes vizsgálat dokumentálását, oly módon, hogy az bármikor reprodukálható s a számítások újra elvégezhetők.

Látható tehát, hogy a találmányunk a hagyományos módszerhez képest az alábbi előnyöket biztosítja:

- a filmfelvétellel kapcsolatos valamennyi művelet elmarad (olcsóbb és gyorsabb eljárás),

- a hibáról a filmfelvételeken nem látható lényeges információk is rendelkezésre állnak, igy a javítás egyszerűbb, gyorsabb, esetleg el is hagyható,

- a hibának a varrat felszínétől való távolsága közvetlenül meghatározható,

- a vizsgálat igen olcsó eljárással dokumentálható a dokumentáció egyszerűen és olcsón sokszorosítható,

- mivel expozíciós idő, filmbetétel-kivétel, csere, hívás nincs, a vizsgálat nagyon felgyorsul,

- az értékelés az etalon módszerrel és mikroprocesszor alkalmazásával teljesen automatikus.

Claims (7)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás hegesztési varratok minőségének vizsgálatára videoradiográfiával, amelynél a vizsgálandó tárgy hegesztési varratát helyről-helyre röntgensugárral, vagy gammasugárral, átvilágítjuk és a varrat valamint környezete röntgenképének megfelelő villamos jeleket állítunk elő, majd a képet egyidejűleg tároljuk és megjelenítjük, a képet kiértékeljük s ezt követően a következő helyen az eljárást megismételjük, azzal jellemezve, hogy a vizsgálatnál a varrat (V) hossztengelyére (Z) merőlegesen, a függőleges tengelyre (Y) szimmetrikusan két azonos intenzitású ferdén lefelé, azonos területre sugárzó sugárforrást (2, 3) helyezünk el és ugyanazon függőleges tengelyre (Y) szimmetrikusan, a hossztengellyel (Z) és a kereszttengellyel (x) párhuzamosan helyezzük el a besugárzott területre a képfelvevő jelmezőjét, úgy hogy a sugárforrások tengelyei és a jelmező tengelye egy síkba essenek, majd az első sugárforrást (2) impulzusszerűen működtetve és a nyert röntgen állóképet villamos jellé alakítjuk s ezt az első képet tároljuk, ezután a második sugárforrást (3) működtetjük impulzusszerűen, majd a két tárolt képet egy-egy előzetesen azonos jellemzőkkel rendelkező hibátlan varratról ezen eljárással előzetesen felvett etalon képpel összehasonlítjuk, azonosság esetén a varratrészt hibátlannak minősítjük, míg eltérés esetén a varratot hibásnak minősítjük és az első képen meghatározzuk a kereszttengely (X) irányú első hibavetület (x’) nagyságát, a második képen mghatározzuk a második hibavetületet (X”), majd kiszámítjuk a hibakoordinátákat (X_o, Y_o) az alábbiak szerint:

   190 197

   Χ’ + Χ” ^χ° X’-X” + 2L ahol

   L a sugárforrás féltávolság,

   M a sugárforrás magasság,

   V varrat vastagság, 1₀

   Δ’ jelmező távolsága a varrat alsó síkjától, a számított hibakoordinátákat (x_o, y₀) feljegyezzük, egyidejűleg feljegyezzük a hossztengely (Z) irányú lépés sorszámát mint harmadik hibakoordinátát (z₀), majd a mérőelrendezést önmagával pár- ₁₅ huzamosan a hossztengely (Z) irányába egységnyit tovább léptetjük és az eljárási lépéseket megismételjük, s ezt a varrat teljes hosszában ismételten elvégezzük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási 20 módja, azzal jellemezve, hogy a hibás varratrészt a vizsgálandó tárgyon (1) megjelöljük és azonosító számmal látjuk el, s ezt az azonosító számot az összetartozó hibakoordinátákhoz (x_o, y₀, z₀) is feljegyezzük. 25
3. 3. Berendezés hegesztési varratok vizsgálatára, amelynél a vizsgálandó varratot hordozó tárgy fölött sugárforrás, alatta képfelvevő helyezkedik el s a képfelvevőhöz képmegjelenítő, képtároló egység és számító egység csatlakozik, azzal jellemezve, 30 hogy a tárgy (1) fölött egy második sugárforrás (3) is van és az első sugárforrás (2), a második sugárforrás (3) és a képfelvevő (4) tengelyei egy síkba esnek és mozgató mechanizmushoz (5) erősítettek és a sugárforrások (2, 3) a varrat (V) függőleges 35 tengelyére (Y) szimmetrikusan helyezkednek el ferdén lefelé irányítottan úgy, hogy az elrendezés megfeleljen az alábbiaknak:

   -= — (Δ’ +v)- ⁴⁰

   2 ^V ’ 2M 2 í<>^G->g 2 2 2

   Y_k > V, Δ < Δ’ 45 ahol :

   Δ a sugárkúpok kereszteződési pontjainak távolsága a varrat alatt, t a jelmező átmérője, 50

   Δ’ jelmező távolsága a varrat alsó síkjától,

   V varrat vastagsága,

   L sugárforrások féltávolsága,

   M sugárforrás magassága a varrat felső síkja fölött, g a varrat szélessége,

   K a besugárzott tér alsó átmérője,

   G a besugárzott tér felső átmérője,

   Y_k sugárkúpok kereszteződési pontjainak magassága, • továbbá a sugárforrások (2, 3) impulzusüzemüek és váltakozó működést biztosító sugárforrás vezérlőhöz (7) kapcsolódnak és a mozgató mechanizmushoz (5) helyjel forrás (6) csatlakozik, amely helyjel forrás (6) kimenete a képtárolóra (9), a képmegjelenítőre (8) és a számítóegységhez kapcsolódik, valamint működésösszehangoló központi vezérlő egysége (13) van, amelynek bemenetelre a számító egység kimenetei és órajel generátor (14) csatlakozik és ezen központi vezérlő egység (13) kimenetéi a számító egység, a sugárforrás vezérlő (7), a mozgatómechanizmus (5) vezérlő bemenetelre kapcsolódnak.
4. 4. A 3. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a számító egység etalon képtárolót (10), képösszehasonlítót (11), átmeneti képtárolót (12) célszámítógépet (15), adatbeviteli egységet és hibatárolót (18) tartalmaz és a számító egység videojel bemenete a képösszehasonlító (11) és átmeneti képtároló (12) jelbemeneteire van kötve, az átmeneti képtároló (12) kimenete egyrészt a.célszámítógép (15) egyik adat bemenetére, másrészt a célszámítógéppel (15) vezérelt hibatároló (18) egyik jelbemenetére csatlakozik, továbbá a számítóegység helyjel bemenete a célszámítógép (15) másik adatbemenetéhez és a hibatároló (18) másik jelbemenetére van kötve és a kép összehasonlító (11) kimenete, a célszámítógép (15) visszajelző kimenete a központi vezérlő egység (13) jelbemeneteire kapcsolódnak, míg ezen egységek vezérlő bemenetel a központi vezérlő egység (13) vezérlő kimeneteihez csatlakoznak, továbbá az adatbeviteli egység (16) a célszámítógép (15) alapadat bemenetére van kötve.
5. 5. A 4. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a cél számi tógéphez (15) és a hibatárolóhoz hibamegjelenítő (19) és nyomtató (20) van kötve.
6. 6. A 3-5. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tárgy (1) fölött a központi vezérlő egységhez (13) csatolt hibahelyjelölő (17) van elhelyezve.
7. 7. A 3-6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a központi vezérlőegységhez (13) kézi-automata átkapcsoló (22) és kézi léptető (21) csatlakozik.