WO2001053827A1 - Device for component metallographic testing - Google Patents

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    • G01N33/20—Metals
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Definitions

  • the invention relates to a device for the metallographic examination of a component.
  • damage to metal components can occur, e.g. Material defects or welding defects. These can be traced back to the manufacture. Damage can also occur during the operation of the system and e.g. due to corrosion or material fatigue.
  • the invention is based on the object of specifying a device for the metallographic examination of a component, which makes it possible to carry out examinations in a technical system with a small amount of personnel.
  • the device should also be able to be used in places which are difficult to access, in particular under water.
  • the object is achieved according to the invention in that a tool set can be connected to a remote-controlled pig.
  • the device according to the invention overcomes the prejudice of the experts that metallographic examinations cannot be carried out successfully by remote control.
  • a tool set consists of a support structure on which tools and e.g. other devices are also arranged.
  • the pig and the tool set are designed for use under water.
  • Drives and connections of the pig and the tool set are encapsulated in a watertight manner.
  • This has the advantage that, for the first time, metallographic examinations can be remotely controlled even under water, e.g. in the reactor pressure vessel of a nuclear power plant or m filled pipelines.
  • parts of the pig and the tool set coming into contact with the water may consist of corrosion-resistant material.
  • the tool set is equipped, for example, with a device for recognizing its position. In this way, locations to be examined on the component can be specifically reached. For example, the location in the component is determined with a camera and necessary movements of the pig are carried out, for example, by means of wheels which are driven by a motor. There may be wheels for moving the pig along a pipe and for rotating the pig about the longitudinal axis of the pipe.
  • the tool set is equipped with a device for cleaning the surface of the component. In the case of a largely dry surface of the component, a better test result can be achieved by cleaning before the examination.
  • the tool set has, for example, one or more grinding heads for grinding part of the surface of the component. Grinding the metal makes its structure more visible, so that the metallographic examination provides better results.
  • the tool set can also, e.g. in addition to the grinding heads, have a device for polishing a part of the surface of the component. This gives the same advantage as grinding. Polishing can be done electrolytically.
  • a device for visual and / or microscopic examination of the component can be present. This provides reliable information about the structure of the metal surface being examined.
  • a combination of devices for cleaning, grinding or polishing, as well as for the subsequent microscopic or even only visual examination is particularly advantageous.
  • the tool set can also advantageously have a device for removing a surface impression from part of the surface of the component. Such a surface impression can then be carried away with the newt and examined later in the laboratory.
  • the device for taking a surface impression can be a device for application, e.g. for spraying, one
  • thermoplastic film Alternatively, a device for pressing and lifting a thermoplastic film can be present.
  • the tool set has, for example, a hard tester, a forestry probe and / or a corrosion-chemical measuring cell. These test devices, which are known as such, can be used to supplement the metallographic examination.
  • the advantage is achieved in particular that the system in which the component is located is not to be entered by the personnel for the metallographic examination of a component.
  • 1 shows a side view of the tool set.
  • FIG. 2 shows a front view of the tool set and the pig.
  • the device consists of a conventional pig 1, shown only schematically in FIG. 2, which is guided through a pipe 3 by means of wheels 2 and can optionally be rotated about its longitudinal axis, which runs parallel to the pipe axis, and a tool set 4.
  • This has a coupling 5 on for coupling the pig 1.
  • the tool set 4 comprises a device 6 for recognizing the position, which can be a camera. It also includes four movable grinding heads 7 to 10, with which the inner surface of the pipeline 3 can be ground finer and finer in stages.
  • a device 11 for electrolytic Polishing and etching available.
  • the tool set 4 contains a device 12 for the visual or microscopic examination of the surface and a device 13 for taking a surface impression from the previously prepared surface. Additional test devices may also be present, for example a hard tester, a forestry probe and a corrosion-chemical measuring cell, for which a carrier 14 is provided on the tool set 4.
  • All of the devices mentioned are arranged on a cross section through the tool set 4 and can successively sweep over a circumferential band of the pipeline 3 by rotating the pig 1 about its longitudinal axis. To examine an adjacent circumferential band, the pig is moved 1 m further along the pipeline 3.
  • the tool set 4 Upstream of the examination devices, the tool set 4 carries a cleaning device 15 for cleaning the surface of the pipeline 3 before the actual examination.

Abstract

The invention concerns a device for component metallographic testing. According to the invention, a set of tools (4) can be connected to a remote controllable scraper (1). The scraper (1) and the set of tools (4) are especially designed to be used underwater.

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zur metallographischen Untersuchung eines BauteilsDevice for the metallographic examination of a component
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur metallographischen Untersuchung eines Bauteils.The invention relates to a device for the metallographic examination of a component.
Beim Betrieb technischer Anlagen, z.B. Kraftwerken, können an Bauteilen aus Metall Schaden auftreten, z.B. Mateπalfehler oder Schweißfehler. Diese können auf die Herstellung zurückgeführt werden. Beschädigungen können aber auch im Laufe des Betriebes der Anlage auftreten und z.B. auf Korrosion oder Materialermüdung zurückzuführen sein.When operating technical systems, e.g. Power plants, damage to metal components can occur, e.g. Material defects or welding defects. These can be traced back to the manufacture. Damage can also occur during the operation of the system and e.g. due to corrosion or material fatigue.
Um solche Beschädigungen, lange bevor sie dem Betrieb der Anlage gefährden können, zu erkennen, ist es üblich, zerstörungsfreie Prüfungen durchzufuhren. Besonders geeignet sind metallographische Untersuchungen .In order to detect such damage long before it can endanger the operation of the system, it is common to carry out non-destructive tests. Metallographic examinations are particularly suitable.
Solche metallographischen Untersuchungen wurden bisher stets manuell durchgef hrt. Dazu war es erforderlich, dass die zu untersuchenden Bauteile stets für Personal zugänglich sind. Für den Fall, dass die Zuganglichkeit aufgrund von Sicher- heitsvorschriften, z.B. m einem Kernkraftwerk, eingeschränkt war, war die Entnahme von Proben oder sogar ein Ausbau eines Bauteils erforderlich, um dann eine metallographische Untersuchung außerhalb der Anlage vornehmen zu können. Es waren umfangreiche Schutzmaßnahmen für das Personal erforderlich.Such metallographic examinations have so far always been carried out manually. For this it was necessary that the components to be examined were always accessible to personnel. In the event that accessibility is based on security regulations, e.g. In a nuclear power plant, it was restricted to take samples or even remove a component in order to be able to carry out a metallographic examination outside the plant. Extensive protective measures were required for the personnel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur metallographischen Untersuchung eines Bauteils anzugeben, die es ermöglicht, mit geringem Personaleinsatz m einer technischen Anlage Untersuchungen durchzuf hren. Die Vorπch- tung soll auch an schwer zugänglichen Stellen, insbesondere unter Wasser, eingesetzt werden können. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelost, dass ein Werkzeugsatz mit einem fernsteuerbaren Molch verbindbar ist.The invention is based on the object of specifying a device for the metallographic examination of a component, which makes it possible to carry out examinations in a technical system with a small amount of personnel. The device should also be able to be used in places which are difficult to access, in particular under water. The object is achieved according to the invention in that a tool set can be connected to a remote-controlled pig.
Damit wird der Vorteil erzielt, dass die notwendigen Untersu- chungen ferngesteuert durchgeführt werden können, ohne dass Personal die Anlage betreten muss. Darüber hinaus wird der Vorteil erzielt, dass auch in räumlich beengten Teilen der Anlage ein Bauteil untersucht werden kann.This has the advantage that the necessary examinations can be carried out remotely without personnel having to enter the system. In addition, the advantage is achieved that a component can also be examined in parts of the system which are spatially restricted.
Mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird das Vorurteil der Fachleute überwunden, dass metallographische Untersuchungen ferngesteuert nicht erfolgreich durchfuhrbar sind.The device according to the invention overcomes the prejudice of the experts that metallographic examinations cannot be carried out successfully by remote control.
Ein Werkzeugsatz besteht aus einer Tragerstruktur, auf der Werkzeuge und z.B. auch andere Gerate angeordnet sind.A tool set consists of a support structure on which tools and e.g. other devices are also arranged.
Beispielsweise sind der Molch und der Werkzeugsatz für einen Einsatz unter Wasser ausgelegt. Dazu sind z.B. Antriebe und Anschlüsse des Molches und des Werkzeugsatzes wasserdicht ge- kapselt. Damit wird der Vorteil erzielt, dass erstmals metallographische Untersuchungen ferngesteuert auch unter Wasser, z.B. im Reaktordruckbehalter eines Kernkraftwerkes oder m gefüllten Rohrleitungen, möglich sind. Insbesondere können mit dem Wasser m Kontakt kommende Teile des Molches und des Werkzeugsatzes aus korrosionsbeständigem Material bestehen.For example, the pig and the tool set are designed for use under water. For this, e.g. Drives and connections of the pig and the tool set are encapsulated in a watertight manner. This has the advantage that, for the first time, metallographic examinations can be remotely controlled even under water, e.g. in the reactor pressure vessel of a nuclear power plant or m filled pipelines. In particular, parts of the pig and the tool set coming into contact with the water may consist of corrosion-resistant material.
Der Werkzeugsatz ist beispielsweise mit einer Einrichtung zum Erkennen seiner Position ausgestattet. Dadurch können zu untersuchende Stellen am Bauteil gezielt erreicht werden. Bei- spielsweise wird mit einer Kamera der Ort im Bauteil ermittelt und erforderliche Bewegungen des Molches werden z.B. mittels Radern, die von einem Motor angetrieben sind, ausgeführt. Es können sowohl Rader für eine Bewegung des Molches entlang eines Rohres als auch für eine Drehung des Molches um die Längsachse des Rohres vorhanden sein. Beispielsweise ist der Werkzeugsatz mit einer Einrichtung zur Reinigung der Oberflache des Bauteils ausgestattet. Bei einer weitgehend trockenen Oberflache des Bauteils kann dadurch, dass vor der Untersuchung eine Reinigung erfolgt, ein besse- res Untersuchungsergebnis erreicht werden.The tool set is equipped, for example, with a device for recognizing its position. In this way, locations to be examined on the component can be specifically reached. For example, the location in the component is determined with a camera and necessary movements of the pig are carried out, for example, by means of wheels which are driven by a motor. There may be wheels for moving the pig along a pipe and for rotating the pig about the longitudinal axis of the pipe. For example, the tool set is equipped with a device for cleaning the surface of the component. In the case of a largely dry surface of the component, a better test result can be achieved by cleaning before the examination.
Der Werkzeugsatz weist beispielsweise einen oder mehrere Schleifkopfe zum Schleifen eines Teils der Oberflache des Bauteils auf. Durch das Anschleifen des Metalls wird dessen Struktur besser sichtbar, so dass die metallographische Untersuchung bessere Ergebnisse liefert.The tool set has, for example, one or more grinding heads for grinding part of the surface of the component. Grinding the metal makes its structure more visible, so that the metallographic examination provides better results.
Der Werkzeugsatz kann auch, z.B. zusätzlich zu den Schleif- kopfen, eine Einrichtung zum Polieren eines Teils der Ober- flache des Bauteils aufweisen. Damit wird der gleiche Vorteil wie mit dem Schleifen erzielt. Das Polieren kann elektrolytisch erfolgen.The tool set can also, e.g. in addition to the grinding heads, have a device for polishing a part of the surface of the component. This gives the same advantage as grinding. Polishing can be done electrolytically.
Nach einem anderen Beispiel kann eine Einrichtung zur visuel- len und/oder mikroskopischen Untersuchung des Bauteils vorhanden sein. Damit erhalt man zuverlässige Informationen über die Struktur der untersuchten Metallflache.According to another example, a device for visual and / or microscopic examination of the component can be present. This provides reliable information about the structure of the metal surface being examined.
Besonders vorteilhaft ist eine Kombination aus Einrichtungen zum Reinigen, Schleifen oder Polieren, sowie zur anschließenden mikroskopischen oder auch nur visuellen Untersuchung.A combination of devices for cleaning, grinding or polishing, as well as for the subsequent microscopic or even only visual examination is particularly advantageous.
Der Werkzeugsatz kann auch vorteilhafterweise eine Einrichtung zur Entnahme eines Oberflachenabdrucks von einem Teil der Oberflache des Bauteils aufweisen. Ein solcher Oberflachenabdruck kann dann mit dem Molch abtransportiert und spater im Labor untersucht werden.The tool set can also advantageously have a device for removing a surface impression from part of the surface of the component. Such a surface impression can then be carried away with the newt and examined later in the laboratory.
Die Einrichtung zur Entnahme eines Oberflachenabdruckes kann eine Einrichtung zum Auftragen, z.B. zum Aufspritzen, einesThe device for taking a surface impression can be a device for application, e.g. for spraying, one
Kunststoffs, z.B. eines Zwei-Komponenten-Kunststoffs, aufweisen, der auch unter Wasser an Metalloberflachen haften kann. Eine ergänzende Einrichtung dient zum Abheben des erhärteten Kunststoffs, auf dem die Struktur der Oberflache dann fein abgezeichnet ist.Have plastic, such as a two-component plastic, which can adhere to metal surfaces even under water. A supplementary device is used to lift the hardened plastic, on which the structure of the surface is then delicately drawn.
Es kann alternativ eine Einrichtung zum Anpressen und Abheben einer thermoplastischen Folie vorhanden sein.Alternatively, a device for pressing and lifting a thermoplastic film can be present.
Der Werkzeugsatz weist als zusatzliche Prüfgeräte beispielsweise einen Harteprufer, eine Forstersonde und/oder eine kor- rosionschemische Messzelle auf. Mit diesen Prüfgeräten, die als solche bekannt sind, kann die metallographische Untersuchung ergänzt werden.As additional testing devices, the tool set has, for example, a hard tester, a forestry probe and / or a corrosion-chemical measuring cell. These test devices, which are known as such, can be used to supplement the metallographic examination.
Mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass zur metallographischen Untersuchung eines Bauteils die Anlage, m der sich das Bauteil befindet, vom Personal nicht betreten werden uss.With the device according to the invention, the advantage is achieved in particular that the system in which the component is located is not to be entered by the personnel for the metallographic examination of a component.
Die Vorrichtung nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung naher erläutert.The device according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing.
FIG 1 zeigt eine Seitenansicht des Werkzeugsatzes.1 shows a side view of the tool set.
FIG 2 zeigt eine Frontalansicht des Werzeugsatzes und des Molches.2 shows a front view of the tool set and the pig.
Die Vorrichtung besteht aus einem üblichen nur schematisch m Figur 2 dargestellten Molch 1, der mittels Radern 2 durch eine Rohrleitung 3 hindurchgefuhrt und gegebenenfalls um seine Langsachse, die parallel zur Rohrachse verlauft, gedreht werden kann, sowie aus einem Werkzeugsatz 4. Dieser weist eine Kupplung 5 auf zum Ankuppeln des Molches 1. Der Werkzeugsatz 4 umfasst eine Einrichtung 6 zum Erkennen der Position, die e ne Kamera sein kann. Er umfasst auch vier be- wegliche Schleifkopfe 7 bis 10, mit denen die Innenoberflache der Rohrleitung 3 stufenweise stets feiner geschliffen werden kann. Zusatzlich ist eine Einrichtung 11 zum elektrolytischen Polieren und Atzen vorhanden. Darüber hinaus enthalt der Werkzeugsatz 4 eine Einrichtung 12 zur visuellen oder mikroskopischen Untersuchung der Oberflache und eine Einrichtung 13 zur Entnahme eines Oberflachenabdrucks von der zuvor pra- parierten Oberflache. Zusatzlich können weitere Prüfgeräte vorhanden sein, z.B. ein Harteprufer, eine Forstersonde und eine korrosionschemische Messzelle, für die ein Trager 14 am Werkzeugsatz 4 vorhanden ist.The device consists of a conventional pig 1, shown only schematically in FIG. 2, which is guided through a pipe 3 by means of wheels 2 and can optionally be rotated about its longitudinal axis, which runs parallel to the pipe axis, and a tool set 4. This has a coupling 5 on for coupling the pig 1. The tool set 4 comprises a device 6 for recognizing the position, which can be a camera. It also includes four movable grinding heads 7 to 10, with which the inner surface of the pipeline 3 can be ground finer and finer in stages. In addition, a device 11 for electrolytic Polishing and etching available. In addition, the tool set 4 contains a device 12 for the visual or microscopic examination of the surface and a device 13 for taking a surface impression from the previously prepared surface. Additional test devices may also be present, for example a hard tester, a forestry probe and a corrosion-chemical measuring cell, for which a carrier 14 is provided on the tool set 4.
Alle genannten Einrichtungen sind auf einem Querschnitt durch den Werkzeugsatz 4 angeordnet und können durch eine Drehung des Molches 1 um seine Langsachse nacheinander ein Umfangs- band der Rohrleitung 3 überstreichen. Zur Untersuchung eines angrenzenden Umfangsbandes wird der Molch 1 m der Rohrlei- tung 3 ein Stuck weiter bewegt.All of the devices mentioned are arranged on a cross section through the tool set 4 and can successively sweep over a circumferential band of the pipeline 3 by rotating the pig 1 about its longitudinal axis. To examine an adjacent circumferential band, the pig is moved 1 m further along the pipeline 3.
Den Untersuchungsvorrichtungen vorgeschaltet, tragt der Werkzeugsatz 4 eine Reinigungseinrichtung 15 zur Reinigung der Oberflache der Rohrleitung 3 vor der eigentlichen Untersu- chung.Upstream of the examination devices, the tool set 4 carries a cleaning device 15 for cleaning the surface of the pipeline 3 before the actual examination.
Mit der Vorrichtung können, ohne dass Personal unmittelbar m der Anlage eingesetzt werden muss, metallographische Untersuchungen durchgeführt werden. With the device, metallographic examinations can be carried out without personnel having to be used directly in the system.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur metallographischen Untersuchung eines Bauteils, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein1.Device for the metallographic examination of a component, which means that a
Werkzeugsatz (4) mit einem fernsteuerbaren Molch (1) verbind¬Tool set (4) with a remotely controllable pig (1)
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Molch (1) und der Werkzeugsatz (4) für einen Einsatz unter Wasser ausgelegt einen oder mehrere wasserdicht gekapselte Antriebe und/oder Anschlüsse aufweisen.2. Device according to claim 1, so that the pig (1) and the tool set (4), designed for use under water, have one or more watertight encapsulated drives and / or connections.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Werkzeugsatz (4) mit einer Einrichtung (6) zum Erkennen seiner Position ausgestattet ist.3. Device according to one of claims 1 or 2, that the tool set (4) is equipped with a device (6) for recognizing its position.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Werkzeugsatz (4) mit einer Einrichtung (15) zur Reinigung der Oberflache des Bauteils ausgestattet ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, so that the tool set (4) is equipped with a device (15) for cleaning the surface of the component.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Werkzeugsatz (4) aufweist, einen oder mehrere Schleifkopfe (7 bis 10) zum Schleifen eines Teils der Oberflache des Bauteils und/oder eine Einrichtung (11) zum Polieren eines Teils der Oberflache des Bauteils und/oder eine Einrichtung (12) zur visuellen und/oder mikroskopischen Untersuchung eines Teils der Oberflache des Bauteils und/oder eine Einrichtung (13) zur Entnahme eines Oberflachenabdrucks an einem Teil der Oberflache des Bauteils.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tool set (4) has one or more grinding heads (7 to 10) for grinding a part of the surface of the component and / or a device (11) for polishing a part the surface of the component and / or a device (12) for the visual and / or microscopic examination of part of the surface of the component and / or a device (13) for taking a surface impression of part of the surface of the component.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung (131 zur Entnahme eines Oberflachenabdrucks eine Einrichtung zum Auftragen eines Kunststoffs auf die Oberflache und eine Einrichtung zum Abheben des erhärteten Kunst- stoffs aufweist.6. The device according to claim 5, characterized in that the device (131 for removing a surface impression has a device for applying a plastic to the surface and a device for lifting the hardened plastic.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung (13) zur Entnahme eines Oberflachenabdrucks eine Einrichtung zum Anpressen und Abheben einer thermoplastischen Folie aufweist.7. The device as claimed in claim 5, so that the device (13) for removing a surface impression has a device for pressing and lifting off a thermoplastic film.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Werkzeugsatz (4) mit zusätzlichen Prüfgeräten, einem Harteprufer, einer Forstersonde und/oder einer korrosionschemischen Messzelle, ausgestattet ist. 8. Device according to one of claims 1 to 7, so that the tool set (4) is equipped with additional test devices, a hard tester, a forestry probe and / or a corrosion-chemical measuring cell.
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