• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1980000616A1
    申请号:PCT/DE1979/000105
    申请日:1979-09-11
    公开日:1980-04-03
    发明作者:A Stipura；W Rehme；N Schevtschenko；L Donskoi；V Ripnyi
    申请人:Ibema Gmbh & Co Kg；A Stipura；W Rehme；N Schevtschenko；L Donskoi；V Ripnyi；
    IPC主号:G01N29-00
    专利说明:
    [0001] Technisches Gebiet
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Prüfvorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von Schweißnähten, insbesondere bei Rohren mit gerader oder wendeiförmiger Schweißnaht mit auf beiden Seiten der Naht angeordneten, diese senkrecht zur Nahtlängsrichtung beschallenden Längsfehler-Prüfschwingern und beidseits neben diesen doppelt vorhandenen Querfehler-Prüfschwingern, die ihre Schallstrahlen im spitzen Winkel zur Schweißnaht aussenden.
    [0003] Stand der Technik
    [0004] Bei der Schweißnahtprüfung von Rohren, insbesondere von unter Pulver geschweißten Längsnaht- oder Spiral-naht-Großrohren, werden Ültraschall-Prüfvorrichtungen mit mehreren Prüfköpfen eingesetzt, die die Schweißnaht auf Längs- und Querfehler prüfen. Hierbei werden unter Längsfehlern solche Fehlstellen verstanden, die sich in Längsrichtung der Schweißnaht erstrecken, wie beispielsweise Schlacken- oder Lufteinschlüsse, während Querfehler solche Fehler sind, die quer zur Längsrichtung der Schweißnaht verlaufen.
    [0005] Bei den Prüfvorrichtungen werden verschiedene Arten von Prüfköpfen verwendet. Normal- und Winkelprüfköpfe, die in der Regel als Sender- und Empfänger-Prüfkδpfe (SE-Prüf-kδpfe) ausgebildet sind, haben nur einen Prüfschwinger,der seine Schallstrahlen senkrecht oder unter einem spitzen Winkel zur Schweißnaht aussendet. Daneben gibt es Doppel- Winkelprüfköpfe, die entweder zwei unter einem Winkel angeordnete Prüfschwinger aufweisen, von denen der eine zur Ermittlung von Längsfehlern und von denen der andere zur Ermittlung von Querfehlern dient, oder die nur einen Prüfschwinger aufweisen, von dem ein Teil der Schallstrahlen abgespalten und unter einem Winkel zur Schweißnaht weitergeführt wird, um neben der Ermittlung von Längsfehlern gleichzeitig Querfehler zu erfassen.
    [0006] Bei einer bekannten Prüfvorrichtung werden vier Normaloder Wihkelprüfkδpfe symmetrisch zur Naht in K- oder X- fδrmiger Anordnung verwendet. Die vier Prüfkδpfe bilden hierbei eine sogenannte Prüfspinne, die auf das Rohr aufgesetzt und an der Schweißnaht entlanggeführt wird. Die schallübertragende Ankopplung wird durch Zuführen von Wasser in die Berührungsebene erreicht, wobei die einwandfreie Ankopplung ebenfalls durch Ultraschall mit besonderen Kontrollschwingern überwacht wird, um eventuelle Ankopplungsstörungen, wie Luftblasen oder losen Zunder, festzustellen.
    [0007] Im Betrieb werden die Prüfköpfe über einen programmierten Taktumschalter mit der Ultraschall- und Auswerteelektronik verbunden und im Takt der Impulsfolgefrequenz in Längsund Querfehler-Reflexionsprüftakten sowie zusätzlichen Koppelkontrolltakten einzeln oder paarweise abgefragt.
    [0008] Bei einer anderen bekannten Ausführung werden zwei Doppel- Winkelprüfköpfe verwendet, die auf beiden Seiten der Schweißnaht einander gegenüberliegen und je zwei unter 45° von einem Quarz abgespaltene Schallstrahlen aussenden, von denen die einen die Schweißnaht senkrecht zur Nahtlängsrichtung beschallen, um die Längsfehler zu ermitteln, und von denen die anderen die Schweißnaht unter 45° beschallen, um die Querfehler zu ermitteln.
    [0009] Alle bekannten Einrichtungen haben die Eigenart, daß eine vollständige Prüfung auf Längs- und Querfehler nur dann möglich ist, wenn alle Prüfköpfe auf das Rohr aufgesetzt sind. Die Prüfung ist deshalb im mittleren Bereioh eines Rohres einwandfrei, versagt aber am Rohranfang oder am Rohrende, wenn das Rohr gerade unter die Prüfspinne geschoben oder von dieser abgezogen wird und zwei der Prüfkδpfe in K- oder X-Anordnung noch nicht oder nicht mehr auf dem Rohr aufliegen oder wenn bei Verwendung von Doppel-Wihkelprüfköpfen deren unter 45 geneigte Schallstrahlen zur Querfehlerermittlung sich jenseits des Rohranfanges bzw. Rohrendes treffen.
    [0010] Durch diese Eigenart ergibt sich bei den bekannten Vorrichtungen der Nachteil, daß der Schweißnahtbereitsh am Rohranfang oder Rohrende oder auch beide Bereiche bis zu ca. 200 mm nicht vollständig auf Längs- und Querfehler geprüft werden können. Es war deshalb bisher stets notwendig, diese ungeprüften Schweißnahtbereiche am Rohranfang und Rohrende zusätzlich manuell mit Ultraschall-Handgeräten zu prüfen, was einen bedeutenden technischen und personellen Aufwand erforderte.
    [0011] Bei einer älteren, nicht zum Stande der Technik gehörenden Prüfvorrichtung des Anmelders sind die Prüfschwinger für die Längsfehler- und Querfehlererkennung in Prüfkδpfen untergebracht, die sternförmig symmetrisch zur Schweißnaht in einer Prüfspinne angeordnet sind. Mit dieser eingangs erwähnten Einrichtung ist es möglich, Schweißnähte vom An fang bis zum Ende vollständig und vollautomatisch auf Längsfehler und Querfehler zu prüfen. Für die vollständige Schweißnahtprüfung sind aber mindestens sechs Prüfkδpfe erforderlich. Bei einer anderen Ausführungsform werden Doppel-Winkelprüfköpfe verwendet, die je zwei Winkelschwinger aufweisen, von denen der eine seine Schallstrahlen im rechten Winkel zur Schweißnaht aussendet (Längsfehlererkennung) und von denen der andere seine Schallstrahlen in einem spitzen Winkel zur Schweißnaht aussendet (Querfehlererkennung).Auch hier sind mindestens vier Prüfkδpfe erforderlich, um die Längs- und Querfehler vom Anfang bis zum Ende der Schweißnaht mit der gleichen Vorrichtung vollständig ermitteln zu können.
    [0012] Darstellung der Erfindung
    [0013] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prüfvorrichtung zu schaffen, die einen geringen Raumbedarf hat und bei welcher die Prüfkδpfe zentral eingestellt werden können und mit. der eine Schweißnaht vollständig und automatisch vom Anfang bis zum Ende der Naht geprüft werden kann.
    [0014] Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß jeweils ein Längsfehler-Prüfschwinger und zwei Querfehler-Prüfschwinger gemeinsam in je einem von zwei Prüfaggregaten untergebracht sind, die auf beiden Seiten der Schweißnaht einander gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß auf jeder Seite der Schweißnaht nur noch je ein Prüfaggregat vorhanden ist, welches die erforderlichen Prüfschwinger zur Längsfehler- und Querfehlererkesnung aufweist.
    [0015] Nach der Erfindung können die Prüfaggregate Prüfblδcke sein, in welchen mindestens die Prüfschwinger zur Querfehlerbe- stiramung in ihrer Lage zueinander und/oder in ihrer Stellung zur Schweißnaht verstellbar montiert sind. Die Prüf- schwinger können dann in ihrer optimalen Stellung genau ein justiert werden. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Prüfaggregate Prüfköpfe sein, in denen jeweils ein Längsfehler-Prüfschwinger und zwei Querfehler-Prüfschwinger fest eingebaut sind. Bei dieser Ausführungsform ist es zweckmäßig, wenn die fest eingebauten Prüfschwinger von zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Schweißnaht angeordneten Prüfköpfen so einjustiert sind, daß die Schallstrahlen der auf gleichen Seiten neben den Längsfehler-Prüfschwingern angeordneten Querfehler-Prüfschwinger beider Prüfköpfe die zu prüfende Schweißnaht an der gleichen Stelle treffen.
    [0016] Zur raschen Einstellung der Prüfköpfe mit fest eingebauten Längsfehler- und Querfehler-Prüfschwingern sind die Prüfköpfe vorteilhaft in ihrem Abstand zur Schweißnaht und in ihrer gegenseitigen Lage zueinander verstellbar.
    [0017] Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert ist. Es zeigt:
    [0018] Fig. 1 eine Ultraschall-Prüfvorrichtung nach der Erfindung zum Prüfen der Längsschweißnaht eines Rohres in einer schematischen Draufsicht am Rohranfang,
    [0019] Fig. 2 den Segenstand der Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht in der Mitte des Rohres und
    [0020] Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht am Ende des Rohres. Wege zur Ausführung der Erfindung In den Zeichnungen ist mit 15 ein Stahlrohr bezeichnet, das aus einem Blech gebogen ist und dessen Längsschweißnaht 16 auf Längsfehler und Querfehler geprüft werden soll. Zu diesem Zweck wird das Rohr 15 in Richtung des Pfeiles 17 unter einer Ultraschall-Prüfvorrichtung vorbeigeschoben, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt und in Ihrer Gesamtheit mit 18 bezeichnet ist. Die Prüfvorrichtung 18 hat zwei Prüfaggregate 65 und 66, die auf beiden Seiten der Schweißnaht 16 einander gegenüberliegend angeordnet sind und von einer hier nicht näher dargestellten Hubvorrichtung getragen werden und die auf das Rohr 15 abgesenkt werden können, wenn die vordere Stirnkante 32 des Rohres die Prüfvorrichtung erreicht.
    [0021] Jedes der beiden Prüfaggregate 65 und 66 hat je einen fest eingebauten Längsfehler-Prüfschwinger 67 bzw. 68, der seine Schallstrahlen 69 bzw. 70 senkrecht zur Schweißnaht 16 aussendet. Die Prüfaggregate 65 und 66 sind gegeneinander in Längsrichtung und quer zur Schweißnaht verstellbar und so aufeinander einjustiert, daß die Prüfschwinger 67 und 68 einander gegenüberliegen, so daß sie nicht nur die von ihnen ausgesandten und an der Schweißnaht reflektierten Schallstrahlen wieder empfangen, sondern zur Kontrolle des akustischen Kontaktes auch die vom Längsfehler-Prüfschwinger des auf der anderen Seite der Schweißnaht angeordneten Prüfaggregates ausgesandten Schallstrahlen empfangen könne .
    [0022] Auf beiden Seiten des Längsfehler-Prüfschwingers 67 bzw. 68 ist in jedem Prüfaggregat 65 bzw. 66 je ein Querfehler-Prüfschwinger 71 und 72 bzw. 73 und 74 angeordnet. Diese Querfehler-Prüfschwinger stehen im Winkel zum Längsfehler-Prüfschwinger 67 bzw. 68, so daß ihre Schallstrahlen 75 und 76 bzw. 77 und 78 die Schweißnaht 16 unter einem spitzen Winkel α bzw. ß an den gleichen Stellen 51 bzw. 61 treffen. Hierbei können die Querfehler-Prüfschwinger 71 und 72 bzw. 73 und 74 fest eingebaut sein; es Ist jedoch auch möglich, sie in ihrer gegenseitigen Lage zueinander und/oder in ihrer Stellung zur Schweißnaht verstellbar im Prüfaggregat 65 bzw. 66 zu montieren. Die Prüfvorrichtung kann dann dem jeweils zu prüfenden Werkstück und der zu prüfenden Schweißnaht besser angepaßt werden. Demgegenüber sind Prüfkδpfe mit fest eingebauten, vorjustierten Prüfschwingern leichter zu handhaben.
    [0023] Bei der Prüfung werden die Prüfaggregate 65 und 66 beim Anfang der Prüfung an der vorderen Stirnkante des Rohres in den folgenden Takten abgefragt, wobei die Längsfehlerprüfung mit "L", die Querfehlerprüfung mit "Q" und die Koppelkontrolle mit "K" bezeichnet ist:
    [0024]
    [0025] Man erkennt, daß beim weiteren Vorschub des Rohres 15 in Richtung des Pfeiles 17 die vordere Stirnkante 32 in den Bereich des Punktes 61 gelangt, wo die von dem Querfehler-Prüfschwinger 72 ausgesandten Schallstrahlen 76 an der Schweißnaht 16 reflektiert werden und zum Querfehler-Prüfschwinger 74 des gegenüberliegenden Prüfaggregates 66 weiterlaufen oder umgekehrt. Der bisher auf Querfehler noch nicht geprüfte Bereich der Schweißnaht am Anfang des Rohres kann dann von den Querfehler-Prüfköpfen 72 und 74 in folgenden Takten geprüft werden:
    [0026]
    [0027] In gleicher Weise wird die Schweißnaht in der Mitte des Rohres geprüft, wie dies in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Hierbei ist es natürlich nicht notwendig, die Prüfaggregate in allen vorstehend angegebenen Takten abzufragen, sondern es genügt für die vollständige Prüfung folgende Taktfolge:
    [0028] Sobald das Rohr 15 mit seiner hinteren Stirnkante 39 die Stelle 51 verläßt, ist eine Prüfung der Schweißnaht 16 nur noch mit den Längsfehler-Prüfschwingern 67 und 68 und den Querfehler-Prüfschwingern 72 und 74 möglich. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch die Schweißnaht bis zur hinteren Stirnkante 39 des Rohres von den Querfehler-Prüfschwingern 71 und 73 bereits auf Querfehler geprüft, so daß in diesem letzten Teil der Schweißnaht nur noch eine Längsfehlerprüfung erfor derlich ist, bis die Prüfaggregate 65 und 66 vom Rohr abge hoben werden.
    [0029] Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind auch andere Ausführungsformen möglich, bei denen die Prüfschwinger zur Längsfehler- und Querfehlererkennung in einem Prüfaggregat untergebracht sind. Wesentlich ist nur, daß zwei Prüfstrahlen zur Querfehlererkennung unter einem Winkel zur Schweißnaht in entgegengesetzten Richtungen zum Schweißnahtanfang und zum Schweißnahtende hin gerichtet sind, die von etwa der gleichen Stelle ausgehen wie die Schallstrahlen zur Längsfehlererkennu g. Außerdem ist es natürlich möglich, die Prüfung auch in anderen Taktfolgen als in den vorstehend beschriebenen durchzuführen, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung überschritten wird.
    [0030] Gewerbliche Verwertbarkeit
    [0031] Die Erfindung ist bei der zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken, insbesondere von Schweißnähten, gewerblich anwendbar.
    权利要求:
    Claims A n s p r ü c h e :
    1. Ultraschall-Prüfvorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von Schweißnähten, insbesondere bei Rohren mit gerader oder wendelfδrmiger Schweißnaht, mit auf beiden Seiten der Naht angeordneten, diese senkrecht zur Nahtlängsrichtung beschallenden Längsfehler-Prüfschwingern und beldseits neben diesen doppelt vorhandenen Querfehler-Prüfschwingern, die ihre Schallstrahlen im spitzen Winkel zur Schweißnaht aussenden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Längsfehler-Prüfschwinger und zwei
    Querfehler-Prüfschwinger gemeinsam in je einem von zwei Prüfaggregaten untergebracht sind, die auf beiden Seiten der Schweißnaht (16) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfaggregate Prüfblocke sind, in welchen min destens die Prüfschwinger zur Querfehlerbestimmung in ihrer Lage zueinander und/oder in ihrer Stellung zur Schweißnaht (16) verstellbar montiert sind.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfaggregate Prüfkδpfe sind, in denen jeweils ein Längsfehler-Prüfschwinger und zwei Querfehler-Prüf schwinger fest eingebaut sind.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fest eingebauten Prüfschwinger von zwei auf ge genüberliegenden Seiten der Schweißnaht (16) angeordne ten Prüfköpfen so einjustiert sind, daß die Schallstrah len der auf gleichen Seiten neben den Längsfehler-Prüf schwingern angeordneten Querfehler-Prüfschwingern bei- der Prüfkδpfe die zu prüfende Schweißnaht (16) an der gleichen Stelle treffen.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß die Prüfkδpfe mit den fest eingebauten Längs fehler- und Querfehler-Prüfschwingern in ihrem Abstand zur Schweißnaht und in ihrer gegenseitigen Lage zuein ander verstellbar sind.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US20170021446A1|2017-01-26|Ultrasonic in-process monitoring and feedback of resistance spot weld quality
    US3868847A|1975-03-04|System and apparatus for inspecting elongated welds
    US6092420A|2000-07-25|Ultrasonic flaw detector apparatus and ultrasonic flaw-detection method
    US7111516B2|2006-09-26|In-tube ultrasonic device for wall thickness metering
    US4375165A|1983-03-01|System for inspecting welded joints in pipe lines by means of ultrasonic waves
    ES2337269T3|2010-04-22|Procedimiento y aparato para examinar el material interior de un objeto, tal como una tuberia o un cuerpo humano, a partir de una superficie del objeto usando ultrasonidos.
    DE4424555C2|1998-01-29|Verfahren zum Erfassen von Korrosionsermüdungsrissen in Membrankesselrohren
    US3712119A|1973-01-23|Material tester
    US4712722A|1987-12-15|Concurrent ultrasonic weld evaluation system
    US4487071A|1984-12-11|Flaw detection system for railroad rails and the like
    US4289030A|1981-09-15|Nondestructive testing utilizing horizontally polarized shear waves
    TW490553B|2002-06-11|Ultrasonic austenitic weld seam inspection method and apparatus
    CN101627303B|2011-08-17|管体的超声波探伤装置和超声波探伤方法
    EP1516178B1|2015-12-09|Verfahren zur Ultraschallkontrolle von Schweissverbindungen
    US9037419B2|2015-05-19|Portable matrix phased array spot weld inspection system
    JP2018513976A|2018-05-31|レーザー溶接部の検査用のフェーズドアレイシステム
    US4685334A|1987-08-11|Method for ultrasonic detection of hydrogen damage in boiler tubes
    US9063059B2|2015-06-23|Three-dimensional matrix phased array spot weld inspection system
    US6622561B2|2003-09-23|Tubular member flaw detection
    US6948369B2|2005-09-27|Methods for ultrasonic inspection of spot and seam resistance welds in metallic sheets and a spot weld examination probe system |
    US5085082A|1992-02-04|Apparatus and method of discriminating flaw depths in the inspection of tubular products
    EP0577599B1|1997-05-02|Ultraschall-messverfahren für den wanddickenverlauf einer schweissnaht eines rohres
    US20030033880A1|2003-02-20|Ultrasonic detection of flaws in tubular members
    CN105699492B|2018-11-13|一种用于焊缝检测的超声成像方法
    EP0685068B1|1997-04-16|Ultraschall-prüfvorrichtung für schweissnähte bei rohren, blechen und behältern
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0020418A1|1981-01-07|
    JPS6038663B2|1985-09-02|
    JPS55500705A|1980-09-25|
    EP0020418B1|1982-07-07|
    DE2840455A1|1980-04-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1980-04-03| AK| Designated states|Designated state(s): JP US |
    1980-04-03| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): FR GB |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]