• 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:WO1986004415A1
    申请号:PCT/DE1986/000017
    申请日:1986-01-21
    公开日:1986-07-31
    发明作者:Wolf-Dieter Feist；Manfred Podlech；Johann Gollwitzer
    申请人:MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION MüNCHEN GMBH；
    IPC主号:G01N29-00
    专利说明:
    [0001] Probekörper für Ultraschallprüfung Die Erfindung betrifft einen Probekörper für Ultraschall¬prüfung mit Testfehler oder -reflektor bestimmter Art, Lage und Größe, zur Prüfung, beziehungsweise Eichung (Kalibrieren) von Ultraschallprüfgeräten oder -prüfköpfen.
    [0002] Die Erfindung ist zur Anwendung in der zerstörungsfreien Materialprüfung vorgesehen.
    [0003] Zum Kalibrieren von Ultraschallprüfgeräten und/oder Prüfköpfen und zum Nachweis der Fehlererkennbarkeit werden Testreflektoren oder kleine Testfehler benötigt. Bekannt sind z.B. Kreisscheibenreflektoren in Form von Sackbohrungen mit flachem Boden. Solche Bohrungen lassen sich jedoch, besonders wenn der Boden flach sein soll, nicht beliebig klein herstellen.
    [0004] Andererseits ist es mit zunehmender Ausschöpfung der Festigkeitspotentiale neuer Werkstoffe wie z.B. Pulvermetall-Superlegierungen oder hochfester Keramik, notwendig immer kleinere Werkstoffehler zu detektieren. Damit ist eine Miniaturisierung der Ultraschallprüftechnik erforderlich.
    [0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Probekörper mit sehr kleinem Testfehler ∅≤ 0, 5 mm in Lage und Schallverhalten reproduzierbar herzustellen. Ferner soll der Probekörper leicht herstellbar sein und einen Reflektor mit beliebiger, jedoch reproduzierbarer Form enthalten. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruches. Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen enthalten.
    [0006] Die Erfindung ermöglicht es einen Probekörper mit reproduzierbaren, geometrisch in engen Grenzen definierten Ersatzfehlern und/oder Ersatzreflektoren (Einsätze) der Größenordnung von etwa 0,01 bis 0,05 mm herzustellen. Weiter ermöglicht die Erfindung den Reflektor in nahezu beliebig reproduzierbaren Formen herzustellen und damit verbundene Einflüsse auf das Ultraschallsignal zu ermitteln. Der Probekörper besteht dabei aus pulverisierbarem Metall, intermetallischen Phasen oder Keramiken. Die Einsätze bestehen mit Vorteil aus Quarzglas oder einem ähnlich sich verhaltendem Material.
    [0007] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung rein schematisch dargestellt.
    [0008] Es zeigen:
    [0009] Fig. 1 den Probekörper mit darin angeordnetem Einsatz und
    [0010] Fig. 2 die Einzelheit A aus. Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.
    [0011] Fig. 3 a) bis h) verschiedene Gestaltungen der Reflektoroberfläche.
    [0012] Der Probekörper 1 - hier ein Preßkörper - ist in einer Kapsel 2 enthalten. Diese weist ein Füllrohr 3 auf; in die Metallpulver z.B. Ni-Basislegierung vorteilhaft Korn <100 μm, eine intermetallische Phase oder ein Keramikpulver eingefüllt wird. Das Füllrohr wird mit dem Deckel zusammen nach Beendigung des Preßvorganges (heiß- oder kaltisostatisch) wieder entfernt, z.B. abgeschliffen. Die Schliffläche bildet dann die spätere Probenkörperoberfläche 4. Im Bodenbereich des Preßkörpers 1 ist ein Einsatzhalter 5 und ein Einsatz 6, z.B. ein Quarzstab befestigt. Der Einsatz weist z.B. eine zur Probenkörperoberfläche 4 in paralleler Ebene liegende Reflektorfläche 7 auf. Mit Hilfe dieses Ersatzreflektors oder Ersatzfehlers lassen sich die gewünschten Prüfungen an ültraschallgeräten durchführen. Die Einschallrichtung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von oben nachunten d.h. in der vertikalen bzw. in zur Achse des Preßkörpers parallelen Ebenen. Der Probekörper wird dabei üblicherweise in eine Flüssigkeit eingetaucht.
    [0013] Beispiel eines Herstellverfahrens für den Probekörper:
    [0014] Der oder die Einsätze 6 aus die Ultraschallprüfung nicht störendem Material wie Quarzglas oder synthetischem Diamant, Saphir in Stab-, Nadel oder Faserform von etwa 10 - 100μm∅ stückig bzw. partikular mit beliebiger Oberflächenausbildung (siehe Fig.3) wird in definierter geometrischer Lage (gem. Fig.1) in der (Fe-) Kapsel festgehalten mittels der Halterung 5 am Boden derselben, z.B. in 1 - 10 mm Abstand von 4, wenn die Kapsel etwa 20 mm ∅ und etwa 30 - 60 mm Länge hat.
    [0015] Danach wird das Metallpulver durch das Füllrohr bzw. einen Fülltrichter eingebracht. Dabei dürfen sich die
    [0016] Einsätze in der vorher definierten Lage nicht verschieben. Deshalb ist die Halterung der Einsätze wie Quarzstäbe an der Kapsel insbesondere am Kapselboden so gestaltet - mit Vorteil kegelförmig - daß keine einseitigen Kräfte während des Preßvorganges wie z.B. kalt- oder heißisostatisches Pressen auf den Einsatz wie Quarzstab einwirken.
    [0017] Während des Füllvorganges der Kapsel mit dem Pulvermaterial ist die Kapsel mit Vorteil evakuiert, danach wird sie verschlossen, z.B. wenn die Kapsel aus Metall besteht, durch Verschweißen, so daß sie dicht ist. Es kann auch das Pulver unter Luft eingefüllt und danach - erst vor dem Verschließen - evakuiert werden. Danach wird mit dem Preßvorgang begonnen. Er kann in einer für die genannten Verfahren üblichen Presse erfolgen, bei den üblichen Drücken und Temperaturen. Zusätzlich kann sich an den Preßvorgang noch eine oder mehrere Wärmebehandlungsstufen anschließen.
    [0018] Danach erfolgt das Entkapsein durch Abtrennen des Füllrohrs mit Deckel. Die Sollänge wird bei 4 durch ein an sich bekanntes Bearbeitungsverfahren eingestellt. Der Einsatz muß fest umschlossen sein.
    [0019] Der Probekörper besteht aus einem Material, das dem zu prüfenden Werkstoff bzw. Werkstück gleich oder ähnlich ist. Notwendig ist es solche Materialien bzw. Materialgruppen zu verwenden, die nach einem pulvermetallurgischen Verfahren verarbeitbar sind.
    [0020] Die Werkstoffauswahl für den oder die Einsätze wie z.B. Stäben-, Nadeln- und Fasern richtet sich nach der Preßtemperatur insbesondere HIP-Temperatur (HIP=Heiß-IsostatPressen) des Probenkörperwerkstoffes und nach den gewünschten Schallimpedeanzunterschieden. Z.B. eignet sich Quarz für den Einsatz in Nickelbasislegierungen da es sich, z.B. beim Heißpressen, gut verwenden läßt. Bei der HIP-Temperatur für eine solche Legierung ist der Einsatz so fest, daß die Form erhalten bleibt und ein ausreichender Impedanzunterschied zum umgehenden Werkstoff aus der Legierung besteht. Es können jedoch auch andere entsprechend geeignete Materialpaarungen gewählt werden.
    [0021] Bei der Ultraschallprüfung wird bevorzugt ein hochauflösender und im Verhältnis zur gewünschten Auflösung hochfokussierender Prüfkopf entsprechender Wellenlänge und entsprechender Leistung z.B. zwischen etwa 5 und 50 MHz, insbesondere 25 MHz. Der nicht dargestellte Prüfköpf wird auf der zuletzt auf Maß (Sollänge), geschliffenen Fläche 4 des eingetauchten Probekörpers 1 zur Anlage gebracht.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Probekörper für Ultraschallprüfung mit Testfehler oder -reflektor bestimmter Art, Lage und Größe, zur Prüfung, beziehungsweise Eichung (Kalibrieren) von Ultraschallprüfgeräten oder -prüfköpfen, gekennzeichnet durch den Testfehler bildende Einsätze die mit ihrer größten Längsausdehnung in Einschallrichtung angeordnet sind und eine Reflexionsfläche zur Erzeugung eines Ultraschall-Echos aufweisen, die nicht größer als etwa 0,2 mm2 und der Oberfläche des Probenkörpers zugekehrt ist, an die sich der Prüfköpf bei der Ultraschallprüfung anlegt.
    2. Probekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche des Einsatzes zu der dem Prüfköpf als Anlagefläche dienenden Oberfläche einen festen Abstand aufweist.
    3. Probekörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche in Schallrichtung konvex oder konkav ist.
    4. Probekörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er nach einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt ist, wie isostatisches Kalt- und/oder Heißpressen.
    5. Probekörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er aus pulverisierbarem Metall, intermetallischen Phasen oder Keramiken besteht.
    6. Probekörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er den oder die Einsätze in Stab-, Nadel- oder Faserform eingepreßt enthält.
    7. Probekörper nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze aus Quarzglas, Diamant, Saphir bestehen.
    8. Probekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze an ihrer Spitze rotationssymmetrisch (kegelig) gestaltet sind.
    9. Probekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche eine unsymmetrische Gestalt aufweist.
    10. Probekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche aus (ungleichen) schrägen Teilflächen zusammengesetzt ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-07-30| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986900738 Country of ref document: EP |
    1986-07-31| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1986-07-31| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1987-02-04| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986900738 Country of ref document: EP |
    1990-06-13| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986900738 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE19853502454|DE3502454C2|1985-01-25|1985-01-25||
    DEP3502454.2||1985-01-25||DE19863671970| DE3671970D1|1985-01-25|1986-01-21|Probekoerper fuer ultraschallpruefung.|
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