DE2021278A1

DE2021278A1 - Verfahren und Vorrichtung fuer die Ultraschallpruefung von metallischen Blechen,Baendern oder Rohren

Info

Publication number: DE2021278A1
Application number: DE19702021278
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Phys Berner; Jorg Dr-Ing Kuegler
Original assignee: Stahlwerke Pein Salzgitter AG
Current assignee: Stahlwerke Pein Salzgitter AG
Priority date: 1970-04-30
Filing date: 1970-04-30
Publication date: 1971-11-11
Also published as: DE2021278B2; DE2021278C3; JPS5233991B1; GB1343989A

Description

DIPL.-ING. HORST ROSE DIPL.-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE

D 3353 Bad Gandersheim 29. April 1970

Hohenhöfen5

Telefon (05382)2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Gandersheim

Akten-Ur.,: 2224/19

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Patentgesuch vom 29. April 1970

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Verfahren und Vorrichtung für die Ultraschallprüfung von metallischen Blechen, Bändern, oder Rohren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Ultraschallprüfung von metallischen Blechen, Bändern oder Rohren, insbesondere von Rohrvormaterial unter Verwendung wenigstens einer im !Durchschallungsverfahren wirkenden und eine Langspur bildende, aus jeweils zwei schräg einander zustrahlenden Prüfköpfen bestehenden, vorzugsweise auf derselben Prüflingsseite aufsetzbaren Prüfanordnung, und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Prüfung von metallischen Blechen, Bändern oder Rohren, insbesondere aber von Rohrvormaterial, wird die. Ultraschallprüfung zur Feststellung der Innenfehler herangezogen. ' -.·■'■

Die die Ultraschallprüfung betreffenden Spezifikationen unterscheiden im allgemeinen zwei Bereiche der Prüfung: je einen 10 - 50 mm breiten Randzonenstreifen an beiden Iängskanten der Bleche oder Bänder und die restliche dazwischenliegende Fläche. Hierbei werden aus Gründen der Schweißbar-· keit meist an die Randzonenprüfung härtere Anforderungen als

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an die Flächenprüfung gestellt. Die Prüfung selbst erfolgt in der Art, daß ,je nach geforderter Prüf brei te eine oder mehrere Ultraschall-Prüfköpfe oder -Prüfkopfkombinationen parallel zu den Blech- oder Bandkanten geführt werden und zwar so, daß im Bereich der Kanten zur Abdeckung der geforderten Prüfbreite ein bis maximal fünf Prüt'k.öpie auf Lücke zur Erzielung einer gleichmäßigen Prüfe^rapfindlichkeit gesetzt werden. Die Flächenmitte wird dagegen nach Stahleisen-Lieferbedingungen im Allgemeinen mit im Abstand von 1oO bzw. 200 mm angeordneten Prüfköpfen oder Prüfkopfkombinationen rasterförmig geprüft. Bei der Ultraschallprüfung im Produktionsfluß, z.B. der .'/armband- oder auch riohrvor-

fe materialprüfung kann aus produktionstechnischen 'iründen im allgemeinen eine rasterfönnige Ultraschallprüfung der Prüflinge nicht erfolgen, hier wird deshalb entweder nur eine Prüfung auf einzelnen 10 bis 20 mm breiten Streifen im Abstand von 50, 100, 200 mm oder mehr parallel zur Blechkante oder eines einzelnen Streifens von 10 - 100 ram in der Blechmitte oder auch nur eine. Prüfung diagonal über die Blechoberfläche vorgeschrieben und durchgeführt. Bei der ?LOhrvormaterialprüfung zur Auffindung von, im Vergleich zum Prüfkopf, größeren Katerialungänzen (echten Doppelungen) ist auch ein Verfahren mit Sender-Empfänger-Prüfköpfen senkrecht zur Prüflingsoberfläche gebräuchlich, bei dem der Prüfkopf über die Blech- oder Bandbreite in relativ langsamer Gescnwindig-

% keit bewegt wird, so daß eine weit auseinandergezogene sinusförmige Prüfspur auf der Oberfläche entsteht. Diese Prüfung erfolgt je nach örtlichen Bedingungen, entweder an dem in die Rohrschweißmaschine einlaufenden Blech oder auf dem Scheitel des bereits fertiggeschweißten Spiralrohres.

Die insbesondere bei den oben beschriebenen Verfahren sowie bei der Ultraschall-Prüfung überhaupt verwendeten Ültraschall-Prüfköpfe sind nun aufgrund physikalischer und technischer Gregebenheiten .keine theoretischen Kolbenstrahler, mit einer über die Schwingerfläche gleichmäßigen Prüfempfindlichkeit, sondern je nach Art und Form des Schwingers und seiner Halterung mehr oder weniger nach dem Hand des

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Piezokristails hin gedämpft. Um die mehrfachen Maxima (Interferenzen) im Nahfeldbereich eines Prüfkopfes weitgehend zu unterdrücken und um eine gute Fehlergrößenabschätzung zu ermöglichen, wählt man vielmehr ansiehtIieh die Erregung in Form einer Glockenkurve.

Entsprechend dieser Funktion nimmt auch die Prüfempfindlichkeit über den Schallstrahlquerschnitt von der Mitte zum Rand hin gezwungenermaßen ab₀

Bei Verwendung eines -solchen Ultraschall-Prüfkopfes im Impuls-Echo-Betrieb oder zweier derartiger Prüfköpfe in Durchschallung, wobei sich entweder beide Prüfköpfe antiparallel (einer als Sender und der andere als Empfänger) gegenüberstehen und der zu prüfende Werkstoff zwischen ihnen hindurchgeführt wird oder beide Prüfköpfe einander unter gleichen!, aber entgegengesetztem Winkel auf derselben Materialseite als Sender und Empfänger ähnlich einem Sender-Empfänger-Prüfkopf gegenüberstehen, ergeben sich bei gradliniger Relativbewegung von Prüfkopf oder Prüfkopfkombination und zu prüfendem Werkstück Prüf spuren mit senrecht zur Bewegungsrichtung entsprechend der Schwingeranregung ungleichmäßiger Prüfempfindlichkeit. Für runde Schwinger mit rundem Querschnitt würde sich, auch bei Verwendung von idealen Kolbenstrahlern, allein aufgrund der Geometrie eine derartige ungleichmäßige Prüfempfindlichkeit ergeben, bei Verwendung von runden G-außstrahlen ist diese nur noch ausgeprägter. Aufgrund dieser ungleichmäßigen Prüfempfindlichkeit ist eine exakte Fehlergrößenabschätzung über die Breite der Prüfspur nicht oder zumindest nur in einem sehr schmalen Bereich in der Prüfspurmitte, dem Empfindlichkeitsmaximum, möglich. Dieser Nachteil macht sich insbesondere bei einer Automatisierung der Fehlergrößenklassierung, wie sie in der Ultraschall-Anlagentechnik mit Hilfe von ja/nein-wonitoren durchgeführt wird, bemerkbar und kann elektronisch nicht behoben werden· Bei der Einstellung der Monitorschwelle können . ■ lediglich Kompromisse derart eingegangen werden, daß die

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Schwelle nicht auf den Maximalwert eingestellt wird, sondern leicht außerhalb desselben auf einen insbesonderen v/ert auf der abfallenden Flanke der Prüfempfindlichkeit, dies bedeutet dann allerdings, daß die Mitte der Prüfspur entsprechend empfindlicher geprüft wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu ,schaffen sowie auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei denen einerseits erreicht wird, daß wirklich die gesamte in den PrüfVorgang jeweils einzubeziehende fläche des Prüflinrs vom Ultraschallprüfvorgang· erfaßt wird und daher innerhalb dieser _Ä gewünschten Bereiche keine Stelle des Prüflings ungepriift ver-■ bleibt, und bei der ferner die geschilderten Nachteile ungleichmäßiger Prüfempfindlichkeit und der damit verbundenen kritischen .Einstellung der I.Ionitorschwelle zur automatischen Fehlerklassierung vermieden werden. Die Erfindung macht sicti dabei die bei dem Impuls-Keflexions-Verfahren mit senkrecht zur Prüflin&'soberfläche stehenden Sender-Empfänger-Prüfköpfen bekannte Verfahrensweise einer relativen .bewegung über aie Prüffläche zu nutze.

Die geschilderte Aufgabe wird-nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Prüfanordnung in einem './inkel zur Vorschubrichtung des Prüflings über die zu prüfende Fläche des Prüflings bewegt wird. Zweckmäßig wird dabei in v/eiterer Aus-P bildung der Erfindung die Prüfanordnung derart bewegt, daß jede Stelle der zu prüfenden Fläche oder vorbestimmter Flächenbereicne durch den von der Prüfanordnung erzeugten Durchschallungsbereich. wenigstens einmal erfaßt wird. Die Anwendung von einer oder mehreren Pr^i!fanordnungen aus jeweils schräg einander zustranlenden.Prüfköpfen bringt die Wirkung einer sogenannten Langspur für den Durchschallungsbereich, mit sich, wodurch die geschilderte ungleichmäßige Prüfenpfindlichkeit der bekannten Prüiköpfe bereits im wesentlichen beseitigt wird. Die erf indungsi/emäße Bewegung der so gestalteten Prüfanordnung führt zu dem Vorteil, daß bei verhältnismäßig geringer Bewegungsgeschwindigkeit der Prüfanordnung tatsächlich die gesamte Fläche bzw» bestimmte '

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vorgegebene Flächenbereiche des Prüflings vollständig erfaßt werden. Dabei lcann die Bewegungsgeschwindigkeit in ihrer Relation zur Vbrschubgesehwindigkeit des Prüflings so gewählt werden.-,- daß jede Stelle der zu prüfenden Fläche auch mehr als einmal erfaßt wird, so daß eine sehr genaue Ultraschallprüfung erzielt wird. Es wird daher jeder Fehler in den jeweiligen Prüfbereichen mindestens einmal auch von dem Maximum des Schalldrucks bzw. der Prüfempfindlichkeit erfaßt. Da dieses Maximum für die !Fehlererkennbarkeit ein eindeutiger und ausgezeichneter Punkt bzw. Linie ist, läßt sich somit die Prüfempfindlichkeit und damit die Höhe der Monitorschwelle für die automatische Fehlerklassierung jederzeit leicht und eindeutig einstellen. Zweckmäßig wird dabei der zwischen Hersteller und Abnehmer vereinbarte Referenzfehler auf das Maximum der Prüfempfindlichkeit eingestellt, wo er seine größte Fehleranzeige erreicht. Die Höhe der Monitorschwelle wird dann genau auf die-Höhe dieses maximalen Fehlersignals so eingestellt, daß edle Fehler, die gleich und größer als dieser Fehler sind, zur Anzeige kommen. Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine praktisch 100 %-ige Prüfung erzielt wird mit einem sehr geringen Aufwand an Prüfanordnungen und vor allem an elektronischen Einrichtungen sowie an Aufwand für die Wasserankopplung. Eine wenigstens annähernd so gute Ultraschallprüfung wäre bei den bekannten Anordnungen nur mit einer sehr großen Anzahl von über die Prüf i'läche verteilten Prüf köpf en realisierbar, was neben dem Aufwand an Prüfköpfen einen außerordentlich hohen elektronischen Aufwand und Aufwand für die Wasserankopplung mit sich brächte.

Um mit möglichst geringer Bewegungsgeschwindigkeit im Hinblick auf die Vorschubgeschwindigkeit des Prüflings die zu prüfende Fläche erfassen zu können, wird nach einer Ausführungsform der Erfindung die Prüfanordnung mit geeigneter Geschwindigkeit mit in einem Winkel zu ihrer Bewegungsrichtung verlaufendem lJurchschallungsbereich bewegt. Zweckmäßig verläuft dabei der Durchschallungsbereich parallel zur Vorschubrichtung des Prüflings, so daß

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die sogenannte Langspur der Prüfanordnung praktisch in ihrer vollen Länge die Breite der durch die Bewegung der ^rufanordnung entstehenden Prüfspur bestimmt.

Soll eine möglichst intensive Prüfung durchgeführt werden oder eine besonders geringe Bewegungsgeschwindigkeit in bezug auf die Vorschubgeschwindigkeit des Prüflings erzielt werden, so kann es nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zweckmäßig sein, wenn mehrere aus jeweils zv/ei PrüfKöpfen bestehende Prüfanordnungen mit parallel zueinander verlaufenden Durchschallungsbereichen gemeinsam bewegt werden.

A In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der in einem

Winkel zur Vorschubrichtung erfolgenden .Bewegung der Prüfanordnung eine kurzhubige, höherfrequente Oszillierbewegung mit anderer Schwingungsrichtung überlagert. Die Schwingungsrichtung verläuft dabei vorzugsweise parallel zum Durchschallungsbereich zwischen den beiden Prüfköpfen und/oder senkrecht zur vorgenannten .Bewegungsrichtung der Prüfanordnung. Hierdurch wird die Prüfdichte erhöht.

Eine besonders zweckmäßige und einfache Bauform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird dadurch erzielt, daß die Prüfanordnung oder Prüfanordnungen gegen die Prüflingfläche bewegbar von einem ^ quer zur Vorschubrichtung des Prüflings an einem Träger verfahrbaren Wagen getragen sind. Hieraus ergibt sich eine besonders geschlossene und einfache bauweise mit sicherer IHihrung für die Bewegung der Prüfanordnung oder Prüfanordnungen.

JN ach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist dabei der Wagen zweckmäßig an dem Träger sowohl in waagerechter als auch in senkrechter Richtung, durch Lauf- und ü'ührungsrolien geführt, gelagert. Auf diese Weise wird eine sichere Ankopplung der Prüfanordnung oder Prüfanordnungen am Prüfling über den gesamten Bewegungsbereich erzielt.

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Um stets eine sichere Ankopplung der Prüfanordnung oder PrüfanOrdnungen :m Prüfling zu erreichen, sind in weiterer · Ausbildung der Erfindung die Prüfanordnung oder Prüfanordnungen in Andrückrichtuni¹; gegenüber dem Prüfling federnd an dem './agen angeordnet.

Ton besonderer Bedeutung ist, daß die rrufanordnung oder Prüfanordnungen in einfacher ffeise vom Prüf lins entfernt und zum Prüfling vorgeschoben werden können, um den Prüfling leicht freigeben zu können" oder die Prüfanordnung oder Prüfanordnungen schnell und sicher in die Prüfstellung zu überführen, uies wird in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, drß der -!Träger von seitlicn vom Prüfling angeordneten dt^;indern höhenverstellbar getragen ist. -^urcn geeignete einfache Verstellmittel, z.B. durch einen Zannstangennit-el-Antrieb, kann somit der träger und der an ihm verfahrbare ./agen mit den Prüfanordnungen verstellt werden. Zweckmäßig ist dabei der !rager mit dem iagen über die Ständer wahlweise, gegen die eine oder die gegenüberliegende Prüflingfläche bewegbar. .Dazu brauchen die Ständer nur mit. der ausreichenden H. he verseilen zu werden, so da * der■ "Xr^:1g.er mit seinen auf ihm angeordneten Bauteilen sov.^roiil von der einen : Seite als auch von der anderen Seite an den Prüfling herangeführt werden kami, um den jeweili-ren. Betriebsbedingungen : am besten itechnuiiii tragen zu köni'en. :

wach einer weiteren Ausfünrungsform der Erfindung ist der .fagen durch einen von ihm selbst getragenen, in der Drehzahl veränderbaren und drehrichtungsumkehrbaren Antriebsmotor auf dem /fräger verfahrbar. Hieraus ergibt sich eine besonders kompakte Bauform und die IJöglichkeit einer Anpassung der Bewegungsgeschwindigkeit und der jeweiligen Bewegungsumkehr für den Wagen und die Prüfanordnungen je nach dem Anwendungsfall und je nach der Vorschubgeschwindigkeit des Prüflings.

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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist an die Prüfanordnung zur Fehleranzeige ein synchron mit der Bewegung der Prüfanordnung auslenkbares Auswerte- und Registriergerät angeschlossen« Infolge der Synchronisation der Bewegung der Prüfanordnungen mit der Auslenkung des angeschlossenen Geräts ist es möglich, festgestellte Fehler sogleich hinsichtlich ihrer Lage im Prüfling aufzuzeichnen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die festgestellten Fehler jeweils auf dem Prüfling in angemessener Weise markiert werden. Dazu ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung an der Vorrichtung eine vom Prüfergebnis gesteuerte Einrichtung zur ortsgetreuen Fehlermarkierung angeordnet. Eine solche Einrichtung kann z.B. in einer an der Bewegung der Prüfanordnung teilnehmenden Farbspritzpistole bestehen.

Anhand der Zeichnung wird das Verfahren nach der Erfindung erläutert, wobei in der Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. -1a eine schematische Draufsicht auf den Prüfling zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Vorrichtung nach der Erfindung bei vollständig überstrichenem Prüfbereich,

Fig. 1b eine schematische Draufsicht auf den Prüfling zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Vorrichtung nach der Erfindung mit drei Prüfanordnungen,

Fig. 1c eine weitere schematische Draufsicht auf den Prüfling entsprechend Figo 1b, jedoch mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit wesentlich geringerer Bewegung der Prüfanordnungen,

Fig. 2 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung in einer Schnittansicht parallel zur Vorschubrichtung des Prüflings,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2, Fig. 4 die Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig_o 2 und

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Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 6 die Draufsicht .auf die Vorrichtung nach Fig. 5,

Fig. 7a und 7b eine teilweise Schnittansicht und eine teilweise Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 mit von oben an den Prüfling angesetzten Prüfanordnungen,

Fig. 8a und 8b Teilansichten im Schnitt und in der Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung mit einer als Baueinheit aufgebauten Prüfanordnung,, von oben an den Prüfling angesetzt, ·

Fig. 9a und 9b den Fig. 8a und 8b entsprechende Teil- ' I ansichten dieser Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, von unten an den Prüfling angesetzt.

ü!s möge zunächst anhand Fig. 1a das Funktionsprinzip der Vorrichtung nach der Erfindung erläutert werden. Die mit T bezeichnete schraffierteüechteckfläehe stellt schematisch den durch eine Prüfanordnung mit zwei schräg einander zustrahlenden Prüfköpfen erzeugten Durchschallungsbereich dar. Gemäß der Erfindung wird die diesen Durchschallungsbereich erzeugende Prüfanordnung in einem winkel zur durch den Pfeil 2 angedeuteten Vorschubrichtung des Prüflings 3, z.B. eines Bleches oder eines Bandes, bewegt, und zwar im Ausführungsbeisuiel senkrecht zu dieser Vorschubrichtung. * Diese Bewegung geschieht in Abstiuimung mit der Vorschubgeschwindigkeit des Prüflings 3 derart, daß jede Stelle der zu prüfenden Fläche von dem Durchschallungsbereich 1 wenigstens einmal erfaßt wird, wie dies durch die eingezeichneten Prüf spuren in Fig. 1a angedeutet ist. ',/ie im ersten Abschnitt der eingezeichneten Prüfspuren durch die Schraffuren erkennbar ist, wird tatsächlich jede Stelle der zu prüfenden Fläche wenigstens einmal erfaßt, -^in verhältnismäßig großer Teil dieser Fläche wird sogar mehrfach von dem Durchschallungsbereicti 1 bei seiner Bewegung erfaßt, so daß sich eine sehr hohe Prüfgenauigkeit und eine sehr gleichmäßige Prüfempfindlichkeit ergibt. Die Bewegungsrichtung,

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und der Winkel des Durchschaliungsbereichs 1 zur Bewegungsrichtung oder zur Vorschubrichtung kann je nach Anwendungsfall und je nach gewünschter Güte der Prüfung gewählt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Randzonen von der Prüfung durch den Durchschallungsbereich ausgenommen, was in einem Fall wünschenswert ist, in dem eine gesonderte Randzonenprüfung durchgeführt werden soll. Es kann aber auch die Bewegung des Durchschaliungsbereichs 1 so ausgeführt werden, daß die gesamte Breite des Prüflings überstrichen wird.

In Fig. 1b ist die Verfahrensweise anhand einer Vorrichtung mit drei nebeneinander angeordneten und gleichzeitig bewegten Prüfanordnungen mit den Durchschallungsbereichen 1', 1·', 1¹'¹ erläutert. Es werden hier also drei parallele Prüfbereiche derart von den Durchschailungsbereichen überstrichen, daß innerhalb dieser drei ausgewählten oder vorbestimmten Prüfbereiche jede Stelle dieser Bereiche durch den von der zugehörigen Prüfanordnung erzeugten Durchschallungsbreich wenigstens einmal erfaßt wird.,,

In Fig." 1-e ist eine andere Funktionsweise der im übrigen gleichen Anordnung gemäß Pig. 1b erläutert. Es wird hier innerhalb der von den Durchschallungsbereichen 1^!, und 1''' überstrichenen Breitenbereichen des Prüflings 2 eine gewünschte vorbestimmte breite Prüfspur erzeugt, die für verschiedene Anwendungsfälle ausreicht, wobei jedoch innerhalb der ausgewählten Prüfspur die gewünschte Prüfdichte oder gleichmäßige Prüfempfindlichkeit erzielt wird.

Soll insbesondere die Prüfdichte besonders hoch und gleichmäßig sein, so ist es möglich, die jeweilige Prüfanordnung oder die Prüfanordnungen zusätzlich zu der bereits geschilderten Bewegung zu oszillieren. Es wird dabei der in einem Winkel zur Vorschubrichtung erfolgenden

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Bewegung der Prüfanordnung oder Prüfanordnungen eine kurzhubige, höherfrequente Oszillierbewegung mit anderer Schwingungsrichtung überlagert. Dabei kann diese Schwingungsrichtung vorzugsweise parallel zum Durchsqhallungsbereich 1 und/oder senkrecht zur eigentlichen .Bewegungsrichtung des Durchschallungsbereichs· gewählt werden.

Pig. 2 und 4 zeigen eine erste bauliche Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.

Es wird hier eine den Durehschallungsbereich 1 erzeugende Prüfanordnung verwendet, die aus den beiden schräg einander zustrahlenden Prüfköpfen 4 und 5 gebildet ist. Die Prüfköpfe 4 und 5 sind, zweckmäßig kardanisch, an einem Träger 6 gelagert. Dieser Träger 6 ist mit einem Zapfendrehgelenk über eine federnde Andrückschere 7 mit einem Wagen 8 verbundene

Dieser Wagen 8 ist von einem quer zur Vorsehubrichtung des Prüflings 3 verlaufenden Doppel-T-Träger 9 getragen und auf diesem quer zur Vorsehubrichtung des Prüflings 3 verfahrbar. Der Wagen 8 ist an dem Träger 9 in waagerechter Richtung durch feste laufrollen 10 und federnd gelagerte Pührungsrollen 11 und in senkrechter Riefttung, durch feste Laufrollen 12 und federnd gelagerte Mihrungsrollen 13 geführt, gelagert. Zum Antrieb des Wagens und damit der Prüfanordnung 4» 5 quer zur Vorsehubrichtung des Prüflings 3 dient ein Antriebsmotor 14, der in der Drehzahl veränderbar und in der Drehrichtung umkehrbar ist. Die Umschaltung 'der Drehrichtung erfolgt in bekannter Weise durch geeignete Endschalter am Ende der Bewegungsbahn des Wagens 8. Der Antriebsmotor 14 wirkt über ein Ritzel 15 auf eine Zahnstange 16 am Träger 9ο

Unterhalb der gesamten geschilderten Anordnung ist eine Wanne 17 für das Koppelwasser angeordnet. Der Wagen*8 trägt ferner zweckmäßig eine seitliche Abdeckung 18 gegen das Koppelwaeser.

In der in Fig. 2 und 3 dargestellten Lage wird die ■ Prüfanordnung 4_f5 unter federndem Andruck über die Schere 7 von dem Wagen 8 quer zur Vorsehubrichtung des Prüflings 3

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über die zu prüfende Fläche bewegt. Die Vorschubgeschwindigkeit für den Prüfling 3 und die Antriebsgeschwindigkeit für die Prüfanordnung 41 5 auf dem Wagen 8 werden derart aufeinander abgestimmt, daß jede Stelle der zu prüfenden Fläche des Prüflings 3 durch den von der Prüfanordnung 4i 5 erzeugten Durchschallungsbereich, also der sogenannten Langspur, mit genügend großer Prüfdichte erfaßt wird, wie Fig. 1 zeigt.

Aus Fig. 4» 5 und 6 ist ersichtlich, daß der Träger 9 von seitlich vom Prüfling angeordneten Ständern 19 höhenverstellbar getragen ist. Zur Höhenverstellung dient zweckmäßig ein geeigneter Antrieb über jeweils eine Zahnstange an den Ständern 19 und ein Ritzel 21 am Träger 9. Die Ritzel 21 werden z.ü. über einen Schneckentrieb 22 gemeinsam in Drehung versetzt. Die Höhe der Ständer 19 ist derart gewählt, daß, wie im folgenden noch beschrieben wird, ciie Prüfanordnung von unten oder von oben her an den Prüfling 3 herangeführt werden kann.

Fig. 5 und'6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind₀ Bei dieser Ausführungsform wird nicht nur eine Prüfanordnung mit den Prüfköpfen und 5 verwendet, es sind vielmehr zwei weitere Prüfanordnungen mit den Prüfköpfen 4¹, 5' und 4¹', 5'¹ in geeigneter Weise an dem Wagen 8 angeordnet, so daß insgesamt drei Durchschallungsbereiche gebildet werden. Alle drei Prüfanordnungen werden gemeinsam mit dem Wagen 8 quer zur Vorschubrichtung des Prüflings 3 verfahren. Die Prüfdichte innerhalb der erzeugten Prüfspur wird durch die stärkere Überlappung der einzelnen Prüfbahnen wesentlich erhöht, die mögliche Prüfbreite vergrößert, so daß mit geringeren Bewegungsgeschwindigkeiten des Wagens 8 und damit der Prüfanordnungen eine 100 $-ige Prüfung des Prüflings 3 ermöglicht wird. Natürlich wird über die Hebe- und Absenkvorrichtung aus den Ständern 19, den Zahnstangen 20 und den Ritzeln 21 mit dem Schneckenantrieb 22 auch diese Gesamt-

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- 13 - . anordnung dem Prüfling 3 zugeführt oder von ihm fortbewegt·

In Pig. 7a und 7b ist die Vorrichtung gemäß 5 und 6 in der Anlage auf der oberen Fläche des Prüflings 3 dargestellte Dazu sind die Ständer 19 zweckmäßig so lang ausgebildet, daß mit der gleichen üebe- und Absenkvorrichtung wahlweise von der unteren oder der oberen Fläche des Prüflings 3 her gearbeitet werden kann₀

In-J¹Ig.- 8a und 8b sowie 9a und 9b ist eine Ausführuhgsform der Vorrichtung dargestellt, die im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig. 5 bis 7 entspricht. Dabei sind jedoch die Prüfanordnungen jeweils als eine Baueinheit 23 ausgebildet, in der die Prüfköpfe 24 fest eingearbeitet sind. Die gesamte Baueinheit 23 ist dann auf der Andrückschere nach " Art'eines Kreuzgelenks gelagert.

Die Vorrichtung nach der Erfindung in den beschriebenen Ausführungsformen kann an der geeigneten Stelle innerhalb einer Blech- oder Bandstraße eingeschaltet werden. Insbesondere ist die Vorrichtung aber auch geeignet zur Anbringung an dem Gestell einer Rohrschweißmaschine, wobei dann die geeigneten Stellungen der Prüfanordnungen und die geeignete Bewegungsrichtung des Viagens gewählt werden. Dabei wird die Vorrichtung je nach Aufstellungsort entweder in der in Figo 7a und 7b bzw. 8a und 8b dargestellten Andrückrichtung von oben oder in der in Fig. 9a und 9b dargestellten Andrückrichtung von unten verwendet. ' f

Es 1st in einfacher Weise möglich, eine direkte Aufzeichnung der Lage eines festgestellten Fehlers dadurch zu bewerkstelligen, daß an die Prüfanordnung zur Fehleranzeige ein synchron mit der Bewegung der Prüfanordnung, also auch synchron mit der Bewegung des Wagens 8, auslenkbares Auswerte- und Registriergerät angeschlossen wird. Durch die Synchronisation der Bewegung des Durchschallungsbereichs ■

einerseits und der Auslenkung des Registriergeräts andererseits gibt die Aufzeichnung des Auswerte- und Registriergeräts unmittelbar die Lage des Fehlers im Prüfling an.

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Unabhängig davon werden die zur Anzeige kommenden Heuler ortsgetreu auf den Prüfling markiert. Uies gescnioht vorzugsweise mit einer an der !Bewegung der Prüfkopfkomeination teilnehmenden Einrichtung, z.3. einer Farbspritzpistole.

Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rosa Dipl.-Ing. Peter Kosel

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Claims

DIPL..ING. HORST ROSE ^ DIPL.-ING. PETER KOSEL

PATENTANWÄLTE

D 3353 Bad Gandersheim 29. April 1970

HohenhfifenS '

Telefon (05382) 2842

Tslegramm-Adresee: Siedpatent Gandershelm

Akten-ür.: 2224/19

Salzgitter Hüttenwerk Aktiengesellschaft

Patentgesuch vom 29. April 1970

Pat ent ans prüche

1J Verfahren für die Ultraschallprüfung von metallischen Blechen, Bändern oder Rohren, insbesondere von Rohrvormaterial, unter Verwendung wenigstens einer im Durchschallungsverfahren wirkenden und eine Langspur "bildende*)" aus jeweils zwei schräg einander zustrahlenden Prüfköpfen bestehenden Prüfanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfanordnung (4,5? 23,24) in einem Winkel zur Vorschubrichtung des Prüflings (3) über die zu prüfende Fläche des Prüflings bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfanordnung derart bewegt wird, daß jede Stelle der zu prüfenden Fläche oder vorbestimmter Flächenbereiche durch den von der Prüfanordnung erzeugten Durchschallungsbereich (-1; 1', 1'',I¹'¹) wenigstens einmal erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfanordnung mit in einem Winkel zu Ihrer Bewegungsrichtung verlaufendem Durchschallungsbereich bewegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus jeweils zwei Prüfköpfen (4,5; 24) bestehende Prüfanordnungen mit parallel zueinander verlaufenden Durchschallungsbereichen gemeinsam bewegt werden.

^r Rö/Gl

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infci: Biaun»d«»»ltf»di« 8t—t»b«nk, fm» B*6 Gmimihtlm, Konto-Nr. 22.118.870 · Po«lMh«ddconto: Hannover WtK

^ ^; ORIGINAL INSPECTED
5. Verfahren nach einem odermehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem Kinkel zur Vorschubricntung erfolgenden Bewegung der Prüfanordnung eine kurzhubige, hdnerfreauente üszillierbewegung mit anderen Schwingungsricntungen überlagert wird.
6. Vorrichtung zur -durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5,- dadurch gekennzeichnet, da;³, die Prüfanordnung oder Prüfanordnungen gegen die Prüf lin.rsfläche bewegbar von einem auer zur Vorschubrichtung des Prüflings (5) an einem Träger (9) verfahrbaren w'agen (8) getragen sind.
7. Vorricntung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Y/'agen (8) cn dem Träger (9) sowohl in wa- gerechter als auch in senkrechter Richtung durch Lauf- und Führungsrollen (10,11,12,13) geführt gelagert ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfanordnung oder Prüfanordnungen in Andrückrichtung gegenüber dem Prüfling (3) federnd (7) an dem V/agen (8]_ angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurca gekennzeichnet, daß der Träger (9) von seitlich von Prüfling angecrdne uen St'ndern (19) hcinenverstellbar getragen ist.
1C. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeicnnet, daß der Träger (9) mit dem v/agen ( 3) über die Stander (19).wahlweise gegen die eine oder die gegenüberliegende Prüflingsfläche bewegbar ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 10, dadurch /rekennzeichnet, daß der f/agen (S) durch einen von ihm selbst getragenen, in der Drehzahl veränderbaren und drehrichtungsumkehrbaren Antriebsmotor (14) auf dem Träger (9) verfahrbar ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an die Prüfanordnung zur Fehleranzeige ein synchron .-.it der Bewegung der Prüfanordnung auslenkbares Auswerte- und registriergerät angeschlossen ist.

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13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprücne 6 bis 12, dadurch' gekennzeichnet, "daΠ' an der Vorrichtung eine von Prüfergebnis gesteuerte .einrichtung zur orts^etreuen iehlermarkierung angeordnet ist.

Patentanwälte

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