DE3114850C2 - Vorrichtung zum Prüfen von Langgestreckten, in ihrer Längsrichtung sich schraubenförmig bewegenden, runden Werkstücken, wie Rohre und Stangen, über deren Gesamtlänge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Gesamtlänge von langgestrecktem, in Längsrichtung sich schraubenlinig bewegenden Rundmaterial, wie Rohre und Stangen z.B. mit Hilfe der Ultra-Schall-Prüfung in Segment Tauchtechnik auf Längs- und Querfelder sowie auf Wanddicke. Um bei der Prüfung von Rohren, Stangen oder dergleichen auch den Anfang bzw. das Ende des Gutes zu erfassen, wird vorgeschlagen, daß die Prüfung am Prüfgutanfang und Prüfgutende mit sich geschwindigkeits- und wegabhängig synchron mit der Vorlaufgeschwindigkeit des Prüfgutes bewegenden Prüfköpfen durchgeführt wird und daß die Prüfung im Mittelbereich des Prüfgutes während der Bewegung der Prüfköpfe in die Ausgangsstellung und einem anschließenden Verbleiben in dieser Stellung erfolgt. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von langgestreckten, in ihrer Längsrichtung sich schraubenförmig bewegenden, runden Werkstücken, wie Rohre und Stangen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der US-PS 32 89 468 ist eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Rohren bekannt, bei der die zu prüfenden Rohre schrauberJiniepförmig über eine Mehrzahl ortsfest angeordneter Prufköpfe geführt werden.

Die US-PS 39 11 184 beschreibt ein Verfahren zur koordinatengetreuen Darstellung von Fehlern bei der Ultraschallprüfung von Rundmaterial. Während sich das Prüfgut auf der Stelle dreht, werden beispielsweise die Bewegungen des Prüfgutes und der Prüfköpfe getrennt aufgenommen, wobei die Ermittlung der Ortslage von Fehlern dann in einem Rechner erfolgt.

Schließlich ist aus »materials evaluation« (Jan. 1974, Seiten 18—24) eine im Verbund stehende Prüfanlage für kleine Rohre bekannt, bei der die Prüfverfahren Ultraschall, Wirbelstrom und Geometrie-Messung als sich ergänzende Verfahren eingesetzt werden.

Nachteilig bei all diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist, daß am Rohranfang und am Rohrende durch Rotation und Vorschub des Rohres entstehende Zwickel ungeprüft bleiben.

Das heißt, es muß eine zusätzliche Nachprüfung dieser ungeprüften Rohrenden erfolgen.

Bei kleinen Abmessungen ist zur Vermeidung von ungyprüften Endteilen die Stoß an Stoßprüfung bekannt; jedoch verbleibt auch hier am Anfang des ersten und am Ende des letzten Rohres ein ungeprüfter Zwikkel. Wegen der axialen und radialen Abweichungen, die vorzugsweise bei warmgefertigtem Prüfgut größerer Abmessungen vorhanden sind, ist die Stoß an Stoßfahrweise prüftechnisch aber nicht durchführbar. Dies gilt auch für Rohre, deren Enden mit Schweißphasen versehen sind, da bei der Stoß an Stoßfahrweise die Gefahr der Beschädigung der Rohrenden besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Prüfen langgestreckten Rundmaterials wie Rohre und Stangen zu schaffen, mit deren Hilfe das zu prüfende Gut auch am Anfang und Ende einwandfrei geprüft werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, wie sie im Patentanspruch beschrieben ist

Die Vorteile der erfindungsgemäGen Vorrichtung liegen darin, daß auch bei Einzelstückprüfung die Nachprüfung entfallen kann, weil Rohranfang und Rohrende durch die synchron mitbewegten Prüfköpfe mit erfaßt werden können.

In den Zeichnungen ist eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. la— lc einen Längsschnitt durch das Transportsystem einer Prüfanlage mit den dargestellten Positionen zur Erfassung von Prüfgutanfang und -ende,

Fig.2a—2d die Darstellung der Wegverfolgung des Prüfgutes durch eine Prüfmechanik.

In Fig. la ist vereinfacht der mechanische Teil einer Prüfanlage 1 dargestellt, bei der das Prüfgut um seine Längsachse rotierend auf schräggesteüten Radiairollcn 7,8,9,10 in Axialrichtung transportiert wird. Zwischen den Radialrollen 7,8, 9,10 sind Prüfmechaniken 4,5,6 angeordnet, welche parallel zur Prüfgutlängsachse auf elektromotorisch bewegten Schlitten 2 in beiden Richtungen verfahrbar sind.

Die Bewegungsabläufe von Prüfgut und Prüfmechaniken entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren sind in den F i g. 1 a bis 1 c angedeutet Fig.2a—2d veranschaulicht die Wegverfolgung von Prüfgutanfang und -ende durch eine von den in Fig. la bis Ic angedeuteten Prüfmechaniken. In Fig.2a nähert sich das um seine Längsachse rotierende Prüfgut der Prüfmechanik 4. Erreicht nun der Prüfgutanfang die Po-Jiition A I, so wird die gesamte Prüfmechanik in Prüfgut-Transportrichtung in Bewegung gesetzt

Nach kurzer Beschleunigungsstrecke Sb, d. h. nach Erreichen der Position A I\ wird die Prüfmechanik 4 angehoben, und zwar rechnergesteuert "jf>, daß das hintere Ende der in der Prüfmechanik untergebrachten Sondenbzw. Prüfkopfanordnung den Prüfgutanfang gerade erfaßt.

Die nunmehr mit dem Prüfgut in Kontakt stehende Prüfmechanik 4 folgt diesem mit gleicher Axialgeschwindigkeit für die Dauer von mindestens einer Prüfgutumdrehung entsprechend dem Verfahrweg S_pr bis zur Position A I". Durch den synchronen Bewegungsablauf von Prüfgut und Prüfmechanik 4 wird der ungeprüfte Zwickel am Prüfgutanfang vermieden. Der gleiche Vorgang wiederholt sich, wie in Fig. la angedeutet, bei den zwischen den Radialrollen 8, 9, 10 untergebrachten Prüfmechaniken 5 und 6.

Damit die Prüfmechanik 4 zur Erfassung des Rohrendes wieder in seiner Ausgangsstellung steht, muß sie nach Erreichen der Position A I" gemäß F i g. 2b während des weiteren Prüfgut-Transports langsam in entgegengesetzter Richtung bis zur Position A U um die Wegstrecke (r) verfahren werden. Dies geschieht rechnergesteuert mit einer Geschwindigkeit, die proportional der Axialgeschwindigkeit des Prüfgutes ist.

Hierbei vergrößert sich die relative Axialgeschwindigkeit zwischen Prüfgut und Prüfmechanik. Dies hat zur Folge, daß sich während der Rückfahrbewegung der Prüfmechanik der aus beiden Bewegungen resultierende Vorschub gegenüber dem durch die Einstellung der Transporteinrichtung gegebenen Vorschub vergrößert. Durch die Wahl der Größenordnung der Rückfahrgeschwindigkeit muß sichergestellt sein, daß der durch die

Sonden- bzw. Prüfkopfanordnung gegebene — unter Berücksichtigung einer gewissen Überlappung — maximal zulässige Vorschub nicht überschritten wird. Das bedeutet, daß nach Stillstand der Prüfmechanik, d. h. nach Erreichen der Position A Ia, der Prüfvorschub dem durch die Transporteinrichtung gegebenen entspricht, welcher gegenüber dem vorerwähnten maxima! zulässigen Vorschub einen kleineren Wert hat.

Erreicht nun das Ende des Prüfgutes gemäß F i g. 2c die Position E /, so wird die Prüf mechanik 4 wiederum in Prüfgut-Transportrichtung in Bewegung gesetzt. Nach Durchfahren der Beschleunigungsstrecke Sb erfaßt das vordere Ende der in dei Prüfmechanik untergebrachten Sonden- bzw. Prüfkopfanordnung das Früfgutende, und zwar rechnergesteuert nach Erreichen der Position EI'. \s

Die Prüfmechanik 4 folgt dem Prüfgut wiederum mit gleicher Axialgeschwindigkeit für die Dauer von mindestens einer Prüfgutumdrehung. Auch hier verbleibt infolge des synchronen Bewegungsablaufes kein ungeprüf ter Zwickel.

Nach Erreichen der Position E1" entsprechend dem Verfahren Spr wird die Prüfmechanik 4 abgesenkt und gemäß Fig.2d mit Eilgeschwindigkeit in ihre Ausgangsposition A U entsprechend der Wegstrecke Sr zurückgefahren, damit der Prüfablauf am nachfolgenden Prüfling in gleicher Weise wieder eingeleitet werden kann.

In den Fig. la—Ic ist das Konzept einer Prüfanlage mit drei getrennt voneinander, auf Schlitten 2 verfahrbaren Prüfmechaniken 4, 5, 6 dargestellt. Dies entspricht z. B. dem Aufbau einer Ultraschali-Prüfanlage, bei der die Prüfebenen zur Längsfehler-, Querfehler- und Wanddickenmessung in drei separaten Prüf mechaniken 4,5,6 untergebracht sind, die unabhängig voneinander die in Fig.2a bis 2d beschriebenen Bewegungsablaufe absolvieren.

Die Genauigkeit der vollständigen Erfassung der Prüfgutenden ist von der Genauigkeit der Wegverfolgung des Prüfgutes abhängig. Eine exakte direkte Wegverfolgung schraubenförmig transportierten Gutes ist außerordentlich aufwendig. Die indirekte Wegverfolgung kann z. B. durch Inkrementbildung mittels eines Rechners aus Wegimpulsen der Antriebsaggregate für den Prüfguttransport erfolgen.

Sie geht von konstanten Bedingungen für Vorschub je Prüfgutumdrehiing sowie Schluof an Treibrädern oder Impulsgebern, die mit dem Prütgut im Eingriff stehen, aus. Da diese Faktoren in der Praxis gewissen Schwankungen unterworfen sind, muß die Wegverfolgung durch Testmarken, z. B. durch Lichtschranken unmittelbar vor den einzelnen Prüfmechaniken kontrolliert und ggf. korrigiert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Prüfen von langgestreckten, in ihrer Längsrichtung sich schraubenförmig bewegenden, runden Werkstücken, wie Rohre und Stangen, über deren Gesamtlänge, insbesondere mit Ultraschall in Segment-Tauchtechnik, auf Längs- und Querfehier sowie auf Wanddicke, mit Prüfköpfen, die in Längsrichtung des Werkstückes verfahrbar und radial an das Werkstück anstellbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Längsrichtung des Werkstückes voneinander unabhängige, mit identischen Antrieben versehene Prüfköpfe vorgesehen sind und daß die Prüfköpfe in bezug auf die Bewegung des Werkstückes geschwindigkeitsabhängig derart steuerbar sind, daß die Geschwindigkeit des jeweils mit dem Werkstückanfang und -ende in Kontakt stehenden Prüfkopfes für He Dauer mindestens einer Werkstückurr.drehung mit der Axiaigeschwindigkeit des Werkstückes synchron ist