DE3342463A1 - Verfahren zur ueberwachung des fortschreitens von rissen in maschinen- und bauteilen - Google Patents

Description

• Verfahren zur überwachung des Fortschreitens von Rissen in
• Maschinen- und Bauteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Fortschreitens von Rissen in Maschinen- und Bauteilen, insbesondere bei Wellen von Kraft- und Arbeitsmaschinen mittels des Durchschallungsverfahrens mit Ultraschallwellen.
• Das Prüfen von Maschinen- und Bauteilen auf Risse mittels des Durchschallungsverfahrens mit Ultraschallwellen ist Gegenstand der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung.
• Es ist bekannt, zum Prüfen von Maschinen- und Bauteilen auf Risse bzw. zur Überwachung des Fortschreitens von Rissen in Maschinen- und Bauteilen das Durchschallungsverfahren mit Ultraschallwellen anzuwenden. Dieses Verfahren wird beispielsweise im Lehrbuch 'tWerkstofSprüSung mit Ultraschall" 4. Auflage 1980 von J. und H. Krautkrämer, beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Sender-Prüfkopr mittels der Spannung eines Hochfrequenzerzeugers zur Aussendung von Ultraschallschwingungen angeregt, welche sich in einen an den Sender-Prüfkopf angekoppelten Prüfgegenstand hinein ausbreiten. Ein koaxial gegenüberliegender an den Prüfgegenstand angekoppelter Empfänger-Prüfkopf empfängt einen Teil der ausgesandten ellen und gibt eine Hochfrequenzspannung an einen Verstärker ab.
• Diese verstärkte Spannung wird auf einem Meßinstrument, beI-spielsweise einer Bildröhre, zur Anzeige gebracht. Hierbei wird bei einem Prüfgegenstand ohne jeden Fehler - wie beispielsweise Risse, eingeschlossene Lunker, etc - die Ausbreitung der Ultraschallwellen vom Empfänger-Prüfkopf voll aufgenommen und auf der Bildröhre wird 100 Sige Intensität des Ultraschalls angezeigt. Bei einem Prüfgegenstand mit Fehler, beispielsweise einem Riß, wird die Ausbreitung der Ultraschallwellen durch die Werkstofftrennung in dem Pru.f- gegenstand behindert, wodurch der Schalldruck am Empfänger--PrüSkop! verringert wird und die Anzeige auf der Bildröhre zurückgeht. An großen Kurbelwellen von Gaskompressoren, bei denen große Rißtiefen mit schrägem Rißverlauf - hervorgerufen durch Dauerbruchanrisse mit gleichzeitiger Torsionsbeanspruchung - auftreten, und bei denen der Empfänger-Prüfkopf weit entfernt von der Rißebene an die Kurbelwelle angekoppelt werden muß, versagt das oben beschriebene Verfahren, da die gesamte Kurbelwelle von Ultraschall erfüllt ist, wodurch der weit entfernt von der Rißebene angeordnete Empfänger-Prüfkopf überlagerte Ultraschallwellen empfängt, wodurch wiederum die Meßgenauigkeit deutlich herabgesetzt wird.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur überwachung des Fortschreitens von Rissen in Maschinen-und Bauteilen zu konzipieren, bei dem diese geschilderten Nachteile vermieden werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im nicht gerissenen Abschnitt des Maschinen- oder Bauteils eine mit der Rißebene nicht überschneidende, nahe der Rißebene und eine einem Sender-Prü1opf gegenüberliegenden Seite der Rißebene liegende und tiefer als die Rißebene gehende Bohrung angebracht wird, in der ein Empfänger-Prüfkopf für die Aufnahme der von einem Sender-Prüfkopf ausgestrahlten Ultraschallwellen verschoben wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Eurbelwelle.
• Tn einer Kurbelwelle 1 liegt eine teilweise schräg verlaufende Rißebene 2. Nahe der Rißebene wird eine Bohrung 3 derart in die Kurbelwelle eingebracht, daß sich die Bohrung mit der Rißebene nicht überschneidet und daß die Bohrung tiefer als die Rißebene in die Kurbelwelle eindringt, und die Bohrung, bezogen auf die Rißebene, jenseits eines Sender-Prüfkopfes 8 liegt. In der Bohrung wird - wie nachstehend im Detail beschrieben - ein Empfänger-Prüfkopf 4 verschoben. Der Empfänger-Prüfkopf ist über ein Gestänge 5 und eine Führungshülse 6 mit einem Handgriff 7 verbunden. Auf der entgegengesetzten Seite der Rißebene ist am Ende der Kurbelwelle ein Sender-Prüfkopf 8 angekoppelt. Sender-Prüfkopf und Empfänger--Prüfkopf sind in bekannter Art über Hochfrequenzerzeuger und Verstärker mit einer Bildröhre - nicht in der Zeichnung dargestellt - verbunden.
• Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend beschrieben: Empfänger-Prüfkopf 4 und Sender-Prüfkopf 8 werden gleichmäßig und schrittweise in gleichen Abständen vom Rande der Kurbelwelle 1 in Richtung Kurbelwellenachse verschoben. Solange - während des Verschiebens -die vom Sender-Prüfkopf ausgestrahlten Ultraschallwellen auf die Rißebene 2 treffen, wird vom Empfänger-Prüfkopf kein Schalldruck aufgenommen und auf der Bildröhre wird keine Anzeige wahrgenommen.
• Beim Überschreiten des Endes der Rißebene durch Sender-Prïfkopf und Empfnger-Prüfkopf wird nun ein Teil der ausgestrahlten Ultraschallwellen aufgenommen und auf der Bildröhre zur Anzeige gebracht. Bei weiterem Verschieben von Sender--PrüflKopf und Empfänger-Prüfkopf in Richtung Kurbelwellenachse nimmt die Anzeige auf der Bildröhre zu, bis sie endlich einen Maximalwert erreicht. Beim Erreichen dieser Maximalanzeige auf der Bildröhre ist das Ende der Rißebene überschritten.
• lurch anschließendes Vermessen des eingetauchten Empfänger--Prüfkopfes in der Bohrung läßt sich die Tiefe der Rißebene in der Kurbelwelle feststellen.
• Um exaktes Messen mittels Sender-Prüfkopf 4 und Empfänger--Prüfkopf 8 und um exakte Anzeige auf der Bildröhre zu gewährleisten, müssen Ankopplungsschwankungen vermieden werden.
• Um sichere Ankopplung zu gewährleisten, sollte die Bohrung 3 vor dem Einfahren des Empfänger-Prüfkopfes 4 in die Bohrung mit Ö1 gefüllt werden.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß eine schrägverlaufende Rißebene mit einem nahe der Rißebene liegenden Empfänger-Prüfkopf zur Aufnahme von Ultraschallwellen genauer ermittelt und vermessen werden kann, als mit einem Empfänger-Prüfkopf, der beispielsweise am Ende einer Kurbelwelle - also weit entfernt von der Rißebene - angekoppelt wäre.
• Zeichn.
• Leerseite

Claims (1)

1. Patent anspruch Verfahren zur Überwachung des Forts ohr itens von Rissen in Maschinen- und Bauteilen, insbesondere bei Wellen von Kraft-und Arbeitsmaschinen mittels des Durchlchallungsverfahrens mit Ultraschallwellen, dadurch gekennziichnet, daß im nicht gerissenen Abschnitt des Maschinen- od r Bauteils eine mit der Rißebene nicht überschneidende, nahe der Rißebene und eine einem Sender-PrüSkopf gegenüberligenden Seite der Rißebene liegende und tiefer als die Rißebene gehende Bohrung angebracht wird, in der ein Empfänger-Prüfkopf für die Aufnahme der von einem Sender-Prüfkopf ausgestrahlten Ultraschallwellen verschoben wird.