DE1773531B2

DE1773531B2 - Vorrichtung zum ultraschallpruefen von rohren zur fest stellung von laengs und querfehlern durch in mehreren pruefebenen angeordneten impuls ultraschallgeraeten

Info

Publication number: DE1773531B2
Application number: DE19681773531
Authority: DE
Inventors: Heinrich Pandorf
Original assignee: Reisholz Stahl & Roehrenwerk
Current assignee: Reisholz Stahl & Roehrenwerk
Priority date: 1968-05-30
Filing date: 1968-05-30
Publication date: 1971-03-18
Also published as: DE1773531A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

zum Ultraschallprüfen von Rohren zur Feststellung vorgeschlagen, ein Schieberegister mit den Monitoren

von Längs- und Querfehlern durch in mehreren Prüf- für die Ermittlung der Längsfehler und ein weiteres

ebenen angeordnete Impuls-Ultraschallgeräte gemäß Schieberegister über einen den Einstrahlwinkel des dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 5 Prüfkopfes und die Rohrdimension berücksichtigen-

Bei bisher bekannten Verfahren zum Ultraschall- den Umschalter mit dem Monitor für die Ermittlung

prüfen von Rohren werden die Prüflinge unter Was- der Querfehler so in Verbindung zu bringen, daß

ser an Prüfköpfen vorbeigeführt. Dabei können ent- durch die Fehlermarkierungseinrichtungen am Aus-

weder die Prüfköpfe um das Rohr rotieren, oder das gang der beiden Schieberegister eine ortsgetreue Feh-Rohr kann sich selbst drehen, um eine schrauben- io lerwiedergabe erreicht wird,

förmige Abtastung des Rohrumfanges zu ermög- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in

liehen. den Unteransprüchen angegeben.

Zur Erfassung der Längsfehler bilden zwei zuein- In den Zeichnungen ist eine mögliche Anordnung

ander und zur Rohrachse senkrecht angeordnete der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch er-

Prüfköpfe eine Prüfebene. Ein Prüfkopf dient hierbei 15 läutert. Es zeigt

als Ultraschallsender, der andere Prüfkopf arbeitet Fig. 1 die Anordnung der Schieberegister in

als Ultraschallempfänger. Zur Prüfung auf Querfeh- Schemadarstellung,

ler ist ein weiterer Prüfkopf erforderlich, der jedoch F i g. 2 einen Teil der Darstellung von F i g. 1.
schräg zur Rohrlängsachse in das Rohr einstrahlt. In Fig. 1 ist ein Prüfkopf 1 mit zwei Längsfehler-Der Querfühlerprüfkopf dient gleichzeitig auch als so Prüfebenen 2 und 3 und einer variablen Querfehler-Schalldämpfer. Prüfebene 4 versehen. Die Durchlaufrichtung des zu

Während bei den Längsfehler-Prüfköpfen die Prüf- prüfenden Rohres ist durch Pfeil 5 gekennzeichnet, ebene mit den Mittelachsen der Prüfköpfe zusam- Ein Impulsgeber 6 wird entweder durch die Transmenfällt und damit durch die einmal festgelegte An- porteinrichtung der Maschine oder durch das Rohr Ordnung dieser Prüfköpfe fest fixiert ist, kann sich die 25 selbst angetrieben. An Impuls-Ultraschallgeräte 7, 8 Querfehler-Prüfebene je nach Winkelstellung des und 9 sind Ja-Nein-Monitore 10, 11 und 12 und Prüfkopfes und Dimension der Rohre mehr oder we- Speicherstufen 13,14 und 15 angeschlossen. Die Speiniger weit vom Ort des Prüfkopfes entfernen. cherstufen 13 und 14 speisen in ein Schieberegister 16

Im allgemeinen werden zur Ultraschallprüfung von ein, welches zur Verarbeitung der Längsfehler dient.

Rohren zwei Längsfehlerebenen und eine Querfehler- 30 Die Speicherstufe 15 für die Querfehlerebene 4 ist

ebene gemeinsam in einem Prüfblock untergebracht. über einen Umschalter 17 an ein Schieberegister 18

Jeder Prüfebene ist ein Impuls-Ultraschallgerät mit angeschlossen. Ein Stoßverfolgungszähler 19 übermit-

nachgeschaltetem Ja-Nein-Monitor zur Fehlersignali- telt den jeweiligen Ort der Rohrenden an eine Gat-

sierung zugeordnet, terstufe 20. Dem Schieberegister 16 ist eine Fehler-

Bei einem Rohr, das mit einem Fehler behaftet ist, 35 markierungseinrichtung 21 zur Markierung der Längsder alle Monitore der drei Prüfebenen zum Anspre- fehler angeschlossen. Das Schieberegister 18 übermitchen veranlaßt, würde der Fehler von den Monitoren telt über ein Gatter 20 die Signale für die Querfehler mit einem zeitlichen Abstand signalisiert werden, der an eine Markierungseinrichtung 22. Die Ausgänge der sich aus dem geometrischen Abstand der Prüfebenen beiden Schieberegister 16 und 18 bilden eine simul- und der Transportgeschwindigkeit des Rohres durch 40 tane Fehlerebene 23, wobei hier ebenfalls eine Ausden Prüfblock ergibt. Hieraus ergibt sich, daß eine werteautomatik 25 zur Fehler- bzw. Fehlerlängengenaue Fehlerlängenmessung nicht möglich ist und zählung, Sortiereinrichtungen usw. angeschlossen ist. daß weitere Auswertungen, z.B. Fehlermarkierung Jeder Schieberegisterbaustein 16a bis 16«, 18h bis mit einer einfachen Verzögerungsautomatik, Fehler- 18« und die Speicherstufen 13, 14 und 15 erhalten ausblendung und Sortierung zu ungenau werden. Die 45 eine optische Anzeige 24 zur visuellen Kontrolle. Ungenauigkeiten würden in der Größenordnung der Gleichzeitig dient diese optische Anzeige dazu, die geometrischen Abstände der Fehlerebenen liegen. lagemäßige Übereinstimmung der Fehler innerhalb

Bei der Ultraschallprüfung von Werkstücken ist der beiden Schieberegister mit Hilfe des Umschalters

auch bekannt, daß die von einem Ultraschallwandler 17 festzustellen.

bei der Fehlerprüfung erzeugten Ja-Nein-Signale eines 5° Die Funktion dieser Anordnung soll im folgenden Monitors zur elektronischen Speicherung einer Kette beschrieben werden. Zu diesem Zweck sei angenomvon bistabilen Schaltelementen (Schieberegister) zu- men, daß das Rohr einen Querfehler und dann angegeben werden. Mit der Bewegung des Prüflings und schließend einen Längsfehler aufweist. Die Lage ist von diesem über irgendwelche, sukzessiv betätigten so gewählt, daß, in Durchlaufrichtung gesehen, der Schalter gesteuert, gibt jedes Element der Kette seine 55 Längsfehler hinter dem Querfehler liegt. Kommt der Information an das nächse weiter, bis das letzte eine Längsfehler beim Durchlaufen des Prüfblockes 1 in Markierungseinrichtung betätigt (J. u. H. Kraut- die erste Längsfehlerebene 2, so gibt der Monitor 10 krämer, Werkstoffprüfung mit Ultraschall. 2. Auf- an den Speicher 13 ein Fehlersignal. Beim folgenden lage, 1966, S. 206). Taktimpuls des Impulsgebers 6 wird diese Informa-

Durch die britische Patentschrift 974 635 ist für 60 tion vom Schieberegister-Baustein 16« übernommen

eine sukzessive Steuerung bei der Werkstoffprüfung und mit den weiter nachfolgenden Impulsen durch

ein Taktimpulsgeber bekannt. Bekannt ist ferner eine das gesamte Register 16 bis zu dem im Beispiel letz-

Zwischenschaltung von Speicherstufen (USA.-Patent- ten Bausteinausgang »λ« weitergegeben. Nachdem

schrift 2 969 671). der Fehler die erste Längsfehlerebene 2 verlassen hat,

Aufgabe der Erfindung ist, bei Ultraschall-Prüfvor- 65 wird die Fehlerinformation im Speicher 13 gelöscht

richtungen mit bekannten Merkmalen obengenannter und das Ende der Fehlerinformation im Rhythmus

Prüfgeräte eine bessere ortsgetreue Fehlermarkierung der Schiebetastimpulse durch das gesamte Register

zu erzielen. 16 hindurchgeschoben. Durch die proportionale Im-

pulsfolge des Taktgebers 6 zur Durchlaufgeschwindigkeit des Rohres ist eine transportsynchrone Verschiebung des Fehlers gewährleistet.

Der gleiche Vorgang wiederholt sich bei der zweiten Längsfehlerebene 3 unter der Voraussetzung, daß die Impulsschallgeräte 7 und 8 und die beiden Monitoren 10 und 11 auf gleiche Empfindlichkeit eingestellt sind. Weiterhin wird vorausgesetzt, daß das Reflektionsvermögen des Längsfehlers für beide Prüfebenen das gleiche ist.

Wenn also der Längsfehler sich durch die zweite Fehlerebene bewegt, erhält der Speicher 14 seine Fehlerinformation. Da nun die Verschiebung der Fehlerinformation der ersten Längsfehlerebene transportsynchron durch das Schieberegister verläuft und die Anzahl der Registerbausteine, im abgebildeten Beispiel 16 a bis 16 d, der durch den Impulsgeber 6 quantisierten Strecke zwischen den beiden Längsfehlerebenen 2 und 3 entspricht, wird die Fehlerinformation des Speichers 14 gleichzeitig mit der Fehlerinformation des Registerbausteines 16 rf an den Registerbaustein 16 c weitergegeben. Damit sind ab diesem Baustein beide Längsfehlerebenen elektrisch vereinigt, so daß eine doppelte Bewertung eines Längsfehlers vom Registerbaustein 16 c an durch den Abstand der beiden Ebenen 2 und 3 innerhalb des Prüfblockes 1 nicht mehr möglich ist.

Der vorher beschriebene Ablauf gilt auch für die Querfehlerebene 4. Allerdings ist hier der Abstand der Querfehlerebene von den beiden Längsfehlerebenen durch den Einstrahlungswinkel des Prüfkopfes zur Längsachse des Rohres und durch die Dimension desselben gegeben. Aus diesem Grunde muß die Fehlerinformation des Speichers 15 über den Umschalter 17 an das Schieberegister 18 weitergegeben werden. Grundsätzlich könnte die Fehlerinformation auf das Register 16 in entsprechender Weise gegeben werden. Es wurde aber das zweite Register 18 gewählt, um eine getrennte Auswertung und eine separate Ausblendung an den Rohrstößen bzw. Rohrenden vornehmen zu können.

Verfolgt man nun den Längsfehler und den Querfehler beim Durchlaufen durch den Prüfblock 1 nach der zweiten Längsfehlerebene 3 weiter, so wird, wenn beispielsweise die Längsfehlerinformation den Registerbaustein 16 z erreicht, das Querfehlersignal im Speicher 15 eingespeichert und dem Umschalter 17 zugeleitet. Um nun die Querfehlerebene mit den beiden anderen Ebenen in Übereinstimmung zu bringen, muß der Umschalter 17 so geschaltet werden, daß der dem Schieberegisterbaustein 16/ entsprechende Registerbaustein 18 i die Fehlerinformation vom Speicher 15 erhält. Dieser Vorgang läßt sich über die optische Anzeige bei entsprechend langsamem Durchlauf des Rohres leicht verfolgen. Nach Verschwinden des Querfehlers aus der Querfehlerebene wird der Speicher 15 durch die Taktimpulse des Gebers 6 gelöscht und das Ende der Information bis zum Ausgang des Registers weitergeschoben. Ab Baustein 16 i bzw. 18 i wäre auch die Querfehlerebene 4 mit den beiden anderen Ebenen 2 und 3 zur Deckung gebracht worden. Die weiter folgenden Bausteine im abgebildeten Beispiel haben die Aufgabe, die Fehlerebenen aus dem Prüfblock hinaus bis zur Markierungseinrichtung zu verschieben.

Bewegt sich ein Rohrende oder der Stoß zweier Rohre durch die Querfehlerebene, so würde das Rohrende bzw. der Stoß als Querfehler markiert bzw. von der Auswertung erfaßt werden. Aus diesem Grunde wird das Ende eines jeden Rohres bzw. der Stoß zweier Rohre über den Stoßverfolgungezähler 19 transportsynchron verfolgt und dem Gatter 20 zugeführt. Kommt der Stoß in unmittelbare Nähe der Markierungseinrichtung, so wird auch der scheinbare Querfehler im Schieberegisterbaustein ISm erscheinen.

In diesem Augenblick wird der Ausgang von Baustein 18 η vom Stoß Verfolgungszähler 19 durch das Gatter 20 gesperrt. Der Ausgang von 18 η wird erst dann wieder freigegeben, wenn der scheinbare Fehlerimpuls in 18 m verschwunden ist. Da die Ausblendung erst hinter dem Schieberegister erfolgt, kann der Ausblendeimpuls des Stoßverfolgungszählers auf eine minimale konstante Länge eingestellt werden, da eine Verschiebung der Querfehlerebene mittels des Umschalters 17 automatisch kompensiert wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Ausblendung auch innerhalb des Registers 18 liegen kann, sie darf jedoch erst nach dem letzten durch den Umschalter 17 wählbaren Baustein erfolgen.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung von Schieberegistern ergibt sich noch ein weiterer Vorteil bei der Auswertung bzw, Sortierung von längsfehlerbehafteten Rohren. In Fig. 2 sind als Beispiel die Registerbausteine 16 z bis 16 η aus dem vorhergehenden Beispiel nochmals dargestellt. Alle Ausgänge dieser Bausteine können über Schalter 26 α bis 26 e mit einem Gatter 27 verbunden werden. Der Ausgang dieses Gatters ist wiederum mit dem Eingang eines Gatters 28 verbunden.

Da nun die in das Schieberegister eingespeicherten Fehlerinformationen mit der Länge eines Fehlers identisch sind, können Fehler, die eine bestimmte Länge Quantisierungseinheiten unterschreiten, durch das Gatter 28 von der Fehlerauswertautomatik bzw. von der Längsfehlermarkierungseinrichtung21 ferngehalten werden. Die Wahl dieser Mindestfehlerlänge geschieht durch entsprechendes Einschalten der Schalter 26 a bis 26 e.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ultraschallprüfen von Rohren zur Feststellung von Längs- und Querfehlern durch in mehreren Prüfebenen angeordnete Impuls-Ultraschallgeräte, von denen jedes einen Monitor besitzt, an dem eine Speicherstufe und ein nachfolgendes Schieberegister angeschlossen ist, mit einem Takt-Impulsgeber für die quantitative Längenmessung, mit einer Auswertautomatik und Fehlermarkierungseinrichtung am Ausgang des Schieberegisters, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schieberegister (16) mit den Monitoren (10 und 11) für die Ermittlung der Längsfehler und ein weiteres Schieberegister (18) über einen den Einstrahlwinkel des Prüfkopfs und die Rohrdimension berücksichtigenden Umschalter (17) mit dem Monitor (12) für die Ermittlung der Querfehler so in Verbindung steht, daß durch die Fehlermarkierungseinrichtungen (21 und 22) am Ausgang der beiden Schieberegister eine ortsgetreue Fehlerwiedergabe erreicht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (6) sowohl an die Speicherstufen (13 und 14) als auch an die Schieberegister (16 und 18) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da-

durch gekennzeichnet, daß die Querfehlermarkierungseinrichtung (22) durch eine an einen Stoßverfolgungszähler (19) angeschlossene Gatterstufe (20) kurz ausgeschaltet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine optische Anzeige (24) an jedem Schieberegisterbaustein (16 a bis 16 η und 18 h bis 18 n) und jedem Speicherbaustein (13,14 und 15).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Längsfehlern zugeordnete Schieberegister (16) über an die einzelnen Registerbausteine (16 α bis 16 n) angeschlossene Schalter (26 α bis 26 e), welche in Verbindung mit einem nachfolgenden Gatter (27) eine bestimmte Fehlerlänge festlegen, und ein weiteres Gatter (28) mit der Auswertautomatik (25) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen