DE2954071C2 - Ultrasonic testing system for the determination of defects in bars - Google Patents

Ultrasonic testing system for the determination of defects in bars

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DE2954071C2
DE2954071C2 DE19792954071 DE2954071A DE2954071C2 DE 2954071 C2 DE2954071 C2 DE 2954071C2 DE 19792954071 DE19792954071 DE 19792954071 DE 2954071 A DE2954071 A DE 2954071A DE 2954071 C2 DE2954071 C2 DE 2954071C2
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test
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DE19792954071
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German (de)
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Reinhard Dipl.-Ing. 5205 St Augustin Prause
Udo 5042 Erftstadt Schlengermann
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Krautkraemer GmbH
Original Assignee
Krautkraemer GmbH and Co
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Description

ω ^ arc sin ί —- sin β J ω ^ arc sin ί - sin β J

bildet, mitforms, with

Ci = Schallgeschwindigkeit des Mediums in derCi = speed of sound of the medium in the Vorlaufstrecke, ; Delay line;

Ci = Schallgeschwindigkeit von Transversalwellen im Prüfstück (1),
β = Einschallwinkel, bei dem sich lediglich 2s Ci = speed of sound of transverse waves in the test piece (1),
β = angle of incidence at which only 2s

Transversalwellen im Prüfstück ausbilden,
und daß der Schnittpunkt der Geraden (A) mit der y-Achse so gewählt ist, daß die Laufzeit der US-Wellen in der Vorlaufsirecke größer ist als die maximal vorkommende Laufzeit der US-Wellen in demPrüfstück(i).Form transverse waves in the test piece,
and that the intersection of the straight line (A) with the y-axis is chosen such that the transit time of the US waves in the leading edge is greater than the maximum transit time of the US waves in the test piece (i).

3535

Die Erfidnung betrifft eine US-Prüfanlage zur Ermittlung von Fehlern in Stangen, bei der zur Justierung des Ultraschall-Prüfkopfes dieser verschiebbar entlang einer Geraden angeordnet ist und bei der zur Erzeugung einer in Form eines eingeschriebenen Polygonzuges umlaufenden Transversalwelle ein vorbestimmter Einfallswinkel für die US-Wellen in das Prüfstuck vorgesehen istThe Erfidnung relates to a US test system for the determination of defects in rods, in the case of Adjustment of the ultrasonic probe this is arranged displaceably along a straight line and in the for generating a transverse wave rotating in the form of an inscribed polygon course, a predetermined one Angle of incidence for the US waves in the test piece is provided

Bei Prüfstücken, die durch Schrägeinschallung von Ultraschallwellen geprüft werden, besonders bei der Prüfung von Stangen, ist die Einhaltung bestimmter Einschallwinkel und Abstände zwischen Prüfköpfen und Werkstück sehr wichtig, damit die Prüfung zuverlässige Ergebnisse bringt. Diese Parameter müssen in Abhängigkeit von Stangendurchmesser geändert werden. v> Besonders bei Prüfanlagen, bei denen mehrere Priifköpfe eingestellt werden, führt dieses zu aufwendigen Einstellvorrichtungen.For test pieces that are tested by inclined ultrasonic waves, especially when testing rods, it is very important that certain angles and distances between test heads and workpiece are adhered to so that the test produces reliable results. These parameters must be changed depending on the rod diameter. v> Particularly in test systems in which several test heads are set, this leads to complex setting devices.

Bei bestehenden Anlagen (vgl. Krautkrämer J. u.H., »Werkstoffprüfung mit Ultraschall«, 3. Aufl, 1975, S. 430 ff) wurde deshalb teilweise auf die Verstellbarkeit des Winkels verzichtet (die Einstellung erfolgt über die Stangenkrümmung), was aber mit Nachteilen beim Prüfen verbunden ist, weil die Vorlaufstrecke bei Stangen mit unterschiedlichen Durchmesser unterschiedlich ist. Verstellvorrichtungen für beide Parameter, wo Winkel und Abstand unabhängig voneinander verstellt werden können, erfordern lange Einstellzeiten und einen großen mechanischen Aufwand.For existing systems (see Krautkrämer J. u.H., "Material test with ultrasound", 3rd edition, 1975, p. 430 ff) was therefore partly on the adjustability of the angle is dispensed with (the setting is made via the curvature of the rod), but this has disadvantages Checking is connected because the feed distance is different for bars with different diameters is. Adjustment devices for both parameters, where angle and distance are independent of each other can be adjusted, require long setting times and a great deal of mechanical effort.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine US-Anlage der eingangs erwähnten Art an/ugeben, mit der sowohl eine einfache als auch genaue Prüfkopf justierung möglich ist.The present invention is based on the object of a US system of the type mentioned to indicate / with which both a simple and exact probe adjustment is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäO durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des einzigen Anspruches gelöstThis object is achieved according to the invention by the Features of the characterizing part of the single claim solved

Die Erfindung beruht also auf dem Gedanken, daß die in Abhängigkeit von Stangendurchmesser notwendigen Positionen der Prüfköpfe auf einer Geraden liegen, die eine bestimmte Neigung gegenüber der senkrechten im Prüfstücksquerschnitt liegenden Achse fj^Achse) hat und einen bestimmten Abstand von der Achse des Prüfstückes besitzt, Verschiebt man den Prüfkopf auf einer solchen Geraden, so lassen sich alle für verschiedene Stangenabmessungen notwendigen Kombinationen von Einschallwinkel und Absland allein durch diese Verschiebung erreichen. Eine Neujustierung etwa im Zusammenhang mit einem Rohrwechsel unterschiedlicher Durchmesser ist mit der erfindungsgemäßen Anlage wesentlich schneller und genauer möglich als bei den bekannten Anlagen.The invention is based on the idea that the Depending on the rod diameter, the necessary positions of the probes lie on a straight line that has a certain inclination with respect to the vertical axis (fj ^ axis) lying in the cross-section of the test piece and a certain distance from the axis of the test piece, the test head is moved to of such a straight line, all combinations necessary for different rod dimensions can be used of insonification angle and absland can be achieved through this shift alone. A readjustment for example in connection with a tube change of different diameters is with the invention Installation is possible much faster and more precisely than with the known systems.

Außerdem ist eine Automatisierung der Prüfkopfjustierung mit der neuen Anlage außerordentlich einfach durchzuführen, weil lediglich eine lineare Verstellbewegung erforderlich ist Durch diese Linearversieiiung iäßt sich außerdem relativ einfach eine mechanische Kopplung von mehreren Prüfköpfen zu einer Zentralverstellungseinheit durchführen.In addition, there is an automation of the probe adjustment Extremely easy to carry out with the new system, because only a linear adjustment movement This linear sealing is necessary In addition, it is relatively easy to mechanically couple several test heads to form a central adjustment unit carry out.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden unhand einer Figuv beschriebenen Ausführungsbeispiel.Details and advantages of the invention result from the following exemplary embodiment described unhandled to a Figuv.

Mit I ist eine auf Fehler zu prüfende Stange mit dem Durchmesser D bezeichnet Der mit Pgekennzeichnete US-Prüfkopf ist entlang der Geraden A verschiebbar angeordnet Die entsprechenden US-Wellen treffen nach Durchlaufen, beispielsweise einer Wasservorlaufstrecke der Länge Sv, unter dem Einfallswinkel «auf die Stange 1. In der Stange 1 erscheint dann eine transversale US-Welle unter dem Einschallwinkel ß. I denotes a rod with diameter D to be tested for defects. The US test head marked P is arranged to be displaceable along the straight line A. The corresponding US waves hit the rod at the angle of incidence after passing through, for example, a water feed path of length Sv 1. A transverse US wave then appears in the rod 1 at the angle of incidence β.

Zwischen Einfalls- und Einschallwinkel « und β gilt näherungsweise die Beziehung:Between the angle of incidence and the angle of incidence and β, the following approximation applies:

sin α c, sin α c,

sinjff C1 sinjff C 1

wobei ei die Schallgeschwindigkeit des Koppelmediums (hier Wasser) und C1 diejenige im Prüfstück bedeutet.
Da ferner aus geometrischen Überlegungen folgtwhere ei is the speed of sound of the coupling medium (here water) and C 1 is that in the test piece.
Since it also follows from geometrical considerations

tan ω = sin λ
kann im Rahmen der Meßgenauigkeit für kleine Winkeltan ω = sin λ
can within the measurement accuracy for small angles

ω»«
gesetzt werden. Die Gerade A soll folglich eine Neigungω »«
be set. The straight line A should consequently have a slope

sinjSjsinjSj

ω «arc sin [-^- sin β
<c2 J ω «arc sin [- ^ - sin β
<c 2 J

besitzen.own.

Der zulässige Winkelbereich für β ergibt sich aus der Forderung daß weder Lonf itudinalwellen noch Qberflächenwellcn bei der Messung eine Rolle spielen sollen. Für Stahlrohre, die in Tauchtechnik (Wasservorlaufstrecke) gemessen werden, liegt β zwischen 35" und 55'. Entsprechend kann ω beliebig zwischen 15.3 und 22.Γ liegenThe permissible angular range for β results from the requirement that neither linear waves nor surface waves should play a role in the measurement. For steel pipes that are measured using the immersion technique (water supply section), β is between 35 "and 55 '. Accordingly, ω can be anywhere between 15.3 and 22.Γ

(cM (, = 1483 m/sec, csiahi = 3230 m/sec).(c M ( , = 1483 m / sec, csiahi = 3230 m / sec).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Ultraseball-Prüfanlage zur Ermittlung von Fehlern in Stangen, bei der zur Justierung des Ultraschall-Prüfkopfes dieser verschiebbar entlang einer Geraden angeordnet ist und bei der zur Erzeugung einer in Form eines eingeschriebenen Polygonzuges umlaufenden Transversalwelle ein vorbestimmter Einfallswinkel für die US-We||en in das Prüfstück vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Gerade (A), auf der der Prüfkopf (P) angeordnet ist, mit der senkrechten im Prüfstücksquerschnitt liegenden und durch den Mittelpunkt des Prüfstückes (1) gehenden Achse (y-Achse) einen WinkelUltraseball test system for the determination of errors in bars, in which the ultrasound probe is arranged displaceably along a straight line to adjust the ultrasound probe and in which a predetermined angle of incidence for the US waves in the test piece is provided, characterized in that the respective straight line (A) on which the test head (P) is arranged forms an angle with the vertical axis (y- axis) lying in the test piece cross section and passing through the center of the test piece (1)
DE19792954071 1979-05-18 1979-05-18 Ultrasonic testing system for the determination of defects in bars Expired DE2954071C2 (en)

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EP0131371A2 (en) * 1983-06-24 1985-01-16 United Kingdom Atomic Energy Authority Ultrasonic scanning probe

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