DE3042706C2

DE3042706C2 - Verfahren zur Ankopplung eines Prüflings bei der Ultraschall-Prüfung und Ultraschallprüfkopf

Info

Publication number: DE3042706C2
Application number: DE19803042706
Authority: DE
Inventors: Harri Ing.(grad.) 4000 Düsseldorf Haacke; Heinz 4330 Mülheim Kladders
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Krautkraemer GmbH
Priority date: 1980-11-10
Filing date: 1980-11-10
Publication date: 1986-06-26
Also published as: DE3042706A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen zu seiner Durchführung geeigneten Ultraschallprüfkopf.

Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art ist der DE-OS 73 805 zu entnehmen, die eine Vorrichtung zur Ultraschallkontrolle insbesondere von Verbindungsschweißungen bei Blechen offenbart, mit welcher das Problem gelöst werden soll, Wasser zu sparen und dessen unkontrollierten Abfluß über den Prüfling und die Prüfeinrichtung zu verhindern. Das Problem, in welcher Weise die Wasserankopplung zu gestalten sei, damit eine von Instabilitäten des Wasserflusses freie Ankopplung der Ultraschallwellen an SS den Prüfling über eine Strecke von mehreren Millimetern hinaus erfolgen kann, wird durch die Vorrichtung nach in der DE-OS 15 73 805 nicht gelöst, weil dort die Ankopplung praktich unmittelbar an die Prüfunglingsoberfläche erfolgt. w

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wasserfluß zwischen Ultraschallschwinger und Prüflingsoberfläche über eine größere Strahllänge störungsfrei zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmalen ge- f>5 löst.

Ein Ultraschallprüfkopf zur Ausübung des Verfahrens ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Durch das Verfahren wird eine Reihe von Vorteilen erreicht, d. h. man kommt mit einem Strahl aus, der in einem an sich bekannten Strömungskanal erzeugt wird, und durch die Stabilisierung des Hauptwasserstrahles wird ein Wasserbett an der Prüflingsaußenoberfläche geschaffen, das eine störungsfreie Ankopplung der Ultraschallwellen an den Prüfling gewährleistet.

Dadurch, daß unmittelbar hinter der WasscrausJrittsoffnung von den Wasserstrahlen der Einzeldüsen bzw. von dem aus der Ringdüse austretenden Wasserring ein Mantel um den Hauptwasserstrahl gebildet wird, wird verhindert, daß Störungen durch Spritzwasser im Bereich der Vorlaufstrecke des Hauptswasserr.trahles auftreten. Am Auftreffpunkt des Wasserstrahles auf die Prüflingsoberfläche bewirken die ihn umgebenden Wasserstrahlen bzw. der Ringstrahl den Aufbau eines Wasserbettes mit gleichförmig und zu allen Seiten gleichmäßig von der Oberfläche ablaufendem Wasser. Dieser Effekt verhindert bei einem sich bewegenden Prüfobjekt unmittelbar am Auftreffpunkt auf der Prüflingsoberfläche die Bildung einer Stauwelle und damit den Eintritt von Luftblasen in die Schallstrecke des Freiwasserstrahles, die zu Störanzeigen führen würden.

Weitere Vorteile der Erfindung sind

a) eine reine berührungslose Ankopplung, d. h. der Prüfling wird nichx von mechanischen ivlitteln berührt, die der Wasserberuhigung dienen,

b) eine verlustlose Endenprüfung bei der Einzelstückprüfung,

c) ein großer Abstand zwischen Prüfkopfhalterung und Prüfobjektoberfläche,

d) unabhängige Wasserstrahlrichtung zur Lage des Prüfobjektes, und

e) geringerer Platzbedarf bei betrieblicher Anwendung.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Ultraschallprüfköpfen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine den unteren Abschluß eines Stauwasserbehhälters bildende Freiwasserstrahldüse eines Ultraschallprüfkopfes bei Senkrechteinschallung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine den unteren Abschluß eines Stauwasserbehälters bildende Freiwasserstrahldüse eines Ultraschallprüfkopfes bei Schrägeinschallung,

Fig. 3 einen Querschnitt der Fig. 1 im Bereich der Düse, und

Fig. 4 einen Querschnitt der Fig. 2 im Bereich der Düse.

Ein Ultraschallprüfkopf mit einem Stauwasserbehälter 3 mit Freiwasserstrahldüse ist in vorbestimmtem Abstand von einem Prüfling 9 fest angeordnet. Die Freiwasserstrahldüse weist eine konische Hauptdüsc 6 für den Hauptwasserstrahl auf. Um die Hauptdüse 6 sind ringförmig Einzeldüsen 5 für Stützwasserstrahlen in entweder regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen voneinander in einem Neigungswinkel von 5 bis 20" zum Hauptströmungskanal 6 angeordnet. Anstelle der Einzeldüsen 5 kann eine Ringdüse Sa vorgesehen sein. Zur Veränderung der Ringspaltbreite ist der Düsenaußenring 4 axial verstellbar.

Im Stauwasserbehälter 3 ist der Ultraschallprüfkopf 2 verstellbar angeordnet. Seine Längsachse verläuft in der gedachten Verlängerung der Achse der Hauptdüse 6. Der Wasserzufluß in den Stauwasserbehälter 3 erfolgt über einen Wassereinlauf 1. Der frei fließende Wasserstrahl aus der Hauptdüse 6 ist vom Stützwasserstrahl 7 umgeben, wodurch an der Oberfläche des Prüflings 9 ein Wasserbett

8 erzeugt wird, welches die Form eines umgekehrten Trichters aufweist.

In den Fig. 3 und 4 sind die Einzeldüsen 5 bzw. die Kingdüse 5« gezeigt. Die jeweilige Verwendung von liinzeldüsen 5 oder einer Ringdüse 5a richtet sich nach den Prüfhedingungen und ist unabhängig von der Senkrechtoder Schrägeinschallung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ankopplung eines Prüflings bei der Ultraschall-Prüfung von Blechen, Bändern, Rohren oder dergleichen mittels eines zwischen Prüfling und Ultraschallschwinger erzeugten Wasserflusses durch ein Medium, das den Wasserfluß in der Weise unigibt, daß der Wasserfluß zusammengehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserfluß als Hauptwasserstrahl auf die Prüflingsoberfläche gerichtet ist und daß das Medium, das den Wasserfluß umgibt, ebenfalls Wasser ist und einen geschlossenen oder aus mindestens drei Einzelstrahlen bestehenden quasi geschlossenen Ringstrahl bildet, dessen Geschwindigkeit der des Wasserflusses annähernd gleich ist und dessen Strömungsrichtung so auf den Wasserfluß gerichtet ist, daß er auf diesem auftrifft, bevor dieser auf_den_Prfifl'!ng auftrifft.

2. UltraschaUprüfkopf mit Wasserflußankopplung zwischen dem Ultraschallschwinger und der Prüflingsoberfläche zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einer den Ultraschallschwinger umgebenden, zum Prüfling hin von einer Hauptdüse abgeschlossenen, im Abstand von der Prüflingsoberfläehe angeordnetem Stauwasserbehälter, der mit einem Wasserfluß gespeist ist und von einer Ringdüse oder mindestens drei ringförmig angeordneten Einzeldüsen umgeben ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlrichtung der Ring- oder Einzeldüsen (5a,5) auf dem vollen Umfang unter einen Winkel von 5 bis 20° auf die Achse der Hauptdüse (6j gerich-.et ist, die Ring- oder jede Einzeldüse (5a bzw. S) rait demselben hydrostatischem Druck wie die Hauptdüse (6) beaufschlagt ist und jede Einzeldüse (5) einen kleineren Durchmesser als die Hauptdüse (6) besitzt oder die Ringdüse (5a) einen variablen Düsenquerschnitt besitzt, indem ein Innenring mit der Hauptdüse (6) gegen einen Düsenaußenring (4) axial verstellbar ist.

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