DE3316766A1 - Verfahren und vorrichtung zur ultraschallpruefung von warmen werkstuecken - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ultraschallpruefung von warmen werkstuecken

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DE3316766A1
DE3316766A1 DE19833316766 DE3316766A DE3316766A1 DE 3316766 A1 DE3316766 A1 DE 3316766A1 DE 19833316766 DE19833316766 DE 19833316766 DE 3316766 A DE3316766 A DE 3316766A DE 3316766 A1 DE3316766 A1 DE 3316766A1
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wedge
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Withdrawn
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DE19833316766
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English (en)
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R. Van Agthoven
F.H. Dordrecht Dijkstra
Josef Dipl.-Ing. 5628 Heiligenhaus Heseding
W.H. van Berkel en Rodenrijs Leeuwen
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PIPELINE ENGINEERING GES fur
ROENTGEN TECH DIENST BV
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PIPELINE ENGINEERING GES fur
ROENTGEN TECH DIENST BV
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/28—Details, e.g. general constructional or apparatus details providing acoustic coupling, e.g. water

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Description

I.
Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von warmen j Werkstücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ultraschallprüfung von warmen Werkstücken, insbesondere von Rohr-Schweißnähten, wobei die Schallwellen zwischen mindestens einem Prüfkopf und dem Werkstück durch ein Ankopplungsmedium übertragen werden.
Bisher war man in der Lage, dieses Verfahren auf Werkstücke mit einer Temperatur bis ca. 250 0C anzuwenden. Bei höheren Temperaturen treten Schwierigkeiten auf, und zwar aufgrund von Blasenbildung in dem als Ankopplungsmedium dienenden öl.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren derart weiterzuentwickeln, daß es auch auf Werkstücke mit höherer Temperatur angewendet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß als Ankopplungsmedium ein flüssiges Salz zwischen das Werkstück und den Prüfkopf eingebracht wird.
Es wurde gefunden, daß Salze ohne Blasenbildung Werkstücktemperaturen von mindestens 450 0C zulassen. Dabei besitzen sie überraschend gute akustische Eigenschaften. Hinzu kommen ihre Dichtungsfreundlichkeit und ihr günstiges Korrosionsverhalten.
COPY
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur i Prüfung von Rundschweißnähten an Rohren. Damit läßt sich j
ζ. B. ein bisher noch nicht beherrschtes Problem lösen, das bei der Verlegung von Rohren im Meer auftritt. Die Rohre, die einen Durchmesser bis zu 1.200 mm und eine Wandstärke bis zu 40 mm aufweisen können, sollen widerstands-preßgeschweißt werden und sofort na'ch dem Verschweißen vertikal (sogenannte J-Verlegung) in das Wasser eingeleitet werden. i Die Erfindung bietet nun die Möglichkeit, die Schweißnaht I direkt im Anschluß an den Schweißvorgang und das Entgraten j einer Ultraschallprüfung zu unterziehen. Die Prüfvorrichtung 1 kann in die Schweißmaschine integriert oder an deren unterem Ende angeordnet werden.
Vorzugsweise wird als Salz ein Zweikomponentensystem mit einem Eutektikum verwendet. Solche Salze besitzen bei hoher Verdampfungstemperatur einen relativ niedrigen Schmelzpunkt, der bei 140 bis 170 0C liegen kann. Verwendung finden solche Salze beispielsweise auch in der Härterei.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird das Salz im Kreislauf geführt. Dadurch erzielt man eine Materialerspar- \ nis, muß das Salz allerdings erwärmt halten, beispielsweise auf ca. 180 0C. .
Bisher bestand auch eine vorrichtungstechnische Begrenzung der Werkstücktemperatur. Man verwendete Winkelprüfköpfe, deren Keile aus Kunststoff bestanden. Dieser Kunststoff besitzt optimierte akustische Eigenschaften, nämlich einen minimalen Temperatureinfluß auf die SchallSchwächung und den Einschallwinkel. Allerdings ist mit einer Temperaturfestigkeit von max. nur ca. 250 0C zu rechnen.
Dementsprechend richtet sich die Erfindung ferner darauf, eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von warmen Werkstücken, insbesondere von Rohr-Schweißnähten, mit mindestens
einem unter Zwischenschaltung eines Ankopplungsmediums auf das Werkstück aufsetzbaren, aus einem Keil und einem Schwinger bestehenden Prüfkopf'zu schaffen, die höhere Werkstücktemperaturen als bisher zuläßt.
Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Keil des Prüfkopfes aus Metall besteht. Ein derartiger Keil läßt ebenfalls' Werkstücktemperaturen bis mindestens 450 0C zu. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Als Metall kommen z. B. Gold und Platin in Frage. Vorteilhafterweise jedoch besteht der Keil des Prüfkopfes aus reinem Silber. 99%iges Silber besitzt extrem gute akustische Eigenschaften. Seine Dämpfung ist ausreichend gering, und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Longitudinalwellen im Silber ist so klein, daß im Stahl des Werkstücks Transversalwellen unter einem für die Prüfung geeigneten Winkel erzeugt werden.
Ferner ist bei Silber der Temperatureinfluß auf den Einschallwinkel klein. Ein Einschallwinkel von 49° in kaltem Zustand entspricht einem Winkel von 52° in warmem Zustand.
Die Erfindung ist anwendbar unabhängig von der Anzahl und Gestaltung der Prüfköpfe. Es kann sich um gesonderte oder kombinierte Sender und Empfänger handeln, die einzeln oder im Tandembetrieb arbeiten. Auch spielt die Führung der Prüfköpfe für die Erfindung keine Rolle. Unter allen Umständen wird eine ausreichend Empfindlichkeit und Fehlerauffindbarkeit bei Werkstücktemperaturen von mindestens ca. 400 0C gewährleistet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
COPY
Die Figur zeigt einen Prüfkopf 1, der auf ein Werkstück 2
•aufgesetzt ist. Zwischen dem Prüfkopf 1 und dem Werkstück 2
befindet sich ein flüssiges Salz 3 als Ankopplungsmedium. ·
Es handelt sich um ein Zweikomponentensystem mit einem Eu- 4
tektikum, dessen Schmelzpunkt bei 150 0C liegt, während die j
Dampfblasenbildung bei ca. 500 °beginnt. ' i
Der Prüf kopf 1 besteht aus einem Keil 4 und einem Schwinger 5." Der Keil 4 ist aus 99%igem Silber hergestellt. Die Fortpflan- ·■ Zungsgeschwindigkeit der Longitudinalwellen im Keil 4 beträgt : 3600 m/s gegenüber einer Fortpflanzungsgeschwindigkeit der ι Transversalwellen im stählernen Werkstück 2 von 3230 m/s. ; Ein vom Schwinger 5 erzeugter Impuls 6 wird daher beim Eintritt in das Werkstück 2 in der dargestellten Weise abgelenkt.
BAD ORIGINAL COPY
- Leerseite -

Claims (5)

  1. Patentansprüche ·
    Verfahren zur Ultraschallprüfung von warmen Werkstücken, insbesondere von Rohr-Schweißnähten, wobei die Schallwellen zwischen mindestens einem Prüfkopf und dem Werkstück durch ein Ankopplungsmedium übertragen ;. : werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Ankopplungs-' medium ein flüssiges Salz zwischen das Werkstück und den Prüfkopf eingebracht wird. . j
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß j
    als Salz ein Zweikomponentensystem mit einem Eutektikum j verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz im Kreislauf geführt wird.
  4. 4. Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von warmen Werkstücken insbesondere von Rohr-Schweißnähten mit mindestens einem unter Zwischenschaltung eines Ankopplungsmediums auf das Werkstück aufsetzbaren, aus einem Keil und einem Schwinger bestehenden Prüfkopf, insbe-sondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (4) des '· Prüfkopfes (1) aus Metall besteht.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (4) des Prüfkopfes (1) ,aus reinem Silber besteht.
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