DE3439471A1 - Verfahren und vorrichtung zum pruefen einkristalliner gegenstaende - Google Patents

Description

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MTÜ MOTOREN- UND TURBINEN-ÜNION
MÜNCHEN GMBH

München, den 24.10.1984

Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen einkristalliner Gegenstände

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einkristalliner Gegenstände mittels radioaktiver Bestrahlung. 15

Aus der DE-OS 32 36 109 ist z.B. ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Orientierung eines Kristalles bekannt, bei dem das Laue-Rückstreu-Diagramm von Röntgenstrahlen, die von der Oberfläche des Kristalls

zurückgestreut werden, benutzt wird. Röntgenstrahl und Detektorachse sind dabei in einem spitzen Winkel gegenüber der Oberfläche angeordnet. Der Detektorausgang wird mit einem Computer verarbeitet um den Winkel der Kristallhauptachsen zu bestimmen.

Die Benutzung des Laue-Rückstreu-Diagramms von Röntgenstrahlen hat vor allem den Nachteil, daß Fehler im Innern eines Bauteils nicht erkannt werden können sondern nur im Bereich der Oberfläche (einige μΐη) .

Aufgabe der Erfindung ist es unter Vermeidung der Nachteile des bekannten Verfahrens zum Prüfen einkristalliner Gegenstände ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben zu schaffen, bei dem der Gegenstand

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als Ganzes quantitativ geprüft wird und die Prüfung vollautomatisch ausführbar ist um subjektive Einflüsse auszuschalten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 und Anspruch 3 aufgeführten Merkmale. Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Zeichnung und Beschreibung eines Ausführungsbeispieles zu entnehmen.

Die Erfindung hat folgende wesentliche Vorteile:

Die Methode ist als Serienprüfmethode für eine automatische Qualitätskontrolle (Endkontrolle geeignet). Die Prüfung erfolgt quantitativ und nicht nur qualitativ (oberflächlich). Die Prüfung stellt, da der Gegenstand insgesamt durchstrahlt wird eine echte Volumenprüfung dar.

Die Erfindung sei nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und des Beispiels einer Verwendung einer Vorrichtung zur Durchführung des Prüfverfahrens erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Prüfvorrichtung in Form eines Gamma-

Diffraktometers

Fig. 2 eine erste Schaufel die untersucht wurde

Fig. 2a die dabei aufgezeichneten Signale

Fig. 3 eine zweite Schaufel die untersucht wurde

Fig. 3a die dabei aufgezeichneten Signale

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Fig. 4 ein typisches Meßprotokoll der Prüfung

eines einkristallinen Gegenstandes mittels des Gamma-Diffraktometers

Wie aus Fig. 1 ersichtlich werden die Gammastrahlen von einer radioaktiven Quelle 1, die von einer Bleiabschirmung 2 umgeben ist und eine Blende 3 aufweist in einem Kollimator 4 gebündelt an dessen Ende ein Schlitz 5 angeordnet ist der die Gammastrahlen wie gewünscht durchläßt und auf

,g den zu prüfenden Gegenstand 6 (Schaufel) auftreffen und diesen durchstrahlen läßt. Der Gegenstand ist dabei auf einem Drehtisch 7 angeordnet welcher um einen Drehwinkel drehbar ist. Der Beugungswinkel wird von einem Detektor aufgenommen und die Signale des Detektors insbesondere

,ρ- die gemessene Intensität I wird in einer Auswerte-Elektronik 9 ausgewertet und aufgezeichnet ausgedruckt oder dergleichen an einer Signalausgabe wie Plotter der z.B. die Intensität I als Funktion von dem Winkel oi aufträgt.

Selbstverständlich tritt eine Beugung nur auf, wenn Kornverkippungen der Einkristalle vorliegen. Mit anderen Worten_; die Meßergebnisse zeigen die Reinheit des Einkristallgegenstandes bzw. die Qualität des Einkristallziehverfahrens.

Meßergebnisse von drei Meßstellen a, b, c an zwei Einkristallturbinenschaufeln sind in Fig. 2 und 3 zu entnehmen, die Halbwertsbreite und die Reflexabstände (Kornverkippungen) werden dabei in Bogenminuten gemessen.

Wie Fig. 4 zeigt lassen sich mit dem Gamma-Diffraktometer in einer Meßzeit von einigen Minuten bis etwa 1/2 Stunde, ein oder mehrere Gegenstände messen. Die gemessene HaIbwertsbreite bildet dabei das Maß für die Qualität der Kristallite.

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Der Reflexabstand in einer bestimmten Kristallebene entspricht der Verkippung zwischen zwei Körnern (hier in Fig.4 200' in der Ebene 30' und 34').

Abwandlungen des dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung können selbstverständlich vorgenommen werden ohne hierdurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können andere Meßvorrichtungen zur ^-Durchstrahlungsprüfung herangezogen werden, auch mit anderer Art der Relativbewegung zwischen Drehtisch/Objekt und Detektor als in Fig. 1 dargestellt, solange eine Ortsverteilung der Strahlungsintensität (2 Θ-Profil) ermittelt werden kann. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Ebenen in der Strahlungsquelle und Detektor aufgespannt sind, gleich sind, sofern nur eine Vielzahl von Messungen jeweils eine Durchstrahlungsprojektion ermitteln läßt.

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Claims (7)

343S471 zw/si MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION MÜNCHEN GMBH . <t München, den 24.10.1984 P a te ntansprüche 10

1. Verfahren zum Prüfen einkristalliner Gegenstände mittels radioaktiver Bestrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände von der Strahlung einer Gammaquelle durch-

• strahlt, das Intensitätsprofil eines, gebeugten Reflexes mit einem feststehenden Detektor aufgenommen und die Halbwertsbreite des Reflexes gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ^O daß bei Vorhandensein mehrerer Körner die Reflexabstände an den Netzebenen der Einkristallkörner gemessen werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Art eines Diffraktometers eine radioaktive Gammaquelle in einem Strahlenschutzmantel enthält, an den sich ein Kollimator anschließt, mit Mitteln für den zeitweiligen Austritt eines fokussierten Strahls auf den, auf einem Drehtisch angeordneten, zu prüfenden Gegenstand, wobei dem Drehtisch ein feststehender Strahlendetektor und eine Steuer- und/oder Auswerteeinriclitung zugeordnet ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor mit einer Aufzeichnungseinrichtung für die gemessene Strahlungsintensität als Funktion des Drehwinkels des Bauteils auf dem Drehtisch versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator rohrförmig ausgebildet ist, und an dem quellenseitigen Ende einen Verschluß aufweist, und an seinem dem Drehtisch und/oder Gegenstand zugekehrten Ende eine Schlitzblende aufweist.

6. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche. 4 bis 5 zur Prüfung der Kornstruktur von Einkristall-Turbinenschaufeln.

7. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6 als Station zur automatischen Endkontrolle in einer Fertigungsstraße.

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