DE1203018B

DE1203018B - Verfahren zur Pruefung der Schweissverbindung von Rohrendverschluessen

Info

Publication number: DE1203018B
Application number: DES74601A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Roessner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-07-01
Filing date: 1961-07-01
Publication date: 1965-10-14

Description

Verfahren zur Prüfung der Schweißverbindung von Rohrendverschlüssen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung der Schweißverbindung von - Rohrendverschlüssen, insbesondere von Endkappen an Kernreaktor-Brennelementhüllrohren, mittels Röntgendurchstrahlung.
Die dünnwandigen Brennelementhüllrohre von Kernreaktoren werden an ihren beiden Enden mit Endkappen verschweißt. Da diese Endkappen gleichzeitig zur Halterung der Brennelemente dienen, muß die Schweißung vollkommen einwandfrei durchgeführt sein, d.h., es dürfen nirgends irgendwelche Spalte offenbleiben, damit nicht durch die dadurch hervorgerufene Kerbwirkung ein Bruch der Brennt elemente an dieser Stelle eintritt.
Bisher ist es nicht möglich gewesen, auf einfache Weise die Güte der Schweißnaht zu überprüfen, da diese auf der Innenseite nicht mehr zugänglich ist.
Bisher bekanntgewordene Prüfungsmethoden mittels Röntgendurchstrahlung zeigten nur bei ganz groben Fehlern ein Ergebnis.
Es sind bereits Vorrichtungen zur Röntgenprüfung von Rohr- oder Rundschweißnähten bekannt. Diese Vorrichtungen sind aber nur ,zum Nachweis grober Fehler, wie z. B. Poren, Lunkern oder Rissen, geeignet. Sie eignen sich insbesondere nicht für den Nachweis der völligen Durchschweißung einer von außen nicht mehr zugänglichen Schweißnaht.
Ferner sind auch schon Endkappen für Kernreaktor-Brennstoffelemente mit Querschnittsformen bekannt, die im ungeschweißten Zustand einen ausgeprägten Schwärzungsunterschied im Röntgenbild verursachen. Nachteilig an der Ausgestaltung dieser Endkappen ist, daß das Röntgenbild vor und nach dem Schweißvorgang dasselbe ist, also zum Nachweis einer einwandfrei ausgeführten Schweißnaht nicht verwendbar ist.
Andere bekanntgewordene Endkappen für Brennstoffelemente zeigen überhaupt keinen eindeutigen Kontrastsprung im Röntgenbild und sind schon deswegen für eine mit Röntgenstrahlung auf ihre Güte nachprüfbare Schweißverbindung nicht geeignet.
Schließlich ist noch ein Verfahren zur Prüfung der Schweißzone bei der Verschweißung von Metallbändern oder -platten bekanntgeworden. Hierbei wird zwischen die zu verschweißenden Bänder oder Platten eine Folie aus einem Material gelegt, das die Röntgenstrahlung weit mehr absorbiert als das Material der Bänder oder Platten. Beim Schweißvorgang wird die Folie an den Stellen einer wirksamen Verschweißung zerstört, an den Stellen, an der eine Verschweißung nicht erzielt wird, bleibt sie erhalten. Das Durchstrahlungsbild dient zum Nachweis solcher fehler- haften Stellen. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß es zwar bei ebenen, nicht aber bei in sich geschlossenen Schweißnähten, z. B. Rundschweißnähten anwendbar ist und außerdem die Auswahl der röntgenologisch vorteilhaften Folie schwierig und der Einschluß der Folie, die eingeschweißt wird, nicht für alle Fälle tragbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das die oben angeführten Nachteile nicht besitzt und die Prüfung von Schweißnähten auch komplizierter Form hinsichtlich einer vollkommen gleichmäßigen Durchschweißung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eines der zu verschweißenden Teile auf der dem Schweißlichtbogen abgewandten Seite mit einem die Schweißstelle überdeckenden, auf dem Durchstrahlungsbild einen ausgeprägten Kontrastsprung ergebenden Ansatz versehen wird und die Schweißzone durch z. B. eine Schweißelektrode derart erhitzt wird, daß der Ansatz schmilzt und verläuft, so daß dann bei der Durchstrahlung ein Bild ohne ausgeprägten Kontrastsprung erhalten wird. Zur Erzielung eines ausgeprägten Kontrastsprunges vor dem Schweißvorgang ist die Endkappe mit einem in das Rohrinnere über die Schweißstelle reichenden Ansatz versehen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, es wird an Hand dieser Zeichnung im folgenden näher beschrieben.
In der Figur ist die Endkappe mit 2 und das Brennelementhüllrohr mit 3 bezeichnet. Mit 4 ist eine Schweißelektrode und mit 5 der scharfkantige nach innen vorstehende Ansatz der Endkappe 2 bezeichnet. Mit 6 ist der Bereich der Schweißzone angedeutet.
Wird diese Anordnung im zusammengesteckten Zustand mit Röntgenstrahlen durchleuchtet, so wird sich der vorstehende Ansatz 5 auf dem Röntgenbild scharf abzeichnen. Durch die Schweißung verläuft dieser Ansatz an der Stelle 7, so daß ein stetiger Übergang zwischen der Endkappe 2 und dem Hüllrohr 3 entsteht. Eine Durchleuchtung dieser Schweißstelle wird keine scharfen Kanten, sondern lediglich Schwärzungsübergänge im Röntgenbild zeigen.
Dieses Verfließen des Ansatzes 5 der Endkappe 2 ist aber ein untrügliches Zeichen dafür, daß die Schweißfuge keine Spalte mehr enthält. Wird nun bei der Röntgendurchleuchtung an irgendeiner Stelle eine scharfe Kante erkennbar, so ist daraus mit Sicherheit zu schließen, daß die Kante nicht auf Schmelztemperatur gekommen war und somit nicht verlaufen ist, daß also an dieser Stelle noch ein Spalt in der Schweißverbindung bestehen muß. Durch eine Nachschweißung ist es ohne besondere Schwierigkeiten möglich, diesen erkannten Fehler zu beseitigen.
Selbstverständlich eignet sich das vorliegende Verfahren nicht nur für die Untersuchung der Schweißung der Endkappen von Brennelementhüllrohren, sondern ganz allgemein für die Untersuchung der Schweißgüte von Endverschlüssen bei vor allem dünnwandigen Rohren.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Prüfung der Schweißverbindung von Rohrendverschlüssen, insbesondere von Endkappen an Kernreaktor-Brennelementhüllrohren, mittels Röntgendurchstrahlung, d a -durch gekennzeichnet, daß eines der zu verschweißenden Teile (2, 3) auf der dem Schweißlichtbogen abgewandten Seite mit einem die Schweißstelle überdeckenden, auf dem Durchstrahlungsbild einen ausgeprägten Kontrastsprung ergebenden Ansatz (5) versehen wird und die Schweißzone (6) durch z. B. eine Schweißelektrode (4) derart erhitzt wird, daß der Ansatz (5) schmilzt und verläuft, so daß dann bei der Durchstrahlung ein Bild ohne ausgeprägten Kontrastsprung erhalten wird.
2. Endkappe zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem in das Rohrinnere über die Schweißstelle reichenden Ansatz (5) versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 823 953, 850 528; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 086 819; französische Patentschrift Nr. 1 184 573; britische Patentschriften Nr. 846 330, 858 061, 860 561; USA.-Patentschriften Nr. 2475 596, 2 864 758.