DE1773531C - Device for ultrasonic testing of pipes to determine longitudinal and transverse defects by means of pulsed ultrasonic devices arranged in several test levels - Google Patents
Device for ultrasonic testing of pipes to determine longitudinal and transverse defects by means of pulsed ultrasonic devices arranged in several test levelsInfo
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Description
ι 2 ι 2
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäßThe subject matter of the invention is a device to achieve this object is the invention
zum Ultraschallprüfen von Rohren zur Feststellung vorgeschlagen, ein Schieberegister mit den MonitorenFor ultrasonic testing of pipes for detection proposed a shift register with the monitors
von Längs- und Querfehlera durch in mehreren Prüf- für die Ermittlung der Längsfehler und ein weiteresof longitudinal and transverse defects through in several test for the determination of the longitudinal defects and another
ebenen angeordnete Impuls-Ultraschallgeräte gemäß Schieberegister über einen den Einstrahlwinkel des dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 5 Prüfkopfes und die Rohrdimension beriicksichtigen-pulsed ultrasound devices arranged on the planes according to the shift register over the angle of incidence of the take into account the preamble of claim 1. 5 test head and the pipe dimension
Bei bisher bekannten Verfahren zum Ultraschall- den Umschalter mit dem Monitor für dte Ermittlung prüfen von Rohren werden die Prüflinge unter Was- der Querfehler so in Verbindung zu bringen, daß ser an Prüfköpfen vorbeigeführt. Dabei können ent- durch die Fehlermarkierungseinrichtungen am Aiisweder die Prüfköpfe um das Rohr rotieren, oder das gang der beiden Schieberegister eine ortsgetreue Feh-Rohr kann sich selbst drehen, um eine schrauben- io lerwiedergabe erreicht wird.In previously known methods for ultrasonic the changeover switch with the monitor for dte determination testing of pipes will bring the test items under water transverse defects in such a way that water past probes. The error marking devices on the Aiisweder the probes rotate around the pipe, or the passage of the two shift registers is a true-to-place Feh pipe can rotate itself to achieve a screw-like reproduction.
förmige Abtastung des Rohrumfanges zu ermög- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind inShaped scanning of the pipe circumference to enable advantageous developments of the invention are in
liehen. den Unteransprüchen angegeben.borrowed. specified in the subclaims.
Zur Erfassung der Längsfehler bilden zwei zuein- In den Zeichnungen ist eine mögliche AnordnungIn order to detect the longitudinal defects, form two to one another. One possible arrangement is shown in the drawings
ander und zur Rohrachse senkrecht angeordnete der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch er-the device according to the invention is schematically arranged on the other and perpendicular to the pipe axis
Prüfköpfe eine Prüfebene. Ein Prüfkopf dient hierbei 15 läutert. Es zeigtTest heads one test level. A test head is used for this purpose. It shows
als UltraschgHsender, der andere Prüfkopf arbeitet Fig. 1 die Anordnung der Schieberegister inas an ultrasonic transmitter, the other test head works Fig. 1 the arrangement of the shift registers in
als Ultraschailempfänger. Zur Prüfung auf Querfeh- Schemadarstellung,as an ultrasound receiver. To check for transverse errors
ler ist ein weiterer Prüfkopf erforderlich, der jedoch F i g. 2 einen Teil der Darstellung von F i g. 1.
schräg zur Rohrlängsachse in das Rohr einstrahlt. In F i g. 1 ist ein Prüfkopf 1 mit zwei Längsfehler-Der
Querfühlerprüfkopf dient gleichzeitig auch als ao Prüfebenen 2 und 3 und einer variablen Querfehler-Schalldämpfer.
Prüfebene 4 versehen. Die Durchlaufrichtung des zuAnother test head is required, but it is shown in FIG. 2 shows a part of the illustration of FIG. 1.
radiates into the pipe at an angle to the pipe's longitudinal axis. In Fig. 1 is a test head 1 with two longitudinal flaws - the transverse sensor test head also serves as ao test levels 2 and 3 and a variable transverse flaw silencer. Test level 4 provided. The direction of travel of the to
Während bei den Längsfehler-Priifköpfen die Prüf- prüfenden Rohres ist durch Pfeil 5 gekennzeichnet, ebene mit den Mittelachsen der Prüfköpfe zusam- Ein Impulsgeber 6 wird entweder durch die Transmenfällt und damit durch die einmal festgelegte An- porteinrichtung der Maschine oder durch das Rohr Ordnung dieser Prüfköpfe fest fixiert ist, kann sich die 35 selbst angetrieben. An Impuls-Ultraschallgeräte 7, 8 Querfehler-Prüfebene je nach Winkelstellung des und 9 sind Ja-Nein-Monitore 10, 11 und 12 und Prüfkopfes un». Dimension der Rohre mehr oder we- Speicherstufen 13,14 und 15 angeschlossen. Die Speiniger weit vom Ort des Prüfko"fes entfernen. cherstufen 13 und 14 speisen in ein Schieberegister 16While with the longitudinal flaw test heads the test tube is marked by arrow 5, level with the central axes of the probes coincide with a pulse generator 6 is either through the transmissions and thus through the fixed attachment device of the machine or through the pipe If these probes are firmly fixed, the 35 can be self-propelled. On pulse ultrasound devices 7, 8 Lateral error test level depending on the angular position of the and 9 are yes-no monitors 10, 11 and 12 and Probe un ». Dimension of the pipes more or we- storage stages 13,14 and 15 connected. The spooks far from the location of the test head
Im allgemeiner, werden zur Ultraschallprüfung von ein, welches zur Verarbeitung der Längsfehler dient.In general, ultrasonic testing of a device that is used to process longitudinal flaws is used.
Rohren zwei Längsfehlerebenen und eine Querfehler- 30 Die Speicherstufe 15 für die Querfehlerebene 4 istPipes two longitudinal flaw planes and a transverse flaw 30 The storage stage 15 for the transverse flaw plane 4 is
ebene gemeinsam in einem Prüfblock untergebracht. über einen Umschalter 17 an ein Schieberegister 18level housed together in a test block. via a changeover switch 17 to a shift register 18
Jeder Prüfebeiie ist ein Impuls-Ultraschallgerät mit angeschlossen. Ein Stoßverfolgungszähler 19 übermit-A pulse ultrasound device is connected to each test area. A shock tracking counter 19 transmits
nachgeschaltetem Ja-Nein-Monitor zur Fehlersignali- telt den jeweiligen Ort der Rohrenden an eine Gat-downstream yes-no monitor for error signaling indicates the respective location of the pipe ends to a gate
sierung zugeordnet. terstufe 20. Dem Schieberegister 16 ist eine Fehler-assigned. stage 20. The shift register 16 is an error
Bei einem Rohr, das mit einem Fehler behaftet ist, 35 markierungseinrichtung 21 zu* Markierung derLängsder alle Monitore der drei Prüfebenen zum Anspre- fehler angeschlossen. Das Schieberegister 18 übermitchen veranlaßt, würde der Fehler von den Monitoren telt über ein Gatter 20 die Signale für die Querfehler mit einem zeitlichen Abstand signalisiert werden, der an eine Markierungseinrichtung 22. Die Ausgänge der sich aus dem geometrischen Abstand der Prüfebenen beiden Schieberegister 16 und 18 bilden eine simul- und der Transportgeschwindigkeit des Rohres durch 40 tane Fehlerebene 23, wobei hier ebenfalls eine Ausden Prüfblock ergibt. Hieraus ergibt sich, daß eine Werteautomatik 25 zur Fehler- bzw. Fehlerlängengenaue Fehlerlängenmessung nicht möglich ist und zählung, Sortiereinrichtungen usw. angeschlossen ist. daß weitere Ausweitungen, z.B. Fehlermarkierung Jeder Schieberegisterbaustein 16a bis 16n, 18/» bis mit einer einfachen Verzögerungsautomatik, Fehler- 18 η und die Speicherstufen 13, 14 und 15 erhalten ausblendung und Sortierung zu ungenau werden. Die 45 eine optische Anzeige 24 zur visuellen Kontrolle. Ungenauigkeitin würden in der Größenordnung der Gleichzeitig dient diese optische Anzeige dazu, die geometrischen Abstände der Fehlerebenen liegen. lagemäßige Übereinstimmung der Fehler innerhalbIn the case of a pipe that is afflicted with a defect, marking device 21 for * marking the length of all monitors of the three test levels connected to the response error. The shift register 18 causes the error from the monitors telt via a gate 20, the signals for the transverse errors are signaled with a time interval that is sent to a marking device 22. The outputs of the two shift registers 16 and 18 from the geometric distance between the test levels form a simul- taneous and the transport speed of the pipe through 40 tane error level 23, whereby here also an Aus der test block results. It follows from this that an automatic value system 25 for measuring the exact length of the error or the length of the error is not possible and counting, sorting devices, etc. are connected. that further expansions, eg error marking. Each shift register module 16a to 16n, 18 / »bis with a simple automatic delay, error 18 η and the storage stages 13, 14 and 15 are masked out and sorting too imprecise. The 45 a visual display 24 for visual control. Inaccuracy would be of the order of magnitude. At the same time, this optical display is used to determine the geometric distances between the error planes. Positional correspondence of the errors within
Bei der Ultraschallprüfung von Werkstücken ist der beiden Schieberegister mit Hilfe des UmschaltersWhen testing workpieces with ultrasound, the two shift registers are activated with the help of the switch
auch bekannt, daß die von einem Ultraschallwandler 17 festzustellen.also known to be detected by an ultrasonic transducer 17.
bei der Fehlerprüfung erzeugten Ja-Nein-Signale eines 50 Die Funktion dieser Anordnung soll im folgenden Monitors zur elektronischen Speicherung einer Kette beschrieben werden. Zu diesem Zweck sei angenomvon bistabilen Schaltelementen (Schieberegister) zu- men, daß das Rohr einen Querfehler und dann angegeben werden. Mi« der Bewegung des Prüflings und schließend einen Längsfehler aufweist. Die Lage ist von diesem über irgendwelche, sukzessiv betätigten so gewählt, daß, in Durchlaufrichtung gesehen, der Schalter gesteuert, gibt jedes Element der Kette seine SS Längsfehler hinter dem Querfehler liegt. Kommt der Information an das nächse weiter, bis das letzte eine Längsfehler beim Durchlaufen des PrUfblockes 1 in Markierungseinrichtung betätigt (J. u. H, Kraut' die erste Längsfehlerebene2, so gibt der Monitor 10 kr am er, Werkstoffprüfung mit Ultraschall. 2. Auf- an den Speicher 13 ein Fehlersignal. Beim folgenden lage, 1966, S. 206). Taktimpuls des Impulsgebers 6 wird diese Informa* Yes-No signals generated by a 50 during the error check The function of this arrangement will be described in the following monitor for the electronic storage of a chain. For this purpose it should be assumed from bistable switching elements (shift registers) that the pipe has a transverse error and then specified. Mi «the movement of the test specimen and finally shows a longitudinal error. The position is selected by this via any successively actuated so that, viewed in the direction of passage, the switch is controlled, and each element of the chain gives its SS longitudinal flaws behind the transverse flaw. If the information goes on to the next, until the last one activates a longitudinal fault when passing through the test block 1 in the marking device (J. and H, Kraut 'the first longitudinal flaw level 2, the monitor 10 signals material testing with ultrasound. 2 - An error signal is sent to the memory 13. In the following situation, 1966, p. 206). Clock pulse of the pulse generator 6 this informa *
eine sukzessive Steuerung bei der Werkstoffprüfung und mit den weiter nachfolgenden Impulsen durchsuccessive control during material testing and with the subsequent impulses
ein Taktimpul !geber bekannt, Bekannt ist ferner eine das gesamte Register 16 bis zu dem im Beispiel letz*a clock pulse generator is known, also known is the entire register 16 up to the last in the example.
schrift 2 969 671). der Fehler die erste Längsfehlerebene 2 verlassen hat,2 969 671). the defect has left the first longitudinal defect level 2,
richtungen mi« bekannten Merkmalen obengenannter und da» Ende der Fehlerinformation Im Rhythmusdirections with «known features of the above and there» end of the error information In the rhythm
zu erzielen. 16 hindurchgeschoben. Durch die proportionale Im-to achieve. 16 pushed through. Due to the proportional im-
pulsfolge des Taktgebers 6 zur Durchlaufgeschwindigkeit des Rohres ist eine transportsynchrone Verschiebung des Fehlers gewährleistet.The pulse sequence of the clock generator 6 for the passage speed of the pipe is a transport-synchronous shift of the error guaranteed.
Der gleiche Vorgang wiederholt sich bei der zweiten Längsfehlerebene 3 unter der Voraussetzung, daß die Impulsschallgeräte 7 und 8 und die beiden Monitoren 10 und U auf gleiche Empfindlichkeit eingestellt sind. Weiterhin wird vorausgesetzt, daß das Reflektionsvermögen des Längsfehlers für beide Prüfebenen das gleiche ist.The same process is repeated for the second longitudinal flaw plane 3 provided that the impulse sound devices 7 and 8 and the two monitors 10 and U are set to the same sensitivity are. It is also assumed that the reflectivity of the longitudinal error is the same for both test levels.
Wenn also der Längsfehler sich durch die zweite Fehlerebene bewegt, erhält der Speicher 14 seine Fehlerinformation. Da nun die Verschiebung der Fehlerinformation der ersten Längsfehlerebene transportsynchron durch das Schieberegister verläuft und die Anzahl der Registerbausteine, im abgebildeten Beispiel 16a bis 16d, der durch den Impulsgeber 6 quantisierten Strecke zwischen den beiden Längsfehlerebenen 2 und 3 entspricht, wird die Fehlerinformation des Speichers 14 gleichzeitig mit der Feh- ao lerinformation des Registerbausteines 16 d an den Registerbaustein 16 c weitergegeben. Damit sind ab diesem Baustein beide Längsfehlerebenen elektrisch vereinigt, so daß eine doppelte Bewertung eines Längsfehlers vom Registerbaustein IGc an durch den Abstand der beiden Ebenen 2 und 3 innerhalb des Prüfblockes 1 nicht mehr möglich ist.If the longitudinal flaw moves through the second flaw level, the memory 14 receives its flaw information. Since the displacement of the error information of the first longitudinal defect level now runs synchronously through the shift register and the number of register modules, 16a to 16d in the example shown, corresponds to the path quantized by the pulse generator 6 between the two longitudinal defect levels 2 and 3, the error information of the memory 14 is simultaneously with the error information of the register module 16 d passed to the register module 16 c. From this module onwards, both longitudinal error levels are electrically combined, so that a double assessment of a lengthwise error from the register module IGc due to the distance between the two levels 2 and 3 within the test block 1 is no longer possible.
Der vorher beschriebene Ablauf gilt auch für die Querfehlerebene 4. Allerdings ist hier der Abstand der Querfehlerebene von den beiden Längsfehlerebenen durch den Einstrahlungswinkel des Prüfkopfes zur Längsachse des Rohres und durch die Dimension desselben gegeben. Aus diesem Grunde muß die Fehlerinformation des Speichers 15 über den Umschalter 17 an das Schieberegister 18 weitergegeben werden. Grundsätzlich könnte die Fehlerinformation auf das Register 16 in entsprechender Weise gegeben werden. Es wurde aber das zweite Register 18 gewählt, um eine getrennte Auswertung und eine separate Ausbbndung an den Rohrstößen bzw. Rohrenden vornehmen zu können.The procedure described above also applies to transverse defect plane 4. However, this is the distance the transverse flaw plane from the two longitudinal flaw planes through the angle of incidence of the probe to the longitudinal axis of the pipe and given by the dimension of the same. For this reason, the Error information from memory 15 is passed on to shift register 18 via switch 17 will. In principle, the error information could be given to register 16 in a corresponding manner will. The second register 18 was selected, however, for a separate evaluation and a separate one To be able to tie off the pipe joints or pipe ends.
Verfolgt man nun den Längsfehler und den Querfehler beim Durchlaufen durch den Prüfblock 1 nach der zweiten Lango'ehlerebene 3 weiter, so wird, wenn beispielsweise die Längsfehlerinformation den Registeibaustein 16i erreicht, das Querfehlersignal im Speicher IS eingespeichert und dem Umschalter 17 zugeleitet. Um nun die Querfehlerebene mit den beiden anderen Ebenen in Übereinstimmung zu bringen, muß der Umschalter 17 so geschaltet werden, daß so der dem Schieberegisterbaustein 16/ entsprechende Registerbaustein 18/ die Fehlerinformation vom Speicher 15 erhält. Dieser Vorgang läßt sich über die optische Anzeige bei entsprechend langsamem Durchlauf des Rohres leicht verfolgen. Nach Verschwinden Ss des Querfehlers aus der Querfehlerebene wird der Speicher 15 durch die Taktimpulse des Gebers 6 gelöscht und das Ende der Information bis zum Ausgang des Registers weitergeschoben. Ab Baustein 16/ bzw. 18/ wäre ivch die Querfehlerebene 4 mit den So beiden anderen Ebenen 2 und 3 zur Deckung gebracht worden. Die weiter folgenden Bausteine im abgebildeten Beispiel ht&en die Aufgabe, die Fehlerebenen aus dem Prüfblock hinaus bis zur Markierungseinrichtung zu verschieben. 6äIf the longitudinal fault and the transverse fault are now followed when passing through the test block 1 after the second longitudinal fault level 3, then, for example, when the longitudinal fault information reaches the register module 16i, the transverse fault signal is stored in the memory IS and sent to the switch 17. In order to bring the transverse error level into agreement with the other two levels, the switch 17 must be switched so that the register module 18 / corresponding to the shift register module 16 / receives the error information from the memory 15. This process can easily be followed on the optical display with a correspondingly slow passage of the pipe. After the transverse flaw has disappeared from the transverse flaw level, the memory 15 is cleared by the clock pulses from the encoder 6 and the end of the information is pushed on to the output of the register. From module 16 / or 18 / onwards, transverse defect level 4 would have been brought to coincide with the two other levels 2 and 3. The following modules in the example shown have the task of moving the error levels from the test block to the marking device. 6ä
Bewegt sich ein Rohrende oder der Stoß zweier Rohre durch die Querfehlerebene, so würde das Rohrende bzw. der Stoß als Querfehler markiert bzw.If a pipe end or the joint of two pipes moves through the transverse flaw plane, the pipe end or the joint would be marked as a transverse flaw.
von der Auswertung erfaßt werden. Aus diesem Grunde wird das Ende eines jeden Rohres bzw. der Stoß zweier Rohre Über den Stoßverfolgungszühlcr 19 transportsynchron verfolgt und dem Gatter 20 zugeführt. Kommt der Stoß in unmittelbare Nähe der Markierungseinrichtung, so wird auch der scheinbare Querfehler im Schieberegisterbaustein, 18»: erscheinen.are recorded by the evaluation. For this reason, the end of each tube or the Collision of Two Pipes Using Impact Tracking Counter 19 tracked transport synchronously and fed to the gate 20. If the impact comes in the immediate vicinity of the Marking device, the apparent transverse error in the shift register module, 18 »: will also appear.
In diesem Augenblick wird der Ausgang von Baustein 18n vom Stoßverfolgungszähler 19 durch das Gatter 20 gesperrt. Der Ausgang von 18« wird erst dann wieder freigegeben, wenn der scheinbare Fehlerimpuls in 18m verschwunden ist. Da die Ausblendung erst hinter dem Schieberegister erfolgt, kann der Ausblendeimpuls des Stoßverfolgungszählers auf eine minimale konstante Länge eingestellt werden, da eine Verschiebung der Querfeh .rebene mittels des Umschalters 17 automatisch kompensiert wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Ausblendung auch innerhalb des Registers 18 liegen kann, sie darf jedoch erst nach dem letzten durch den Umschalter <L7 wählbaren Baustein erfolgen.At that moment, the output of block 18n from the shock tracking counter 19 is checked by the Gate 20 blocked. The output of 18 «is only released again when the apparent error pulse disappeared in 18m. Since the masking only takes place after the shift register, the The fade-out pulse of the shock tracking counter can be set to a minimum constant length, since a Shift the transverse fault level using the switch 17 is automatically compensated. It should be noted, however, that the masking can also be within the register 18, but it may only be after the last through the switch <L7 selectable block.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung von Schieberegistern ergibt sich noch ein weiterer Vorteil bei der Auswertung bzw. Sortierung von längsfehlerbehafteten Rohren. In F i g. 2 sind als Beispiel die Registerbausteine 16/ bis 16 η aus dem vorhergehenden Beispiel nochmals dargestellt. Alle Ausgänge dieser Bausteine können über Schalter 26a bis 26 e mit einem Gatter 27 verbunden werden. Der Ausgang dieses Gatters ist wiederum mit dem Eingang eines Gatters 28 verbunden.With the arrangement of shift registers according to the invention, there is yet another advantage in the evaluation or sorting of pipes with longitudinal errors. In Fig. 2, the register blocks 16 / to 16 η from the previous example are shown again as an example. All outputs of these blocks can be connected through switches 26a to 26 e having a gate 27th The output of this gate is in turn connected to the input of a gate 28.
Da nun die in das Schieberegister eingespeicherten Fehlerinformationen mit der Länge eines Fehlers identisch sind, können Fehler, die eine bestimmte Länge Quantisieningseinheiten unterschreiten, durch das Gatter 28 von der Fehlerauswertautomatik bzw. von der Längsfehlermarkierungseinrichtung 21 ferngehalten werden. Die Wahl diesel' Mindestfchlerlänge geschieht durch entsprechendes Einschalten der Schalter 26 a bis 26 e. Since the error information stored in the shift register is identical to the length of an error, errors which fall below a certain length of quantization units can be kept away from the automatic error evaluation system or from the longitudinal error marking device 21 by the gate 28. The choice of this minimum length is done by switching on switches 26 a to 26 e accordingly.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008039818B4 (en) * | 2008-08-22 | 2015-10-01 | Salzgitter Mannesmann Precision Gmbh | Non-destructive testing of metallic workpieces for ultrasonic defects |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008039818B4 (en) * | 2008-08-22 | 2015-10-01 | Salzgitter Mannesmann Precision Gmbh | Non-destructive testing of metallic workpieces for ultrasonic defects |
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