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"Gerät zur radiographischen Prüfung von Schweißnähten" Die Erfindung
bezieht sich auf Geräte zum Prüfen von Rohrleitungen, insbesondere von rundumlaufenden
Schweißnähten an solchen Leitungen, mit Hilfe der Radio- oder Gammagraphie, und
zwar auf solche Geräte dieser Art, bei denen der durch die Rohrleitung bewegbare
Träger für den radioaktiven Strahler sowie den diesen umhüllenden Strahlenschutzkörper
als durch seine Schwere auf der Rohrwand aufruhender Wagen mit wenigstens drei Rädern
ausgebildet ist, von denen zwei mit ihren Achsen in einer zur Bewegungsrichtung
senkrechten Ebene liegen, und ein weiteres Rad an einer in Bewegungsrichtung gegen
sie versetzten um eine lotrechte Achse drehbaren Stütze sitzt, die in Abhängigkeit
von Drehbewegungen des Wagens um seine Längsachse und damit gegenüber einem Pendel
verdreht wird, das am Wagen um eine in Bewegungsrichtung liegende Achse frei schwingend
aufgehängt ist. Ein solcher mit einem durch das Pendel gesteuerten Lenkrad versehener
Wagen wird während seiner Bewegung durch eine Rohrleitung mittels Fremd- oder Eigenantriebs
stets in einer Lage gehalten oder in eine Lage zurückgeführt, in der das Pendel
seine lotrechte Ruhelage einnimmt.
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Ein derartiger Wagen folgt Krümmungen der Rohrleitungen selbsttätig
und korrigiert etwaige Abweichungen aus der geraden Fahrtrichtung selbst -aus, Er
verleiht einem auf ihm angeordneten radiographischen Gerät erhebliche Vorteile gegenüber
einem anderen, einem gleichen Zweck dienenden bekannten Prüfgerät, das an beiden
Enden gegen die Leitungswand über je eine Gruppe von drei um die Gerätelängsachse
verteilten Rädern abgestützt ist, die an den freien Enden von in radialen Ebenen
schwenkbaren und durch Federn auseinandergespreizten Armen gelagert sind. Bei solchen
Geräten befindet sich nämlich der Strahler nur dann - und zwar auch nur annähernd
- auf der Rohrleitungsachse, wenn er sich im Schwerpunkt des Geräts befindet und
das Eigengewicht des gefederten Geräteteils klein in Bezug auf die Spreizkraft der
Federn ist; das aber ist bei den an sich schon wegen des strahlungsabsorbierenden
Schutzkörpers für den Strahl er schwereren Geräten nur unvollkommen zu erreichen.
Die Fehllage des Strahlers läßt sich bei diesen Geräten auch nicht durch unterschiedliche
Bemessung der Spreizfedern korrigieren, denn erfahrungsgemäß drehen sich solche
Geräte während ihrer Reise durch die Rohrleitungen um ihre Achse, weil Ungleichmäßigkeiten
der Leitungswand oder Ablagerungen auf dieser die Stützräder aus ihre.r jeweiligen
Bewegungsrichtung ablenken. Abweichungen vom Geradlauf der Räder werden unterstützt
durch Spiel in den Radlagern und durch Ungenauigkeiten in der Ausrichtung der Radachsen,
Hinzu kommt, daß infolge der unvermeidbaren Drehungen des Geräts um seine Achse
einzelne Stützräder häufiger durch auf den tiefsten Stellen der Leitung befindliche
Ablagerungen von Schmutz oder größeren Fremdkörpern angehoben oder aus ihrer Laufrichtung
abgelenkt werden können, wobei sich
dann auch größere Verlagerungen
des Geräts und des Strahlers- aus der Leitungsachse ergeben, die zu Fehlbelichtungen
des außen um die Prüf stelle gelegten Films sowie zu Verzerrung in dem von ihm aufgenommenen
Bild.führen.
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Dem durch seine Schwere über zwei festgelagerte Räder und ein lenkbares
Rad auf der Rohrwand.aufruhenden Prüfgerät haftet dagegen der Nachteil an daß das
lenkbare Rad stets auf der tiefsten Stelle der Rohrleitung aufruht und infolgedessen
den Einflüssen von sich dort vorzugsweise ansammelnden Schmutz- und dgl. Ablagerungen
unterliegt. Dadurch kann die automatische Lenkung des Geräts empfindlich gestört
oder sogar verhindert werden; außerdem führ.en solche Ablagerungen auch hier zum
unerwaulschten Anheben des Geräts sowie zu schädlichem Abbremsen eines im Gerät
untergebrachten elektrischen Eigenantriebs.
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Der Erfindung-liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfgerät der eingangs
erwärmten Art zu schaffen, das auf der Leitungswand statt mit drei Rädern mit vier
Rädern aufruht, die sie auf der Leitungswand in angemessener Entfernung von der
unteren Scheitellinie abstützen, und von denen deshalb keines der Einwirkung von
Bodenablagerungen ausgesetzt ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist offensichtlich von der Lösung auch;
des Problems abhängig, wie dem Abheben einzelner Räder von der Leitungswand begegnet
werden kann, das sich wlxrermeidbar bei jedem Kurvenlauf und sonstigem Schräglauf
eines-vierrädrigen Rohrvagens ergibt.
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Die Erfindung löst ihre Aufgabe wnd dieses besondere Problem
dadurch,
daß der Wagen mit zwei in zur Bewegungsrichtung senkrechten Ebenen angeordneten
Räderpaaren versehen ist, die an je einem um eine lotrechte Achse drehbaren Lenkschemel
sitzen, von denen einer in Abhängigkeit von den Ausschlägen des Pendels steuerbar
ist, und daß der den zweiten Lenkschemel tragende Wagenteil gegen den anderen um
eine in Bewegungsrichtung liegende Achse frei drehbar ist und durch seine Relativbewegungen
gegenüber dem- anderen Wagenteil den an ihm angeordneten Lenkschemel steuert.
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Durch die Unterteilung des Wagens in zwei um eine in Bewegungsrichtung
liegende Achse gegeneinander verdrehbare Teile ist erreicht, daß der Wagen immer
mit allen vier Rädern auf der Rohrwand aufruht, während die beiden Drehschemel mit
ihren voneinander unabhängigen Steuerungen dafür sorgen, daß jede Verlagerung der
Wagenachse und des in dieser angeordneten Strahlers aus der Rohrleitungsachse, die
sich während der Fortbewegung des Wagens ergeben kann, auf kürzestem Wege auskorrigiert
wird.
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Verdrehungen der Wagenteile gegeneinander und gegenüber dem Pendel
können auf die zugeordneten Lenkschemel mechanisch durch Gestänge oder Getriebe,
aber auch elektrisch übertragen werden0 Im letzten Falle dient als Steuermittel
beispielsweise je eine die Stromzuführung zu einem Verstellmotor beeinflussende
Meßbrücke, deren veränderliche Widerstände ein Potentiometer bilden, das die Meßbrücke
abgleicht, wenn alle Wagenräder auf einer Ebene aufruhen, die die durch die Wagenlängsachse
gehende lotrechte Ebene senkrecht kreuzt. In allen diesen Fällen ist weder der eine
Wagenteil gegenüber dem in ihm aufgehängten, mit dem Schleifer des einen Potentiometers
verbundenen
Pendel, noch der andere mit dem Schleifer des zweiten
Potentiometers verbundene Wagenteil gegenüber dem andern, das-Pendel enthaltenden
sowie die Veränderlichen Widerstände des zweiten Potentiometers tragenden Wagenteil
verdreht. Das ist beispielsweise der Fall, wenn der Wagen auf einer waagerechten
Ebene in beliebiger Richtung oder auf in Fahrtrichtung -auf- oder abwärts geneigten
Ebenen geradeaus fährt.
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Bei jeder durch die Verlagerung eines beliebigen Rades aus diesen
Ebenen verursachten Verdrehung eines Wagenteils gegenüber dem Pendel oder gegenüber
dem anderen Wagenteil verdrehen die Verstellmotoren die zugeordneten Drehschemel
so, daß der vorherige Zustand wieder hergestellt wird.
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Bei einem Wagen mit umkehrbarem Drehsinn des Räderantriebs muß begreiflicherweise
jedem Potentiometer ein die Widerstandsanschlüsse vertauschender Polwechsler angeordnet
sein, der synchron mit dem Umschalter für den Räderantrieb betätigt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel für das den Gegenstand der'Erfindung bildende
Gerät ist in der Zeichnung schematisch in einem Längsschnitt dargestellt.
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Das Gerät dient hier zur bekannten radiographischen Prüfung einer
Schweißnaht Sn, die zwei aneinander stoßende Rohre R1 und R2 einer Rohrleitung verbindet.
Zu diesem Zweck enthält das Gerät einen radioaktiven Strahl er St, der zur exakten
Abbildung der Schweißnaht Sn auf einem außen um sie herumgelegten strahlenempfindlichen
Film genau in der Ebene der Schweißnaht Sn und in der Leitungsachse
La
angeordnet sein muß, Der Strahler St befindet sich in Ruhelage im Innern eines.zweiteiligen
Schutzkörpers Ia, ib zu b aus strahlungabsorbierendem Material, z.B4 Uran oder Wolfram,
dessen Teile la und 7b zur Bildung eines von zwei Kegelflächen begrenzten Ringspalts
1c unter Verlagerung des Strahlers in Spaltmitte in axialer Richtung mit Hilfe eines
Motors 2 und eines Getriebes 3 für die Dauer eines Prüfvorgangs in die gezeichnete
Stellung auseinandergefahren werden können. Der Schutzkörper ia, ib mit dem Strahler
St ist vor einer Stirnfläche eines Wagens 4 befestigt, der über zwei Räderpaare
10, 11 auf der Innenwand der Rohrleitung abgestützt und mit Hilfe eines Eigenantriebs
innerhalb der Rohrleitung verfahrbar ist4 Die Einstellung des Strahlers St auf die
Schweißnahtebene geschieht mit Hilfe eines beweglichen, außen auf die Rohrwand aufsetzbaren
Hilfssenders und eines im Wagen 4 befestigten Empfängers, deren ihm aufgenommene
Impulse als Regelgrößen auf eine den Fahrantrieb des Wagens 4 beeinflussende nicht
gezeichnete) Steuerung überträgt0 Der Wagen besteht aus zwei Teilen 4a und 4b, die
um einen in der Längsachse k des Wagens liegenden Achszapfen 4c über ein Axialkugellager
4d frei gegeneinander verdrehbar sind. An dem Wagenteil 4a ist das Räder paar ii
über einen Drehschemel 5 und ein Axialkugellager 6 befestigt. Die Lager der Räder
11 sind-an den Außenenden von Stützenpaaren 7 befestigt, die vom Drehschemel aus
schräg nach außen gestellt und im Drehschemel in ihrer Längsrichtung verstellbar
gehalten sind.
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In gleicher Weise ist das Räderpaar 10 mit den Lagern 10über längsverstellbare
Stützenpaare 7', den Drehschemel 5' und das Axialkugellager 6' am Wagenteil 4b befestigt.
Von jedem der Drehschemel 5, St ragt eine radiale Welle 8 bzw. 8' in das Innere
des zugeordneten Wagenteils 4a bzw. 4b. Über diese Wellen 8, 8', auf diesen befestigte
Schneckenräder 9, 9t und Schnecken 12, 12 sind die Drehschemel mit Hilfe von die
Schnecken 12, 12' antreibenden Verstellmotoren 13, 13' verdrehbar.
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Der Fahrantrieb des Wagens 4 besteht aus zwei synchron laufenden Motoren
14, die über je ein Getriebe 15 auf die Räder des Räderpaars 11 wirken. Die Motoren
14 werden ebenso wie die Verstellmotoren 13, l3 t aus einer im Innern des Wagenteils
4a untergebrachten Akkumulatorenbatterie 16 gespeist.
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Der Verstellmotor 14 für den Drehschemel 5 wird gesteuert in 4bhängigkeit
von Verdrehungen des Wagens 4 gegenüber einem im Wagenteil 4a um eine zur Wagenachse
A parallele Achse drehbar aufgehängten Pendel 18 über eine Meßbrücke mit in Abhängigkeit
von diesen Verdrehunger veränderlichem Widerstand 17.
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In gleicher Weise wird der Verstellmotor 13' in Abhängigkeit von Verdrehungen
der Wagenteile 4a und 4b gegeneinander über einen veränderlichen Widerstand 17 gesteuert,
der am Wagenteil 4a befestigt ist und dessen Schleifer mit dem Acllszapfèn 4c über
ein Kegelräderpaar 19 gekuppelt ist.
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Die Drehbewegungen der Wagenteile 4a, 4b gegeneinander und gegenüber
dem Pendel 18 können statt über Meßbrücken
auch über Differentialüb.ertrager
als Steuerimpulse auf die Verstellmotoren 14 und 14 übertragen werden0 Beide Arten
elektrischer Steuerung sind bekannt und gehören als solche nicht zur Erfindung.
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Soll der Wagen 4 in beiden Richtungen bewegt werden, und enthält zu
diesem Zweck der Fahrantrieb einen Motor mit umkehrbarem Drehsinn, dann sind synchron
mit dem Umschalter zu betätigende Polwechs.elschalter vorzusehen, die die Anschlüsse
der veränderlichen Widerstände vertauschein.