3 Tipps für genaue Messungen von Rohren mit kleinem Durchmesser

Rohre aus Metall und Kunststoff mit kleinem Durchmesser kommen in den verschiedensten Anwendungen in der Industrie und Medizin zum Einsatz. Einige dieser Rohre können einen Durchmesser unter 0,125 Zoll (3 mm) und sehr dünne Wände besitzen. Werden sie für Anwendungen mit einem hohen Sicherheitsrisiko verwendet, müssen sie strenge Fertigungstoleranzen für Wanddicke und Konzentrität einhalten. In der Vergangenheit mussten Hersteller Proben zerschneiden, um das Rohr mit bloßem Auge zu prüfen oder die Wanddicke mittels Messlehren zu messen. Heute kann eine schnelle und zerstörungsfreie Alternative für Prüfungen im Rahmen von Qualitätskontrollen bei Rohren mit kleinem Durchmesser eingesetzt werden: die Ultraschalldickenmessung.

Empfehlungen zu Ultraschalldickenmessern, Geräten und Prüfkonfigurationen

Für Rohre mit einem Durchmesser unter 0,125 Zoll (3 mm) empfehlen wir einen fokussierten Messkopf für die Tauchtechnik mit 20 MHz. Um die Schallenergie effizient in ein Prüfteil mit kleinem Durchmesser einzuschallen, muss sie in einem schmalen Schallbündel fokussiert werden. Fokussierende Tauchtechnik-Messköpfe nutzen eine speziell geformte Vorsatzlinse für die akustische Ankopplung zusammen mit einer Wasservorlaufstrecke, um das Schallbündel zu fokussieren und eine erhöhte Empfindlichkeit zu erreichen. Der RBS-1 Tauchbecken mit Sprudler ist ein Tischgerät mit Messkopfhalterung, das eine gleichmäßige Wassersäule erzeugt und die mittige Ausrichtung des Prüfteils im Schallbündel unterstützt. Um eine einheitliche Wassersäule mit geringer Fließgeschwindigkeit zu erzeugen, muss das Tauchbecken mit einer Wassersprudlerdüse eingesetzt werden, die an die jeweilige Anwendung angepasst ist. Ein B103 Sprudler mit V-Verankerung erleichtert die Rundlaufgenauigkeit von Rohren, da sie die Rotation von Rohren für schnelle Dickenmessungen in Umfangsrichtung und eine Bewegung des Rohrs über den Messkopf für eine Dickenmessung in Längsrichtung ermöglicht.

B103 Tauchbecken mit Sprudler und V-Verankerung und das RBS-1-15 Umwälz-Wassersprudlersystem

Wir empfehlen den Olympus 38DL PLUS oder 45MG Ultraschalldickenmesser (mit 45MG-SE Einzelschwingertechnik und 45MG-WF Wellenform Softwareoptionen) zusammen mit einem 20 MHz M316-SU Tauchtechnik-Messkopf mit einem 0,75 Zoll (19 mm) Fokus für diese Anwendung.

Prüfungen von Rohren mit kleinem Durchmesser sind mit der richtigen technischen Ausstattung und richtig kalibrierten Geräten problemlos durchzuführen, aber Messfehler lassen sich nicht immer vermeiden. Mit den folgenden drei einfachen Tipps können häufig auftretende Probleme vermieden werden.

1. Funktion IF Blank zur Vermeidung einer abfallenden Flanke des Ankoppelechos verwenden

Bei der Messung von Stahlrohren mit der Tauchtechnik muss unbedingt das Ankoppelecho zwischen Wasser und Stahl zu berücksichtigt werden. Die akustische Impedanz von Wasser und Stahl ist so unterschiedlich, dass eine Impedanzfehlanpassung erzeugt wird, was zu einem großen Ankoppelecho führt. Dünnwandige Rohre erzeugen Rückwandechos, die sehr nah beieinander liegen. In den meisten Fällen beeinträchtigt die abfallende Flanke des Ankoppelechos das erste Rückwandecho. Um diese Interferenz zu vermeiden, sollte die Funktion IF Blank verwendet werden, die die abfallende Flanke des Ankoppelechos unterdrückt. Außerdem sollte ein sauberes nachfolgendes Echopaar ausgewählt werden, das zeitlich weiter zurück liegt und ohne Ankoppelecho ist.

Abfallende Flanke eines großen Ankoppelechos, die das erste Rückwandecho beeinträchtigt

Die Einstellung der Funktion IF Blank kann so angepasst werden, dass das stärkste Signalpaar ausgewählt wird. Auch wenn sich das ausgewählte Signalpaar durch Ändern der Funktion IF Blank ändert, bleibt die Laufzeit zwischen den aufeinanderfolgenden Rückwandechos gleich.

Variierende Einstellungen für die Funktion IF Blank erzeugen den gleichen Dickenmesswert

2. Abweichende Signalamplitude des Rückwandechos unter Verwendung eines fokussierenden Tauchtechnik-Messkopfs überwachen

Da die Länge der Wassersäule im B103 Tauchbecken und die Metallwanddicke des Prüfteils erheblich kürzer sind als die Fokuslänge des Messkopfs, tritt die größte Echoamplitude ca. beim dritten oder vierten Rückwandechos auf, in dem der Fokus auftritt. Dieser Effekt tritt häufig bei Messungen von dünnem Metall auf und er sollte die Genauigkeit nicht beeinträchtigen, falls die gemessenen Echos sauber und unverzerrt sind (wie hier abgebildet). Für genaue Messungen verwenden Sie die Funktion IF Blank, um zwei nachfolgende saubere Rückwandechos auszuwählen.

Die höchste Amplitude tritt aufgrund der Fokuslänge beim dritten und vierten Echo auf

3. Wert der Funktion M3 Blank nicht zu hoch einstellen

Um eine falsche Messung zu vermeiden, sollte der Wert der Funktion M3 Blank verringert werden, bis das Gerät eine Messung von aufeinanderfolgenden Rückwandechos mit der richtigen Prüfteildicke aufzeichnet.

Erkennung zwischen dem dritten und fünften Rückwandecho

Mit den richtigen Prüftechniken verläuft die Wanddickenmessung von dünnwandigen Rohren unter Verwendung eines 38DL PLUS oder 45MG Dickenmessers schnell und einfach. Für weitere Informationen zu anderen Dickenmessungen klicken Sie auf die folgenden Links.

Erkennung zwischen dem dritten und vierten Rückwandecho