Unterschiedlichste Meßpositionen sind für eine Linie mit Vakuumkalibrierung dargestellt und werden unter der entsprechenden Textstelle bewertet. Ein Mausklick auf die gewünchte Meßposition oder Mechaniktyp führt Sie direkt zur Textstelle.
Es hat bereits vor ca. 15 Jahren erste Ansätze zur Ultraschallmessung in der Schmelze gegeben, die damals bereits gezeigt haben, daß das Ultraschallsignal bei einer Messung im Schmelzebereich (Ultraschallmessung im Adapter/Rohrkopf) sehr stark von Druck- und Temperaturänderungen abhängig ist und somit für den praktischen Einsatz nicht tauglich ist.
Direkt vor der Extrusionsdüse ist hier zwar der Druck konstant, jedoch wird diese Position bis heute nicht durchgeführt. Bei der Extrusion von PVC-Rohren besteht hier eine Möglichkeit der Messung, bei der Extrusion von teilkristallinen Materialien (z.B. Polyolefinen, PE) nicht, da grundsätzlich aus dem Werkzeug stark abgezogen wird, während ein PVC-Rohr üblicherweise "ohne" Durchmesserreduktionen in die Kalibrierhülse hineingefahren wird. Zum Beispiel mit Vakuum, im Direktkontakt, könnte man eine gute Ankopplung mit entsprechenden temperaturbeständigen Ultraschallprüfköpfen erlangen. Während die Messung mit feststehenden Prüfköpfen an dieser Stelle noch praktikabel wäre, ist die Messung mit reversierenden Prüfköpfen an diesen Meßpositionen mit Schwierigkeiten verbunden. Somit kann bei PVC an dieser Meßposition mit feststehenden Prüfköpfen und einer Vorkalibrierung bereits gemessen werden. Ein reversierender Scanner mit einer kurzen Vorkalibrierhülse verursacht einen größeren Aufwand.
In vielen Produktionsbetrieben hat sich dies als die früheste Meßposition durchgesetzt. Wie bereits schon im Abschnitt (Mechanik) beschrieben, können in der Kalibrierhülse entsprechende Bohrungen eingebracht werden, durch die ein Ultraschallkontakt mit dem Rohr stattfindet.
Günstig ist es hier, direkt nach Verlassen der Kalibrierhülse (gif 12k) feststehende Prüfköpfe einzusetzen. Insbesondere bei der Produktion von Großrohren hat sich diese Meßposition als Zentrierhilfe bewährt.
Feststehende Ultraschallprüfköpfe können ohne Probleme in jedes Sprühvakuum oder Wasserbad eingebaut werden, wobei der Einsatz von reversierenden Scannern eher schwierig ist. Schwierigkeiten ergeben sich durch insbesondere den kleinen zur Verfügung stehenden Installationsraum sowie vakuumdichte Anschlüsse. Bei Störungen des Scanners ist es nicht möglich, zu deren Behebung das Vakuumbad ohne Produktionsausfall zu öffnen.
Die Meßposition 6 ist die früheste reale Möglichkeit für reversierende Scanner. Hier kommen Anflanschscanner (gif 12k) zum Einsatz. Diese haben, wie schon beschrieben, eine sehr kompakte Bauweise und werden direkt an dem Ausgang von Bädern geflanscht. Auch werden hier freistehende Schwenkarmscanner (gif 12k) eingesetzt.
Wird eine möglichst frühzeitige Vermessung des Rohres, zum Beispiel für eine thermische Rohrkopfzentrierung, gefordert, so wird auch mit kurzen Vakuumsprühbädern gearbeitet, die dann zum Beispiel eine Länge von 2 Meter haben und den Anflanschscanner direkt aufnehmen. Das zweite Bad ist in dem Fall auch ein Vakuumsprühbad und schließt sich nach einem Abstand von ca. 0,5 -0,8 Meter in Extrusionsrichtung an.
Hier werden auch Messkammern (gif 15k), insbesondere für kleine Rohre, kleinste Röhrchen und Schläuche, eingesetzt.
Die Meßposition 7 ist der ideale Meßort, wenn der Anflanschscanner nicht am Vakuumbad angeschlossen werden soll, sondern im Einlaufbereich des nach dem Vakuumbad folgenden Sprühbades. Das hat den Vorteil, daß die Abdichtung zum Meßraum nicht vakuumdicht sein muß.
Bei den bisherigen Meßpositionen ist das Rohr an der Meßstelle noch sehr warm, so daß eine thermische Kontraktion des Materials zu einer Reduzierung der Wanddicke oder des Durchmessers führt. Je größer und je dickwandiger die Rohre sind, desto länger dauert die Abkühlung. Dementsprechend kann erst sehr spät, bei Verwendung der manuellen Ultraschallkalibrierung, die Systemkalibrierung durchgeführt werden. Dies ist natürlich in Bezug auf -optimale Materialeinsparung - ein Nachteil.
Bei Großrohranlagen bietet es sich an, extrudernah zum Beispiel mit Position 4 mit feststehenden Prüfköpfen zu messen und eine Vorzentrierung vorzunehmen und insbesondere die zur Dokumentation notwendigen Werte erst kurz vor dem Sägeschnitt an der Meßposition 8 aufzunehmen .
Nach dieser Meßposition 8 ,am Ende der Linie, findet zwar noch immer eine Veränderung der Maße durch Abkühlung oder Schrumpfung oder Nachkristallisation bei teilkristallinen Materialien statt, jedoch ist dieser Wert in seiner Größenordnung anlagen- und rohrspezifisch mit einem engen Toleranzband versehen und kann zum Beispiel über die Gravimetrie kalibriert werden. Aufgrund des "sacking" bei Großrohren sind Scanner im Vakuumbereich (Pos. 4) für die Dokumentation ungeeignet.
Die Meßpositionen wurden an einer Vakuumkalibrierungen diskutiert. Bei der Druckkalibrierung ist die Kalibrierhülse direkt mit dem Werkzeug verbunden, daher entfällt die Pos.2. Für die anderen Meßortbereiche gelten, abgesehen von den folgenden Besonderheiten, die gleichen Meßort-Bedingungen wie bei der Vakuumkalibrierung.
Grundsätzlich können an der Kalibrierhülse für Druckkalibrierungen auch Bohrungen für feststehende Prüfköpfe entsprechend der Position 3 angebracht werden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß eine Vielzahl von Kalibrierhülsen, die mit einer Wasserkühlung versehen sind, angebohrt werden müssen und somit mechanisch verändert werden. Einfacher ist es dagegen, im Austrittsbereich (Position 4) aus der Kalibrierhülse die Wanddickenmessung vorzunehmen. Es können in einem "Verlängerungsring" zur Kalibrierhülse feststehende Prüfköpfen eingesetzt werden. Da hier jedoch kein Vakuum vorliegt, kann in diesem Falle auch an dieser Position schon ein reversierender Scanner eingesetzt werden. Der Scanner ist im Aufbau dem Anflanschscanner ähnlich. Die Erfahrung hat hierzu gezeigt, daß hiermit in einer vorzüglichen Praxistauglichkeit die Wanddickenmessung sehr aussagekräftig ist und durch einfachste konstruktive Gegebenheiten auch die Robustheit für diesen Einsatzbereich gegeben ist.
Rolf Diederichs 23. Mai 1996, info@ndt.net
