Mo.4.A - Poster mit Kurzpräsentation / 06.05.2013M. Purschke |
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Phased-Array-Technik in Ultraschall-Rotationsprüfanlagen (PA-ROT) zur Fehlerdetektion von Schrägfehlerlagen bis +/-15° mit der Paintbrush-Methode
T. Weise, C. Breidenbach, R. Prause, Baker Hughes Digital Solutions, Hürth
P. Meyer, BENTELER Steel/Tube, Dinslaken
Kurzfassung:
Natürliche Längsfehler haben aufgrund der Herstellungsverfahren oft Schräglagen im Bereich bis ±15°...
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Natürliche Längsfehler haben aufgrund der Herstellungsverfahren oft Schräglagen im Bereich bis ±15°.
Gegenwärtig werden diese Schrägfehlerlagen mit den bestehenden Phased-Array-Ultraschall-Prüfsystemen in Pfützentechnik (GRP-USIPxx-HELIX; schraubenförmiger Rohrtransport) und in Clustertechnik (GRP-USIPxx-Portal; Drehrollgang) detektiert. Mit diesen Prüfanlagen werden Schräglagen mit der sogenannten Paintbrush-Methode lückenlos, d.h. jede beliebige Fehlerlage, bis +/-22° aufgefunden. Zusätzliche Schräglagen (z.B. +/-30°; +/-45°) können mit der Methode der Winkeleinschallung (Steering) überprüft werden.
In Rotationsanlagen mit konventioneller Prüftechnik werden Schrägfehler nur unter sehr speziellen Randbedingungen detektiert.
Mit Implementierung der Phased-Array-Technik in Rotationsprüfanlagen können diese Schräglagen bis +/-15° lückenlos mit der Phased-Array Paintbrush-Methode detektiert werden.
Dies wurde erfolgreich in Praxisversuchen validiert.
Die Prüfung auf Schrägfehlerlagen wird zukünftig eine wesentliche Erweiterung in der Ultraschall-Prüftechnik sein. Internationale Standards, z.B. API5CT oder Exxon EMQSP2.5, erwünschen bzw. erfordern heute schon eine Prüfung auf Schrägfehlerlagen.
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17:05
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Räumliche Kenngrößen des Schallfeldes punktförmiger Ultraschall-Prüfköpfe im Niederfrequenz-Bereich in Polyamid - Experimentelle Untersuchungen und Simulation
S. Maack, M. Krause, BAM, Berlin
K. Mayer, Universität Kassel
Kurzfassung:
Mit der Entwicklung kontaktmittelfrei arbeitender Prüfköpfe gelang es, eine breitere Akzeptanz für ...
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Mit der Entwicklung kontaktmittelfrei arbeitender Prüfköpfe gelang es, eine breitere Akzeptanz für die Anwendung von Ultraschallverfahren im Bauwesen zu erzielen. Aufgrund der oft nicht optimalen Ankopplungsbedingungen an die rauen Oberflächen der Materialien werden hierfür in der Regel Gruppenstrahler verwendet, die aus mehreren einzelnen beweglich gelagerten und parallel geschalteten Prüfköpfen bestehen. Diese Gruppenstrahler waren unter anderem Gegenstand einer umfangreichen Forschungsarbeit zur Charakterisierung von Schallfeldern im Niederfrequenz-Bereich. An der BAM wurde hierfür ein vollautomatischer Prüfstand entwickelt, durch den die wesentlichen Kenngrößen des Schallfeldes räumlich erfasst werden. Ein zentraler Teil dieser Forschungsarbeit war die Untersuchung der Kenngrößen des Schallfeldes von Einzelprüfköpfen, aus denen die Gruppenstrahler aufgebaut sind. Die Untersuchungen erfolgten in einem ersten Schritt an einem isotropen homogenen Werkstoff (Polyamid).
Es werden zwei Arten von Einzelprüfköpfen vorgestellt. Mit der ersten Bauart können Longitudinalwellen mit der zweiten Bauart können direkt Transversalwellen (SH-Welle) angeregt werden. Da die Einzelprüfköpfe eine im Verhältnis zur angeregten Wellenlänge kleine kreisförmige Kontaktfläche haben, kann bei der Beurteilung der Kenngrößen vereinfachend von einer punktförmigen Schallanregung ausgegangen werden. Ein Vergleich der Messergebnisse mit den umfassend beschriebenen theoretischen Modellen zeigt, dass sich diese nicht vollständig übertragen lassen. Es wurden insbesondere bei den Kenngrößen der Transversalwellenanteile messbare Abweichungen festgestellt, die einer weiterführenden Interpretation bedurften. Mit Hilfe von Simulationsrechnungen (EFIT) wird das Wellenbild innerhalb des halbkugelförmigen Probekörpers abgebildet. Die Simulationsrechungen liefern den entscheidenden Ansatz zur Erklärung der Abweichungen der Messergebnisse von den theoretischen Annahmen. Durch die räumlich begrenzte Ausdehnung des Probekörpers und die bei der Schallanregung auftretenden unterschiedlichen Wellenmoden kommt es zu Überlagerungseffekten, die die Abweichungen erklären. Dies ist eine wesentliche Erkenntnis für die weiterführenden Untersuchungen an niederfrequenten Schallfeldern mit dem entwickelten Prüfstand.
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P8
17:10
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3D-SAFT Imaging von Streuern in Brettschichtholz
M. Krause, U. Effner, S. Müller, T. Nowak, D. Vergin, BAM, Berlin
P.K. Chinta, K. Mayer, Universität Kassel
Kurzfassung:
Aktuell wird die Ultraschallechotechnik für Holzbauteile genutzt, indem aus der Abschattung eines a...
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Aktuell wird die Ultraschallechotechnik für Holzbauteile genutzt, indem aus der Abschattung eines ansonsten stabilen Rückwandechos auf Auffälligkeiten im Holzbauteil geschlossen wird. Dabei werden Transversalwellen (Mittenfrequenz 50 kHz) mit der Polarisationsrichtung in Faserrichtung (L) angewendet.
In einem 2012 abgeschlossenen Forschungsvorhaben wurde nun die direkte Abbildung von Streuern durch anisotrope SAFT-Rekonstruktion entwickelt. Dazu werden flächig aufgenommene Ultraschallmessdaten mit automatisiert scannenden Druck- und Scherwellenköpfen erzeugt und auf Basis anisotroper Geschwindigkeitsverteilungen rekonstruiert. Benutzt werden die auch häufig für Beton eingesetzten trocken ankoppelnden Punktkontakt-Prüfköpfe. Da damit auch intensive Oberflächenwellen erzeugt werden, entstehen im Material zusätzliche Kopfwellen, die ebenfalls bei der Rekonstruktion berücksichtigt werden. Da die Wellengeschwindigkeiten in Holz individuell stark schwanken, wird eine interaktive Auswertetechnik zur Ermittlung der Materialkonstanten angewendet.
Für die Messungen werden Druckwellen sowie Scherwellen in zwei Polarisationsrichtungen verwendet. Die Messungen erfolgen sowohl mit automatischen Scansystemen als auch mit einem linearen Array (kommerziell erhältlicher multistatischer Messkopf ähnlich einem Sampling Phased Array). Gezeigt werden Ergebnisse an Bauteilen mit künstlichen und realen Fehlstellen.
Das Forschungsprojekt wurde gefördert vom BBR (Bundesamt für Bau- und Raumordnung, Zukunft Bau).
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P18
17:15
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Neue Ultraschall-Geräte zur Fehlerprüfung und Wanddickenmessung
D. Schäle, W.A.K. Deutsch, S. Grünewald, M. Platte, KARL DEUTSCH Prüf- und Messgerätebau, Wuppertal
Kurzfassung:
Im Jahr 2013 wird eine komplett neue Gerätelinie verfügbar sein.
Das neue Ultraschall-Prüfgerät EC...
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Im Jahr 2013 wird eine komplett neue Gerätelinie verfügbar sein.
Das neue Ultraschall-Prüfgerät ECHOGRAPH 1095 ersetzt den erfolgreichen digitalen ECHOGRAPH 1090. Als bewährte Eigenschaften bleiben: robuste Folientastatur und eine Hardwarelösung zur schnellen Signalverarbeitung (kein eingebauter Industrie-PC).
Wichtige Verbesserungen sind das hochauflösende Display, eine sehr hohe Impulsfolgefrequenz (bis zu 5 kHz) und ein eingebauter Tiefenausgleich (40 dB Stellbereich). Eine SD-Karte dient als Speicher für A-Bilder, Prüfkopf- und Prüfdaten. Nach dem Anschluss des Gerätes per USB an den PC können die Daten einfach über den Explorer ausgelesen werden. Optional können auch über ein PC-Programm Messdaten und Prüfköpfe verwaltet werden. Ein Rechtecksender zur Prüfung von schlecht schallbaren Materialien ist ebenfalls vorgesehen.
Die Markteinführung des neuen A-Bild-Wanddickenmessers ECHOMETER 1077 wird zum Jahresende 2012 erfolgen. Das A-Bild wird in Farbe auf dem hochauflösenden Bildschirm des Gerätes dargestellt. Neben einer Blende lassen sich Prüfbereich, Verstärkung und Tiefenausgleich einstellen.
Um auch Prüfpersonal ohne Ultraschallausbildung die Bedienung des Gerätes möglich zu machen wurde eine Anwenderführung integriert, die viele Entscheidungen transparent über eingeblendete Texte erleichtert. Eine Plausibilitätsprüfung überwacht die Ankopplung und ob Mehrfachechos auch "zum rechten Zeitpunkt" eintreffen.
Es können alle Prüfkopftypen angeschlossen werden: Einschwingerprüfköpfe, SE-Prüfköpfe und Prüfköpfe mit Vorlauf (Delayline). Die höchste Präzision wird mit Delayline-Prüfköpfen erreicht, da kein Umwegfehler wie bei SE-Prüfköpfen auftritt. Das Gerät misst automatisch den Frequenzbereich und die Vorlaufstrecke des angeschlossenen Prüfkopfs aus und gibt den verfügbaren Messbereich an. Eine hohe Auflösung im Zeitbereich und die Erfassung der Nulldurchgänge des Signals liefern präzise Ergebnisse. Durch die hohe Messrate von 100 Hz kann der Prüfkopf ohne Probleme auch schneller verfahren werden.
Die Verstärkung kann manuell oder automatisch geregelt werden. Bei automatischer Regelung ACG (automated gain correction) wird die Signalhöhe so angepasst, dass der Bildschirmbereich so gut wie möglich ausgenutzt wird (ca. 95% BSH). Mit Hilfe der Auto-TCG-Funktion (time corrected gain) werden die Echos einer Echofolge einzeln ausgeregelt.
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P20
17:20
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Anwenderorientiertes Ultraschallprüfgerät vereinfacht die Materialprüfung
H. Korngiebel, SONOTEC, Halle (Saale)
Kurzfassung:
Die Erfahrungen langjähriger Materialprüfer haben die Entwicklung des neuen SONOSCREEN ST 10 bei SO...
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Die Erfahrungen langjähriger Materialprüfer haben die Entwicklung des neuen SONOSCREEN ST 10 bei SONOTEC maßgeblich mitbestimmt. Konzipiert unter ergonomischen und streng funktionalen Aspekten stehen die Beschleunigung des Prüfungsvorganges, der Ausschluss möglicher Fehlerquellen sowie die übersichtliche Darstellung der Ergebnisse im Vordergrund.
Die intuitive Bedienoberfläche des Gerätes vereinfacht dank logischer Abfolge der anzupassenden Parameter im Menü die Einstellung des Gerätes. Die Darstellung aller Menüpunkte in Volltext verringert das Risiko von Fehleinstellungen. Dazu trägt auch die übersichtliche Darstellung aller Prüfkopfparameter bei.
Auf dem großformatigen Grafikdisplay kann der Prüfer alle für ihn relevanten Messwerte, die Geräteeinstellungen und die Ultraschallsignale auf einen Blick erkennen. Die graphische Auflösung und die hohe Abbildungsqualität auch bei direkter Sonneneinstrahlung sind für Ultraschallprüfgeräte konkurrenzlos.
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P21
17:25
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Verbesserte luftgekoppelte Ultraschallprüfköpfe
A. Mück, SONOTEC, Halle (Saale)
M. Kiel, R. Steinhausen, Forschungszentrum Ultraschall, Halle (Saale)
W. Hillger, Hillger NDT, Braunschweig
K. Hahn, N. Moritz, C. Probst, SONOTEC, Halle (Saale)
Kurzfassung:
Seit über 20 Jahren werden Lösungen für die zerstörungsfreie Ultraschallprüfung mit luftgekoppelten...
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Seit über 20 Jahren werden Lösungen für die zerstörungsfreie Ultraschallprüfung mit luftgekoppelten Schallwandlern entwickelt. Im Gegensatz zu konventionellen Systemen kommen diese ohne ein flüssiges Koppelmedium aus. Vorteile sind unter anderem eine einfachere Anlagentechnik sowie die Anwendbarkeit bei Prüfobjekten, die nicht mit Wasser in Kontakt kommen dürfen.
Das Hauptproblem der Einkopplung von Ultraschall über die Luftstrecke ist der große Unterschied in der akustischen Impedanz zwischen Luft und Festkörpern. Dieser führt zu einem geringen Wirkungsgrad der Schallübertragung. Um trotzdem nutzbare Prüfergebnisse zu erzielen, arbeiten entsprechende Anlagen in der Regel im Durchschallungsverfahren.
Die verwendeten Ultraschall-Prüfköpfe sind für diese Anwendungen konstruiert. Dabei müssen oft gegensätzliche Forderungen erfüllt werden. So weisen schmalbandige Prüfköpfe einen hohen Wirkungsgrad und damit eine hohe Empfindlichkeit auf, das lange Nachschwingen begrenzt jedoch die maximal mögliche Impulsfolgefrequenz.
Im Posterbeitrag werden neue luftgekoppelte Ultraschall-Prüfköpfe vorgestellt, welche sich durch verbesserte Eigenschaften auszeichnen. Neben der Optimierung der akustischen Parameter wurde bei der Entwicklung von Anfang an Wert auf eine reproduzierbare Herstellung und stabile Funktion gelegt. Damit sind die Prüfköpfe für den industriellen Einsatz bestens geeignet.
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P22
17:30
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Innovative Bausteintechnologie für ein flexibles Ultraschall-Prüfsystem (FUPS)
R. Ploigt, E. Dohse, T. Erthner, G. Schenk, BAM, Berlin
Kurzfassung:
Der technische Fortschritt in der Fertigungstechnologie und die weiterschreitende Miniaturisierung ...
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Der technische Fortschritt in der Fertigungstechnologie und die weiterschreitende Miniaturisierung elektronischer Bauteile ermöglicht die Herstellung immer höher integrierter und komplexer Prüfsysteme, auch für den Bereich der zerstörungsfreien Prüfung mit Ultraschall. Besonders technische Neuerungen wie hochintegrierte Analog-Digital-Umsetzer (ADU), die acht parallele Kanäle aufweisen und über eine 400 MHz HighSpeed-Anbindung an FPGAs (Field Programmable Gate Array) verfügen, lassen die Integration einer großen Anzahl von Kanälen auf einer Platine zu. Dies führt, neben einer signifikanten Verkleinerung der mechanischen Abmessungen, auch zur Reduzierung der Fertigungskosten sowie, durch den Wegfall der sonst üblichen Bus-Backplane, zu einer geringeren Störanfälligkeit. Die Skalierbarkeit eines solchen Systems eröffnet eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen, vom Handbetrieb bis zu automatisierten Prüfanlagen. Die hohe Datenrate und die leistungsfähigen Analog-Frontendstufen lassen den Einsatz für Hochgeschwindigkeitsprüfungen zu.
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P43
17:35
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3D-Schallfeldsimulation in Echtzeit am Beispiel von Prüfköpfen für die hochauflösende Ultraschallprüfung
D. Dobrovolskij, Fraunhofer ITWM, Kaiserslautern
M. Spies, Baker Hughes - Process & Pipeline Services PII Pipetronix , Stutensee
H. Rieder, Fraunhofer IZFP, Saarbrücken
A. Dillhöfer, Stutensee
Kurzfassung:
Bei der Inspektion komplex geformter Bauteile wie beispielsweise Triebwerkskomponenten müssen versc...
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Bei der Inspektion komplex geformter Bauteile wie beispielsweise Triebwerkskomponenten müssen verschiedene Aspekte beachtet werden. So führt der Einfluss der gekrümmten Bauteiloberflächen auf die Ultraschallanregung zu fokussierten oder zu divergenten Prüfkopfschallfeldern im zu prüfenden Objekt. Die Verhältnisse werden noch komplexer, wenn sphärisch oder zylindrisch fokussierende Prüfköpfe eingesetzt werden. Daher ist es ratsam, die entstehenden Schallfelder zu simulieren und in drei Dimensionen zu betrachten. Im Hinblick auf die Fehlerprüfung ist es darüber hinaus oftmals gar nicht notwendig, die Prüfsituation vollständig zu simulieren, da die Hauptmerkmale der Ultraschallprüfung selbst an komplexen Bauteilen bereits aus den 3D-Schallfeldern ersichtlich sind. In diesem Beitrag stellen wir Ergebnisse vor, die mit einem Simulationsverfahren auf der Basis der Überlagerung Gaußscher Strahlen (Gaussian Beam Superposition 'GBS') erzielt wurden. Die Methode zeichnet sich durch geringe Rechenzeiten aus und erlaubt daher eine schnelle Evaluierung komplexer Prüfsituationen. In unserem Ansatz verwenden wir eine geringe Anzahl Gaußscher Strahlen, sodass die Prüfkopfschallfelder dreidimensional in Echtzeit berechnet werden können. Charakteristische Parameter für die GBS-Methode werden dazu aus den lateralen Schallfeldprofilen in der Nahfeldlänge bzw. dem Fokuspunkt des jeweiligen Prüfkopfes individuell ermittelt. Diese Referenzprofile können anhand von Experimenten oder durch exakte Simulationsmethoden wie der von uns eingesetzten Generalisierten Punktquellensynthese (GPSS) bestimmt werden. Der Einsatz der GBS-Methode in Kombination mit einer eigenständigen graphischen Visualisierungssoftware - in unserem Fall MeVisLab - zur Darstellung der Schallfelder in drei Dimensionen stellt eine Option dar. Derzeit arbeiten wir an einem alternativen Ansatz, bei dem der GBS-Code und ein geeignetes Visualisierungstool in einer graphischen Benutzeroberfläche vereint sind. Entsprechende Ergebnisse stellen wir am Beispiel der hochauflösenden Ultraschallprüfung an Treibwerkskomponenten vor.
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P44
17:40
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Automatisierte Ultraschalltauchtechnikprüfung an Fusionsreaktorkomponenten: Durchführung und Auswertung mit höherer Genauigkeit
T. Martin, J. Aktaa, W.W. Basuki, S. Knaak, J. Rey, A. von der Weth, KIT, Eggenstein-Leopoldshafen
Kurzfassung:
Zukünftige Fusionskraftwerke werden in Konkurrenz zu anderen Energietechnologien stehen. Der Test B...
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Zukünftige Fusionskraftwerke werden in Konkurrenz zu anderen Energietechnologien stehen. Der Test Blanket Modul (TBM) wird in diesem Zusammenhang eine entscheidende Rolle spielen, da seine thermische Effizienz und Leistungsdichte die Gesamtleistung des Reaktors und somit seine Wirtschaftlichkeit direkt beeinflussen. Das Blanket muss drei Funktionen erfüllen: Umwandlung der Neutronenenergie aus der Fusionsreaktion in nutzbare Wärme, Erbrüten des Brennstoffs Tritium durch das Einfangen von Neutronen in Lithium sowie die Abschirmung der supraleitenden Magnete gegen Neutronen- und Gammastrahlung. Die erste Wand (First Wall) von Blanket wird direkt mit Fusion-Plasma kontaktieren und wird mit etwa 0,5 MW/m² von der Plasmawärme ausgesetzt. Als Strukturmaterial für Blanket- Komponenten wurde der ferritisch-martensitische Stahl EUROFER (Hauptbestandteile 89% Eisen, 9% Chrom und 1,1% Wolfram) entwickelt. Dieses Material gehört zu den so genannten niedrigaktivierenden ferritisch-martensitischen Stählen (RAFM). Ein Blanketmodul besteht aus einer Vielzahl diffusionsgeschweißter Kühlplatten, die miteinander durch verschiedene Schweißnähte verbunden werden. Die Schweißverbindungen wurden mittels Ultraschalltauchtechnik als Zerstörungsfreie Prüfung untersucht. NDT-Prüfungen wurden an einer automatisierten modernen Ultraschalltauchtechnik-Anlage KC 200 der Firma GE Inspection Technologies durchgeführt. Um die Unregelmäßigkeiten genau zu ermitteln und charakterisieren, als auch den Verbindungsprozess zu optimieren wurden die Ultraschallergebnisse mit der Hilfe der 3D-Software Visualisierung mit höher Genauigkeit vorgestellt.
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P48
17:45
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Laservibrometrische Vermessung von Phased Array-Prüfköpfen zur Charakterisierung und Schadensbewertung
A. Gommlich, Institute of Radiooncology, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Dresden
F. Schubert, Fraunhofer IKTS, Dresden
Kurzfassung:
Ultraschallwandler, die nach dem Phased Array-Prinzip arbeiten, bestehen aus mehreren Einzelelement...
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Ultraschallwandler, die nach dem Phased Array-Prinzip arbeiten, bestehen aus mehreren Einzelelementen. Diese Einzelschwinger lassen sich phasenversetzt ansteuern. Nach dem Huygens‘schen Prinzip werden dadurch Schallbündel geschwenkt und fokussiert. Diese Arbeitsweise ermöglicht einen flexiblen Einsatz im Bereich der zerstörungsfreien Materialprüfung.
Im Unterschied zu Ultraschallwandlern, die nur aus einem einzelnen Schwinger bestehen, führt der Teil- oder Totalausfall eines Array-Elements oder eine andere örtlich begrenzte Beschädigung des Phased Arrays nicht zwangsläufig zum Totalausfall des Prüfkopfes. Je nach Arbeitsweise des Ultraschallwandlers und dem Grad der Beschädigung kann die gewünschte Ausprägung des Schallbündels dann nicht oder nur unzureichend umgesetzt werden. Die Einschränkung des Arbeitsbereiches, die Reduzierung der Auflösung und somit unzureichende Messergebnisse sind die Folge.
Eine bekannte Methode zur Charakterisierung von Phased Array-Prüfköpfen ist die Vermessung mittels elektromagnetischer Sonde an einem definierten Testkörper. Dafür muss der Prüfkopf an diesen Testkörper akustisch angekoppelt werden. Das Resultat liefert eine indirekte und nur recht grobe Aussage zur Funktion des angeregten Array-Elements in einem gewissen Abstand vom Prüfkopf.
Bei der scannenden Laservibrometrie handelt es sich um eine berührungslose Messmethode. Die schallaussendende Fläche des Prüfkopfes kann dabei direkt und hochaufgelöst mit dem Vibrometer abgetastet werden. Das lokale Schwingungsverhalten der Einzelelemente, welches durch Beschädigung oder Alterung beeinträchtigt sein kann, wird detailliert erfasst und im Zeit- und Frequenzbereich analysiert. Die bildbasierte Analyse der Vermessung ermöglicht darüber hinaus Aussagen zur Lage, Ausdehnung und Art einer Schädigung. Somit können mit dieser Methode ortsgenaue Bewertungen von Phased Array-Prüfköpfen gemacht und Aussagen bezüglich der Zuverlässigkeit von Messungen getroffen werden. Weiterhin lassen sich mit dem vorgestellten Ansatz Daten zur Korrektur und Optimierung von Focal Laws für individuelle Phased Array-Prüfköpfe gewinnen.
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P52
17:50
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Ein Vergleich verschiedener Ultraschallverfahren für die Prüfung reparaturgeschweißter CuNiAl-Bronzen
A. Dillhöfer, Stutensee
M. Spies, Baker Hughes - Process & Pipeline Services PII Pipetronix , Stutensee
H. Rieder, Fraunhofer IZFP, Saarbrücken
Kurzfassung:
Schwer prüfbare Werkstoffe wie zum Beispiel CuNiAl-Bronzen sind gekennzeichnet durch eine grobe Kor...
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Schwer prüfbare Werkstoffe wie zum Beispiel CuNiAl-Bronzen sind gekennzeichnet durch eine grobe Kornstruktur und haben dadurch für die Ultraschallprüfung ein stark schallschwächendes Verhalten. Diese Eigenschaften erschweren die Detektion von Fehlstellen und deren anschließender Bewertung nach Ort, Form, Größe und Orientierung. Ein Einsatzgebiet dieser Bronzen sind Antriebskomponenten von Schiffen wie zum Beispiel Schiffspropeller. Durch die Größe dieser Bauteile und den damit verbunden Kosten bei einer Neuherstellung werden Reparaturen, auch in kritischen Bereichen, durchgeführt. Nach der Schweißung entstehen verschiedenartige Gefügestrukturen innerhalb der zu prüfenden Zone und deren Randbereiche, welche die Auswertung unter Umständen weiter erschweren. Dieser Beitrag vergleicht die Leistungsfähigkeit verschiedener Ultraschallverfahren zur Inspektion von Schweißnähten in gegossenen CuNiAl-Bronzen. Wir werden Ergebnisse präsentieren, die durch konventionellen Ultraschall mit anschließender SAFT Rekonstruktion, elektromagnetisch angeregter Ultraschall (EMUS) und SAFT Rekonstruktion sowie Phased-Array mit Matrix Sensoren gewonnen wurden. Betrachtet werden die unterschiedlichen Möglichkeiten, die sich durch die Verfahren bezüglich ihrer Einsatzbereiche ergeben. Diese ergeben sich unter anderem durch unterschiedliche Flankenvorbereitungen sowie den zu erwartenden Fehlertypen und deren Orientierungen. Die Ergebnisse dieses Beitrags wurden durch die Verwendung von Testkörpern mit künstlichen und natürlichen Reflektoren und realen Bauteilen erzielt.
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P58
17:55
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Parallelmessung von Wanddicke und Außendurchmesser sowie Berechnung von geometrischen Rohrquerschnittswerten mit einer ROWA USIP|xx Phased Array Ultraschall-Prüfanlage
D. Koers, R. Prause, T. Weise, T. Würschig, Baker Hughes Digital Solutions, Hürth
Kurzfassung:
Bei der Prüfung der Wanddicke und dem Auffinden von Dopplungen und Innenwandverformungen hat sich d...
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Bei der Prüfung der Wanddicke und dem Auffinden von Dopplungen und Innenwandverformungen hat sich der Einsatz von Ultraschall-Prüfanlagen mit einem rotierenden Wassermantel (ROWA) als sehr zuverlässig bewährt. Großer Vorteil der auf dem Anwendungsgebiet etablierten und weit verbreiteten Anlagen ist die Tatsache, dass keine bewegten mechanischen Komponenten benötigt werden. Neben dem damit verbundenen geringen Wartungsaufwand wird daher auch ein sehr kompaktes Design ermöglicht.
Die Weiterentwicklung der bestehenden ROWA-Prüftechnologie basiert auf der neuen USIP|xx Elektronik und ermöglicht eine wesentliche Verbesserung vorhandener Leistungsparameter (beispielsweise der Durchsatzgeschwindigkeit) und zusätzlich die Bestimmung geometrischer Rohrquerschnittsgrößen.
Als zentrale Verbesserung der neu integrierten Elektronik ist der parallele Betrieb aller einzelnen Phased-Array-Prüfkopfelemente hervorzuheben. Nach der Akquirierung (Digitalisierung des gesamten Auswertebereiches) werden in n Subcycles verschiedene Messungen bzw. Prüfungen durchgeführt.
Dieses sind im Wesentlichen die Laufzeitmessung von Wasservorlaufstrecke und Wanddicke mit der Berechnung von Außen- und Innendurchmesser (DA/DI), Exzentrizität (EX), Ovalität (OV).
Zusätzlich erfolgt eine Prüfung auf Dopplungen (DPL) und Innenwandverformungen (IWV).
Durch den beschriebenen Arbeitszyklus erhöht sich die Impulsfolgefrequenz der virtuellen Prüfköpfe. Die Folgen sind ein kleiner radialer Impulsabstand und eine kleine axiale Spurbreite bei gleichzeitig erhöhter Prüfgeschwindigkeit von 2m/sek und mehr.
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P65
18:00
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Entwicklung einer Ultraschall-Prüftechnik zur Rohrleitungsprüfung mit geführten Wellen
J. Prager, J. Kitze, BAM, Berlin
N. Block, M. Drozdowicz, Block Materialprüfung, Berlin
Kurzfassung:
Der Einsatz geführter Wellen für die zerstörungsfreie Prüfung mit Ultraschall eröffnet neue Möglich...
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Der Einsatz geführter Wellen für die zerstörungsfreie Prüfung mit Ultraschall eröffnet neue Möglichkeiten, räumlich ausgedehnte Bauteile mit begrenzter Zugänglichkeit auf ihre Integrität zu prüfen. Im Gegensatz zu den konventionellen Ultraschallprüftechniken werden jedoch spezielle Anforderungen an die Prüfhardware und die Signalverarbeitung gestellt. Im vorliegenden Beitrag wird ein Prüfsystem vorgestellt, das diesen Anforderungen gerecht wird und auf den Einsatz für die Strukturüberwachung (SHM) von Rohrleitungen optimiert ist. Dabei wird sowohl auf die Sende- und Empfangshardware als auch auf die eingesetzten Ultraschallwandler und den mechanischen Aufbau eingegangen. Schwerpunkt dabei ist die schmalbandige Anregung bestimmter Wellenmoden durch Verwendung angepasster Burst-Signale. An einfachen Testkörpern wird die Funktionsweise des Systems demonstriert.
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