Bei der Schweißnahtprüfung von Rohren mit Materialdicken unter acht Millimetern stößt die Aussagekraft der Ultraschallprüfung an ihre Grenzen. Seit dem vergangenen Jahr testet daher der imq-Ingenieurbetrieb, Crimmitschau, ein alternatives Prüfverfahren. Dieses benötigt weniger Durchstrahlungen und bringt bessere Ergebnisse. 

Alternatives Prüfverfahren für Schweißnahtprüfung 

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Ultraschallprüfgeräte

Bessere Ergebnisse  in kürzerer Zeit 

Bei der Auslegung von Ultraschallprüfköpfen sind komplexe Einflussfaktoren zu beachten 

Brechungsgesetz - nur Schall und Brauch? 

Carsten Köhler | Göran Vogt

Trockene Ultraschallprüfung für hohe Taktraten 

Tauchen ohne Wasser 

Die beim Zerspanen von dünnwandigen Ringen durch die Spannkräfte auftretenden Abweichungen von der Sollgeometrie führen in den weiteren Bearbeitungsschritten zu erhöhten Kosten. Ein von Experten der Uni Bremen entwickeltes Ultraschall-Messverfahren ermöglicht es, die in den Ring eingebrachten Wandstärkenvariationen nach jedem Zerspanschritt zu ermitteln. So lässt sich das Zerspanverhalten besser untersuchen, zudem können die Messwerte zur Ansteuerung eines Werkzeugs zum Unrunddrehen verwendet werden. 

In-Situ-Messung von dünnwandigen Ringen beim Zerspanen 

Messtechnik

Inline-Messtechnik

Erfassen des Echos 

Robert Schmitt 1 | Sebastian Pollmanns 1 1 Aachen

Konzept für die fertigungsintegrierte Ultraschalltechnik 

Aufspüren kleinster Fehlstellen 

Vogt, Burgwedel, hat das PC-gestützte ProlineUSB-Ultraschallgerät auf den Markt gebracht. Es verfügt über ein kompaktes und spritzwassergeschütztes Gehäuse. Daher soll es sich sowohl für den Einsatz in der rauen Industrieumgebung als auch in der Produktionslinie eignen. Das Gerät ist von der 2-Kanal- bis zur 8-Kanal-Variante erhältlich und mit einer offenen Schnittstelle ausgestattet. Die Prüfung von Schweißnähten auf Risse und Volumenfehler sowie von Löt- und Beschichtungsverbindungen auf die Haftungsqualität ist möglich. Ebenso erlaubt das Gerät die Wanddickenmessung und die Prüfung von Wellen, Stäben, Rohren, Blechen und Kunststoffen. 

Schweißnahtprüfung 

ProlineUSB-Ultraschallgerät  

Für die Dickenmessung hat Proceq, Schwerzenbach, Schweiz, das Ultraschallmessgerät Zonotip entwickelt. Es misst eisenhaltige und nicht eisenhaltige Metalle in einem Bereich von 0,8 bis 300  mm. Aber auch bei Polymeren, Glas, Eis und anderen Materialien, die eine geringe Ultraschalldämpfung aufweisen, sollen sich Dickenmessungen vornehmen lassen. Dem Anwender stehen bei diesem Modell zwei unterschiedliche Sonden zur Verfügung: der 4,0-MHz-Standard-Sender-Empfänger-Schallkopf und der kompakte 2,5-MHz-Schallkopf mit einem Element. 

Beim Material nicht wählerisch 

Zonotip Dickenmessgerät 

Mit der zerstörungsfreien Ultraschall-Werkstoffprüfung ist bisher kaum eine qualifizierte Bewertung der realen Fehlergrößen möglich. Mit der am Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP entwickelten Sampling-Phased-Array-Technologie soll sich das jetzt verbessern. Die Methodik zeichnet sich durch höhere Prüfgeschwindigkeiten und optimierte Aussagekraft aus. 

Bildgebende Ultraschalltechnik für verbesserte Prüfung 

Das Königsverfahren 

Zwei Ultraschallprüfanlagen zur Prüfung von längsnahtgeschweißten Rohren wurden von Karl Deutsch, Wuppertal, in einem chinesischen Rohrwerk installiert. 

Prüfportal für geschweißte Rohre 

Echographen SNHF Ultraschallprüfanlagen 

Mit der manuellen Prüfung von Eisenbahnrädern ist ein hoher mechanischer Aufwand verbunden. Reduzieren lässt er sich durch eine automatische Radprüfanlage mit Ultraschallmethode. Auch innenliegende Materialfehler werden damit erkannt. 

Automatische Ultraschallprüfanlage für Eisenbahnräder
Kalibrierservice. 

Inspektion unter Wasser
Werkzeuggenauigkeit auf Lebenszeit 

Karl Deutsch,  Wuppertal, bietet das­A-Bild-Echometer 1077 Data zur zerstörungsfreien Wanddickenmessung an. Mit dem System können laut Hersteller die Forderungen nach hochpräzisen Messwerten mit Genauigkeiten im Bereich von bis zu 0,01  mm erfüllt werden. Diese sind zum Beispiel bei der Präzisionsrohrfertigung oder im Karosseriebau gegeben. Um dies zu erreichen, sollen Rückwand-zu-Rückwand-Messung, Nullpunkttriggerung und Einschwinger-Senkrechtprüfköpfe mit und ohne Vorlaufstrecke zum Einsatz kommen. Beim Einschalten oder Prüfkopfwechsel werden die Daten des Prüfkopfs einschließlich Frequenzspektrum erfasst und daraufhin die Geräteparameter automatisch eingestellt. Die Messung der Wanddicke erfolgt meist zwischen den Rückwandechos und soll  so auch eine präzise Messung durch Beschichtungen hindurch ermöglichen. Zusätzlich verfügt das Echometer über ein hochauflösendes A-Bild, sodass nach Unternehmensangaben  in schwierigen Messsituationen das Echosignal kontrolliert werden kann. Die automatische wegabhängige Verstärkungskorrektur ist eine weitere Besonderheit des Messgeräts. Im Messmodus Wanddicke Min sollen durch die Messrate von bis zu 100  Hz alle Messwerte richtig erfasst werden. Messwertreihen und Gerätekonfiguration lassen sich in Dateien speichern und an den Rechner übertragen. Für die Statistik stehen Min/Max-Wert, Mittelwert und Standardabweichung zur Verfügung. 

Echo misst Wanddicke 

A-Bild-Echometer 1077 Data 

Vogt Ultrasonics, Burgwedel, vertreibt das Handprüfgerät Topaz von Zetec, Snoqualimie/USA. Die Touchscreen-Bedienoberfläche des vollausgestatteten Hochleistungs-Phased-Array-Ultraschallgeräts lässt sich laut Unternehmensangaben auch mit Handschuhen bedienen. Das robuste Magnesium-Gehäuse ist 33  Prozent leichter als ein Aluminium-Gehäuse und ist durch seine geschlossene Konstruktion gemäß Schutzart IP66 sicher gegen Fremdluft, Staub, Feuchtigkeit und Schmutz geschützt. Laut Hersteller ist das Gerät vor allem für anpsruchsvolle Anwendungen geeignet, bei denen große Datenmengen erfasst und ausgewertet werden müssen. Anwendung findet das Gerät in den Industriezweigen Automo­tive, Luft- und Raumfahrtsowie Schiffbau. 

Für den rauen Alltag 

Handprüfgerät Topaz 

Omniscan SX heißt das Phased-Array-Prüfgerät aus der Reihe Omniscan von Olympus, Hamburg. Es verfügt über einen 8,4 Zoll großen Touchscreen-Monitor. Im Vollbildschirmmodus des Touchscreens werden die Ansichten groß und deutlich angezeigt, zudem werden viele Menüfunktionen auf dem Monitor dargestellt, dieeinen schnellen Zugriff auf die Funktionenermöglichen. Durch die intuitive Benutzeroberfläche sind Menüauswahl, Zoomen, Blendeneinstellung, Cursorbewegung, Text- und Messwerteingabe leicht möglich, erklärt das Unternehmen. Im Vergleich zu seinem Vorgänger ist das Gerät 33  % leichter und 50  % kleiner. Dem Prüfer stehen zwei Modelle zur Verfügung: das SX PA für Phased-Array und das SX UT für Ultraschall. Beide Prüfgeräte verfügen über einen Kanal für konventionellen Ultraschall für die Prüfung mit Impuls-Echo, Sender-Empfänger oder Laufzeitbeugung (TOFD). 

Phased-Array-Prüfgerät. 

Kleiner, leichter und multifunktional 

Die Prüfung von Schweißnähten an Bauelementen wie Pile, Tripod, Tripile, Jackets und Türmen für Windkraftanlagen soll sich mit dem Phased-Array-Ultraschallprüfgerät Topaz von Vogt, Burgwedel, zeitsparender durchführen lassen. Mithilfe dieser Technologie können nach Angaben des Herstellers Längs- und Rundschweißnähte bis zu 15-mal schneller geprüft werden als mit konventioneller Ultraschall-Prüfung. Hinzu kommt eine gesteigerte Prüf- und Auswertequalität bei hoher Betriebssicherheit des Prüfsystems, so das Unternehmen weiter. 

Ultraschallprüfgerät. 

Prüfung von Schweißnähten 

Zur zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) von Halbzeugen hat Dr. Foerster, Reutlingen, das Circoson WT entwickelt. Das Ultraschall-Prüfsystem bietet die Möglichkeit der trockenen Multiprüfung, da es ganz ohne Koppelmedium wie Wasser auskommt. Im Gegensatz zu elek-tromagnetischen Verfahren, bei denen das Wasser immer zu Problemen wie Korrosion und Teileverschmutzung führt, soll dieses System den Vorteil bieten, dass weder Korrosion noch Verschmutzung auftreten kann. Somit sollen aufwendige Wartungsmaßnahmen und damit verbundene längere Standzeiten vermieden werden. Darüber hinaus entfällt die Trocknung der Prüflinge, die im Rohrinneren problematisch ist. Neben der Detektion von Längs- und Querfehlern können auch Wanddickenmessungen an Rohren durchgeführt werden. Die Anlage soll sich auch in einen komplett trockenen Multiprüfblock für Rohre mit Durchmessern bis 17" integrieren lassen, der Wanddickenmessung sowie Außen- und Innenfehlerprüfung in einem umfasst. Mit dem Gerät möchte die Firma eine Lücke im Produktsortiment schließen. 

Ultraschall-Prüfsystem. 

Multiprüflinie für Halbzeuge 

Zerstörungsfreie Prüfung mit Ultraschall-Gruppenstrahlern 

Bei Abstand-, Verstärkung- und Ersatzreflektorgröße (AVG)-Bewertungen können Abweichungen auftreten, die zu einer Überbewertung der Fehlergröße führen. Das lässt sich mit einer von GE Measurement  &  Control, Hürth, entwickelten Technologie vermeiden. Diese kombiniert die AVG-Bewertung mit der Gruppenstrahlertechnologie und bietet damit eine genauere Fehlergrößenbestimmung. 

industrielle Prüftechnologie zur zerstörungsfreien Prüfung

Waygate Technologies Baker Hughes Digital Solutions GmbH 

https://www.waygate-tech.com

QZ_2014_09_Fehlergroessen--genauer-bestimmen.pdf

Ausgabenartikel

739363 andrea_QZ_9_2014_GE

ausgabe 10/2023

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