TY - CONF A1 - Höhne, Christian A1 - Boehm, Rainer A1 - Prager, Jens T1 - Anwendung multidimensionaler analytischer Signale mit Single-Orthant-Spektren zur Aufbereitung von SAFT-Daten in der Ultraschallprüfung N2 - Die Rekonstruktion von Materialfehlern aus gemessenen HF-Bildern mit Hilfe der Synthetic Aperture Focussing Technique (SAFT) ist ein bildgebendes Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Die Auswertbarkeit der gewonnenen Ergebnisse wird dabei maßgeblich durch die Darstellung der mittels SAFT-Rekonstruktion zusammengestellten Daten bestimmt, welche zunächst nur in Form positiver und negativer Amplitudenwerte vorliegen. Die Aufbereitung dieser Daten erfolgt durch Bildung der Einhüllenden der Amplituden aus dem zugehörigen analytischen Signal. Die Erweiterung dieses, nur im eindimensionalen Fall eindeutig definierten, Konzepts auf zweidimensionale Signalverläufe erfolgt dabei in Form einer Mittelung über die Betragsquadrate aller möglichen mit Single-Orthant-Spektren (SO-Spektren) zu bildenden analytischen Signale. Es wird gezeigt dass dies der Verwendung einer Approximation als separables Signal entspricht und für den zweidimensionalen Fall eine Möglichkeit vorgeschlagen Signale anhand ihrer partiellen und totalen Hilberttransformationen auf Separabilität und damit Anwendbarkeit dieser Näherung zu testen. Die Ergebnisse der so durchgeführten Bildverbesserung werden am Beispiel einer zweidimensionalen SAFT-Rekonstruktion an verschiedenen Reflektorarten dargestellt. T2 - DAGA 2012 - 38. Jahrestagung für Akustik - Fortschritte der Akustik CY - Darmstadt, Deutschland DA - 2012-03-19 PY - 2012 VL - II SP - 957 EP - 958 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. AN - OPUS4-25977 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Höhne, Christian T1 - Anwendung multidimensionaler analytischer Signale mit Single-Orthant-Spektren zur Aufbereitung von SAFT-Daten in der Ultraschallprüfung T2 - DAGA 2012 - 38. Jahrestagung für Akustik CY - Darmstadt, Germany DA - 2012-03-19 PY - 2012 AN - OPUS4-26216 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Höhne, Christian T1 - Detektion der Einhüllenden in SAFT-Daten durch Anwendung multidimensionaler analytischer Signale mit single-orthant-Spektren T2 - DACH - Jahrestagung 2012 CY - Graz, Austria DA - 2012-09-17 PY - 2012 AN - OPUS4-26762 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Höhne, Christian T1 - Imaging of Transverse Cracks in Austenitic Welds with RT-SAFT T2 - 40th Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation CY - Baltimore, MD, USA DA - 2013-07-21 PY - 2013 AN - OPUS4-30733 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kolkoori, Sanjeevareddy A1 - Shokouhi, Parisa A1 - Höhne, Christian A1 - Rahman, Mehbub-Ur A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Prager, Jens T1 - A comparative study of ray tracing and CIVA simulation for ultrasonic examination of anisotropic inhomogeneous austenitic welds N2 - Ultrasonic examination of anisotropic inhomogeneous austenitic welds is challenging, because of the columnar grain structure of the weld leads to beam skewing and splitting. Modeling tools play an important role in understanding the ultrasound field propagation and optimization of experimental parameters during the ultrasonic testing of austenitic welds as well as the interpretation of the test results. In this contribution, an efficient theoretical model based on the ray tracing concepts is developed to calculate the ultrasonic fields in inhomogeneous austenitic welds quantitatively. The developed model determines the ultrasound fields by taking into account the directivity of the ray source, the inhomogenity of the weld as well as ray transmission coefficients. Directivity of the ray source in columnar grained austenitic materials (including layback orientation) is obtained in three dimensions based on Lamb's reciprocity theorem. Ray energy reflection and transmission coefficients at an interface between two general columnar grained austenitic materials are calculated in three dimensions. The ray tracing model predictions on inhomogeneous austenitic weld material are compared against those from CIVA, a commercial non-destructive modeling and simulation tool. The ultrasonic modeling tools in CIVA are based on semi-analytical solutions. For beam propagation simulation, a so-called 'pencil method' is used, which involves modeling the probe as a set of individual source points, each radiating 'a bundle' of diverging rays into the medium and integrating those elementary contributions. Inhomogenity in the weld region is approximated by mapping the grain orientations on weld macrograph. Simulation results for ultrasonic field profiles for an austenitic weld are shown to be in good agreement with the corresponding experimental results. T2 - 39th Annual review of progress in quantitative nondestructive evaluation CY - Denver, Colorado, USA DA - 15.07.2012 KW - Crystal microstructure KW - Ray tracing KW - Ultrasonic materials testing KW - Ultrasonic propagation KW - Ultrasonic reflection KW - Ultrasonic transmission KW - Welds PY - 2013 SN - 978-0-7354-1129-6 DO - https://doi.org/10.1063/1.4789158 SN - 0094-243X SN - 1551-7616 N1 - Serientitel: AIP conference proceedings – Series title: AIP conference proceedings VL - 1511 SP - 1043 EP - 1050 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-27736 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Prager, Jens A1 - Höhne, Christian A1 - Rahman, Mehbub-Ur T1 - Synthetic aperture focusing technique for detecting transverse cracks in austenitic and dissimilar welds N2 - The inspection of austenitic and dissimilar welds using ultrasound demands for sophisticated testing techniques. The application of reconstruction methods like the Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT) on the measurement results provides an appropriate approach for defect characterization and sizing. Nevertheless, the reconstruction algorithm has to consider the aniso-tropic wave propagation inside the inhomogeneous weld material. In recent years the detection of transverse cracks has become increasingly important for ensuring the structural integrity of pipes in the primary circuit of nuclear power plants or longitudinally welded, cladded pipes. However, relia-ble inspection techniques are hardly available. In this particular case, it is expected that the compar-atively long propagation path of the ultrasonic wave field inside the inhomogeneous weld material enhances the effect of anisotropy and influences the accuracy and the signal-to-noise-ratio of the reconstruction result. In this contribution we suggest an advanced ultrasonic testing technique for detecting and sizing of transversal cracks in austenitic and dissimilar welds. The method applies a SAFT reconstruction algorithm considering the anisotropy and the inhomogeneity. A V-arrangement of the transducers in pitch-catch technique is chosen to avoid a direct coupling on the weld face. The reconstruction algo-rithm is based on an extended 3-dimensional weld model and uses a ray-tracing approach for de-termining the wave propagation paths. Along with the reconstruction algorithm the transducer set-up and experimental results of different specimens with artificial transverse flaws are presented. The availability of the proposed method for crack sizing is assessed in comparison to conventional testing techniques. T2 - DAMAS 2013 - 10th International conference on damage assessment of structures CY - Dublin, Ireland DA - 08.07.2013 KW - Anisotropic Material KW - Damage Assessment KW - Synthetic Aperture Focusing Technique KW - SAFT KW - Ultrasonic Non-Destructive Evaluation PY - 2013 DO - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.569-570.1036 SN - 1013-9826 VL - 569-570 SP - 1036 EP - 1043 PB - Trans Tech Publ. CY - Aedermannsdorf AN - OPUS4-28864 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Höhne, Christian A1 - Kolkoori, Sanjeevareddy A1 - Rahman, Mehbub-Ur A1 - Boehm, Rainer A1 - Prager, Jens T1 - SAFT imaging of transverse cracks in austenitic and dissimilar welds N2 - Up to now there is no sufficient technique to detect transverse cracks in austenitic and dissimilar welds which recently are of increasing interest in the integrity surveillance of nuclear power plants as well as in quality control of longitudinally welded pipes. Weld inspection by interpretation of single A-scans will lead to erroneous results due to effects caused by anisotropy and in worst case might leave flaws undetected. Therefore, imaging techniques such as the synthetic aperture focusing technique (SAFT) should be used. If the SAFT algorithm is applied on data taken from austenitic welds, the inhomogeneous, anisotropic structure of these welds has to be taken into account in order to properly attribute amplitudes measured in A-scans to the corresponding coordinates in the region of interest. While this has been investigated in the past, all attempts so far were limited to the imaging of longitudinal cracks which requires a less complicated setup than the imaging of transverse cracks. In this paper we give an outline of our attempts to reconstruct images of transverse cracks in different welds. For this purpose a SAFT program based on ray tracing and a layered structure weld model derived from an empirical model of grain orientations in welds are used. The results of the image reconstruction on experimental data are shown and compared to images obtained by assuming an isotropic homogeneous model. Root reflection and crack tip echo are clearly visible which allows an estimation of size and position of the crack with good accuracy. KW - SAFT KW - Austenitic welds KW - Dissimilar welds KW - Transverse cracks KW - Ray tracing PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1007/s10921-012-0159-3 SN - 0195-9298 SN - 1573-4862 VL - 32 IS - 1 SP - 51 EP - 66 PB - Plenum Press CY - New York, NY AN - OPUS4-27754 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Höhne, Christian A1 - Boehm, Rainer A1 - Prager, Jens T1 - Detektion der Einhüllenden in SAFT-Daten durch Anwendung multidimensionaler analytischer Signale mit single-orthant-Spektren N2 - Die Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT) ist ein Verfahren zur Verarbeitung von HF-Bildern, die an unterschiedlichen Prüfkopfpositionen aufgenommen wurden. Es wird in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung genutzt, um eine Abbildung von Materialfehlern innerhalb des Gebietes zu erstellen, auf das die Rekonstruktion angewandt wird. Die nach Abschluss der SAFT-Rekonstruktion zusammengestellten Informationen über Reflektoren liegen zunächst nach wie vor in Form von HF-Daten vor. Die Interpretierbarkeit der SAFT-Bilder ist im Allgemeinen davon abhängig, wie diese Daten vor der endgültigen Darstellung aufbereitet werden. Die Bildung der Amplitudeneinhüllenden aus dem zugehörigen analytischen Signal stellt eine Möglichkeit einer solchen Aufbereitung nach Anwendung des SAFT-Algorithmus dar. Sie ist jedoch nur im eindimensionalen Fall eindeutig definiert. In diesem Beitrag wird das Konzept der analytischen Signale mit single-orthant-Spektren aufgegriffen, um eine Detektion der Einhüllenden an mehrdimensionalen HF-Daten durchzuführen. Dabei wird über die Betragsquadrate aller möglichen nach dieser Definition zu bildenden analytischen Signale gemittelt. Es wird gezeigt, dass die Anwendung des beschriebenen Verfahrens einem Separationsansatz entspricht. Außerdem wird eine Möglichkeit aufgezeigt die Gültigkeit dieses Ansatzes anhand der totalen und partiellen Hilberttransformationen des Signals im konkreten Fall zu überprüfen. Die Ergebnisse dieser Methode zur Verbesserung von SAFT Bildern werden unter Verwendung synthetischer und experimenteller Daten an rekonstruierten Abbildungen verschiedener Reflektorarten beispielhaft dargestellt. T2 - DACH-Jahrestagung 2012 CY - Graz, Austria DA - 17.09.2012 KW - Ultrasonic testing (UT) KW - Synthetic aperture focusing technique (SAFT) KW - Analytic signal PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-327039 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=14341 SN - 1435-4934 VL - 18 IS - 5 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-32703 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Prager, Jens A1 - Boehm, Rainer A1 - Höhne, Christian T1 - SAFT-Rekonstruktion für die Querfehlerprüfung in austenitischen Schweißnähten und Mischnähten N2 - Die Untersuchung austenitischer Schweißnähte ist eine Herausforde-rung für die zerstörungsfreie Prüfung mit Ultraschall, bei der die Anwendung her-kömmlicher Prüftechniken häufig keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefert. Die Ursache dafür ist das inhomogen-anisotrope Gefüge im Schweißnahtbereich, das zu einer Verzerrung des Schallfeldes und damit zu Schwierigkeiten bei der Auffindbarkeit und bei der Größenbestimmung von Fehlern führt. Eine neue Her-ausforderung ist die Detektion von Querfehlern in Rohrleitungen des Primärkreises von Kernkraftwerken, aber auch in längsnahtgeschweißten, plattierten Rohrleitun-gen, die zunehmend an Bedeutung gewinnt. Dabei können die Prüfköpfe auf Grund einer unbeschliffenen Decklage meist nicht direkt auf die Naht aufgesetzt werden. Vielmehr muss eine SE-Anordnung der Köpfe verwendet werden, bei der durch die längeren Schallwege der negative Einfluss des austenitischen Gefüges noch ver-stärkt wird. Im vorliegenden Beitrag wird eine RT-SAFT-Prüftechnik vorgeschlagen, mit der die Fehlerdetektion deutlich verbessert werden konnte. Dabei wurde die SAFT-Rekonstruktion mit einem Ray-Tracing-Ansatz zur Bestimmung der Schalllaufwege und -laufzeiten und mit einem Schweißnahtmodell kombiniert. Das Schweißnaht-modell repräsentiert die Kornorientierung und die elastischen Konstanten in einer diskretisierten Form und macht so die komplexe Nahtstruktur für die Berechnung zugänglich. Die Aufnahme der Messdaten erfolgt mit zwei Gruppenstrahlerprüfköpfen in V-Anordnung, die beidseitig der Schweißnaht geführt werden sind. Im Beitrag werden die Prüfanordnung und das Rekonstruktionsverfahren vor-gestellt und die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen an austenitischen Schweißnähten und Mischnähten mit künstlich eingebrachten Testfehlern präsen-tiert. Die Ergebnisse der direkten Fehlergrößen- und -lagebestimmung werden mit den Resultaten konventioneller Prüftechniken verglichen. T2 - Seminar des Fachausschusses Ultraschallprüfung CY - Berlin, Germany DA - 11.11.2013 KW - Ultraschallprüfung KW - SAFT KW - Austenitische Schweißnähte PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-295838 IS - Vortrag 15 SP - 1 EP - 9 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-29583 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Höhne, Christian A1 - Prager, Jens T1 - Simulation of ultrasound propagation in waveguides with non-constant thickness by a multimodal approach N2 - Guided waves are increasingly a subject of great interest in nondestructive testing. An example of research in this field is the development of a novel procedure for ultrasonic testing of wheelset-axles using guided waves, which requires to treat the wheelset-axle as a thick walled cylinder with varying thickness. In order to describe ultrasound propagation in a waveguide with non-constant thickness, a multimodal approach, which allows to avoid extensive mesh-based numerical calculations, seems to be promising. The method treats the modes of a corresponding waveguide with constant thickness as a base in which an arbitrary sound field can be expressed. Since the local sound field at any given position in the waveguide with varying thickness will be a combination of these base modes, the problem is reduced to solving the differential equation that governs the evolution of the coefficients in the mode spectrum along the waveguide. Once the description of the sound field along the waveguide is obtained, the time dependence is added by multiplication with a simple oscillating term. Simulations of pulse propagation through the waveguide can then be constructed by adding up a sufficient number of mono-frequent continuous wave solutions. As an early stage in developing a simulation tool for sound propagation in thick walled cylinders with varying thickness, the multimodal approach was implemented and tested for the simple case of plate geometries. In this work, an overview of the simulations carried out for plates with non-constant thickness is presented. The performance of the algorithm based on the multimodal approach and the obtained results are compared to those of mesh-based simulation tools. T2 - Forum acusticum CY - Kraków, Poland DA - 07.09.2014 KW - Guided waves KW - Numerical simulations PY - 2014 SN - 2221-3767 SP - R11D_1, 1 EP - 6 AN - OPUS4-32701 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -