TY - JOUR A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Ewert, Uwe A1 - Waske, Anja A1 - Funk, Alexander T1 - Radiographic Visibility Limit of Pores in Metal Powder for Additive Manufacturing N2 - The quality of additively manufactured (AM) parts is determined by the applied process parameters used and the properties of the feedstock powder. The influence of inner gas pores in feedstock particles on the final AM product is a phenomenon which is difficult to investigate since very few non-destructive measurement techniques are accurate enough to resolve the micropores. 3D X-ray computed tomography (XCT) is increasingly applied during the process chain of AM parts as a non-destructive monitoring and quality control tool and it is able to detect most of the pores. However, XCT is time-consuming and limited to small amounts of feedstock powder, typically a few milligrams. The aim of the presented approach is to investigate digital radiography of AM feedstock particles as a simple and fast quality check with high throughput. 2D digital radiographs were simulated in order to predict the visibility of pores inside metallic particles for different pore and particle diameters. An experimental validation was performed. It was demonstrated numerically and experimentally that typical gas pores above a certain size (here: 3 to 4.4 µm for the selected X-ray setup), which could be found in metallic microparticles, were reliably detected by digital radiography. KW - Additive manufacturing KW - Feedstock powder KW - Porosity KW - Digital radiography KW - Numerical simulation PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-517880 DO - https://doi.org/10.3390/met10121634 VL - 10 IS - 12 SP - 1634 PB - MDPI AN - OPUS4-51788 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dymkin, G. Y. A1 - Konshina, V. N. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger T1 - Оперативная характеристика обнаружения как метод оценки достоверности неразрушающего контроля T1 - Requirements for Accreditation Appraisal of NDT Laboratories in Nuclear Power Industry N2 - The operational characteristics of detection have been successfully applied for many years in assessing the reliability of non-destructive testing. The main problems for their use, as in the application of any of the methods for assessing the reliability, are the lack of information about the actual defect situation and the limited number of defects in the samples of the objects of control. An additional problem of constructing an operational characteristic of detection is the lack of information about the size of defects and the lack of a universal size for various types of defects. The article summarizes the experience of constructing operational characteristics based on the results of ultrasonic testing. N2 - Оперативные характеристики обнаружения в течение многих лет успешно применяют-ся при оценке достоверности неразрушающего контроля. Основными проблемами для их использования, как и при применении любого из методов оценки достоверности, яв-ляются отсутствие информации о действительной дефектной ситуации и ограниченное количество дефектов в образцах объектов контроля. Дополнительной проблемой постро-ения оперативной характеристики обнаружения является отсутствие информации о раз-мерах дефектов и отсутствие универсального размера для различных типов дефектов. В статье обобщён опыт построения оперативных характеристик по результатам ультра-звукового контроля. KW - Non-destructive testing KW - Reliability KW - Probability of detection KW - Operational characteristics KW - Comparative operational characteristics PY - 2021 DO - https://doi.org/https://doi.org/10.12737/1609-3178-2021-23-26 VL - 24 IS - 2 SP - 23 EP - 26 AN - OPUS4-53121 LA - rus AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Neue Normentwürfe für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Makro-, Mikro- und Nanometerbereich für Hersteller und Anwender N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren im Bereich von 100 nm bis 10 mm entwickelt, welche die Grundlage für die Erarbeitung mehrerer Normentwürfe bilden. Diese werden 2022 parallel bei ISO TC 135 (NDT) SC 5 (RT) und CEN TC 138 (NDT) WG 1 (RT) eingereicht. Entsprechende Normen werden auch bei ASTM vorgestellt. Die Norm EN 12543-4 (Kantenmethode) wird umgeschrieben für die Messung von Brennflecken von 1 μm – 10 mm durch Auswertung von Loch- oder Scheibenaufnahmen. Der im Rahmen des NanoXSpot-Projektes neu entwickelte NxS-Testkörper ist geeignet für den Bereich von 1 μm – 100 μm. Von 100 μm bis 10 mm können ASTM-Lochtestkörper verwendet werden, die bereits bei ASTM E 1165 beschrieben sind. Neu ist die Anwendung eines CT-Algorithmus zur Rekonstruktion der Brennflecke, um Lochblenden-basierte Brennfleckkameras, insbesondere im Bereich unter 100 μm, zu ersetzen. Ein neuer Normteil, EN 12543-6, wurde entworfen, um die Brennfleckmessung im Bereich 100 nm – 20 μm mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen. Verschiedene Strichgruppen-Testkörper kommen hier zum Einsatz. Das sind die JIMAPrüfkörper, ein neuer Hochkontrast-Strichgruppentestkörper von YXLON (HiCo) und der neu entwickelte Testkörper NxS. Diese werden vorgestellt. Die Messprozedur für Röhrenhersteller wird auf einer numerischen Fit-Prozedur basieren, die über einen Ringversuch im Projekt validiert wurde. Beide Normen benötigen numerische Auswertealgorithmen zur korrekten Anwendung, die als kommerzielle Software und Public Domain – Software verfügbar gemacht werden. Es wird über die zu erwartenden Standardprozeduren und die erforderliche Hardware zur Anwendung der Normen informiert. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Normung PY - 2022 AN - OPUS4-56100 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Neue Normentwürfe für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Makro-, Mikro- und Nanometerbereich für Hersteller und Anwender N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren im Bereich von 100 nm bis 10 mm entwickelt, welche die Grundlage für die Erarbeitung mehrerer Normentwürfe bilden. Diese werden 2022 parallel bei ISO TC 135 (NDT) SC 5 (RT) und CEN TC 138 (NDT) WG 1 (RT) eingereicht. Entsprechende Normen werden auch bei ASTM vorgestellt. Die Norm EN 12543-4 (Kantenmethode) wird umgeschrieben für die Messung von Brennflecken von 1 μm – 10 mm durch Auswertung von Loch- oder Scheibenaufnahmen. Der im Rahmen des NanoXSpot-Projektes neu entwickelte NxS-Testkörper ist geeignet für den Bereich von 1 μm – 100 μm. Von 100 μm bis 10 mm können ASTM-Lochtestkörper verwendet werden, die bereits bei ASTM E 1165 beschrieben sind. Neu ist die Anwendung eines CT-Algorithmus zur Rekonstruktion der Brennflecke, um Lochblenden-basierte Brennfleckkameras, insbesondere im Bereich unter 100 μm, zu ersetzen. Ein neuer Normteil, EN 12543-6, wurde entworfen, um die Brennfleckmessung im Bereich 100 nm – 20 μm mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen. Verschiedene Strichgruppen-Testkörper kommen hier zum Einsatz. Das sind die JIMAPrüfkörper, ein neuer Hochkontrast-Strichgruppentestkörper von YXLON (HiCo) und der neu entwickelte Testkörper NxS. Diese werden vorgestellt. Die Messprozedur für Röhrenhersteller wird auf einer numerischen Fit-Prozedur basieren, die über einen Ringversuch im Projekt validiert wurde. Beide Normen benötigen numerische Auswertealgorithmen zur korrekten Anwendung, die als kommerzielle Software und Public Domain – Software verfügbar gemacht werden. Es wird über die zu erwartenden Standardprozeduren und die erforderliche Hardware zur Anwendung der Normen informiert. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Normung PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561029 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-56102 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, David A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Ewert, U. A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Sofiienko, A. A1 - Steffen, J. P. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Ringversuch zur Untersuchung der neu entwickelten Methoden für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Mikro- und Nanometerbereich N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-Ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren mit Submikrometerauflösung (100 nm – 20 μm) entwickelt, die die Grundlage für die Erarbeitung eines Standardentwurfes bilden. Der Standardentwurf wird bei CEN TC 138 (Non-destructive testing) WG 1 (Radiographic testing) eingereicht und mit ISO und ASTM harmonisiert. Zur Untersuchung der entwickelten Methoden (Brennfleck-CT, Fit-Prozedur für Strichgruppenkörper) und des im Projekt NanoXSpot neu entworfenen Testkörpers, NxS, wurde ein Ringversuch durchgeführt. Dabei wurde sowohl der angestrebte Überlappungsbereich mit EN 12543 Teil 5 (Messung der effektiven Brennfleckgröße von Mini- und Mikrofokus-Röntgenröhren) und ASTM E 2903 (Standard Test Method for Measurement of the Effective Focal Spot Size of Mini and Micro Focus X-ray Tubes) für Brennflecke >5 μm als auch Brennflecke <5 μm untersucht. Im Mittelpunkt standen dabei Stabilität und Wiederholbarkeit der entwickelten Methoden zur Bestimmung der Brennfleckgröße. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse des durchgeführten Ringversuches vorgestellt und diskutiert, um Schlussfolgerungen und Empfehlungen für die Vorbereitung eines erweiterten Ringversuchs mit Partnern und Stakeholdern abzuleiten. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Brennfleckmessung KW - Computer-Tomografie KW - EMPIR KW - Normung PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561037 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-56103 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Zscherpel, U. A1 - Deresch, A. A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. T1 - Schnelle Messung und tomographische Rekonstruktion von Brennflecken < 5 μm durch Aufnahmen strukturierter Prüfkörper N2 - Im Europäischen EMPIR-Projekt „NanoXSpot“ (Measurement of the focal spot size of Xray tubes with spot sizes down to 100 nm) werden neue Messmethoden für Brennflecke von Röntgenröhren entwickelt. Teil des Projektes ist die Entwicklung eines zur Lochkameramethode äquivalenten Messverfahrens für kleine Brennflecke. ASTM E 1165-20, Annex A, beschreibt die Bestimmung von Brennfleckgrößen aus Kantenprofilen von Lochaufnahmen für Röntgenröhren mit Brennflecken > 50 μm. Es wurde bereits vorgeschlagen über die Analyse der richtungsabhängigen Kantenunschärfe einer Lochblende und anschließender CT-Rekonstruktion die Intensitätsverteilung des Brennflecks äquivalent zur Lochkameraaufnahme zu berechnen. Die Lochkameramethode, wie in EN 12543-2 und ASTM E 1165-20 beschrieben, ist im unteren Größenbereich für Mikrofokusröhren nicht geeignet, da Pinholes < 10 μm schwer zu fertigen sind und lange Belichtungszeiten erwartet werden. Mit Hilfe exakt gefertigter Lochblenden sowie strukturierter Targets mit konvergierenden Strukturen wird der Bereich mit der Single-Shot-CT-Methode auf die Messung von Mikrofokusröhren, alternativ zur Vermessung von Kanten oder Strichgruppenkörpern, erweitert. Die rekonstruierten Brennfleckformen werden mit Kantenund Lochkameraaufnahmen quantitativ verglichen, um die Messgenauigkeit zu bewerten. Außerdem werden CNR und Messzeit bestimmt, um die Wirtschaftlichkeit der Verfahren zu bewerten. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Prüfkörper KW - Rekonstruktion PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561846 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-56184 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger T1 - Influence of scattered radiation on the efficiency of dual high-energy X-Ray imaging for material characterization N2 - In this contribution, we discuss the influence of scattered radiation on materials’ effective attenuation coefficients at higher X-ray energies. The selected X-ray spectra for the dual-energy experiments correspond to 3 MV and 7.5 MV acceleration potential of the used betatron. Experiments were performed on a test phantom containing step wedges of different low- and high-Z materials. We evaluated the ratio between low- and high-energy X-ray attenuation coefficients quantitatively based on simulated poly-energetic high-energy X-ray source spectra and the detector sensitivity using the “analytical Radiographic Testing inspection simulation tool” (aRTist) developed at BAM. Furthermore, the influence of scattered radiation is evaluated using an efficient Monte-Carlo simulation. The simulation results are compared quantitatively with experimental investigations. Finally, important applications of the proposed technique in the context of aviation security are discussed. T2 - 19th World Conference on Nondestructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.06.2016 KW - Monte Carlo methods KW - Dual-energy imaging KW - Experiments KW - Simulation PY - 2016 AN - OPUS4-36607 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fritzsche, Sven A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Pavasaryte, Lina A1 - Funk, Alexander T1 - XCT and DLW: Synergies of Two Techniques at Sub-Micrometer Resolution N2 - Direct Laser Writing (DLW) and X-ray computed tomography (XCT) both offer unique possibilities in their respective fields. DLW produces full three-dimensional (3D) polymer structures on the microscale with resolutions below 100 nm. The fabricated structures can be analysed by XCT or X-ray microscopy (XRM), which incorporates additional X-ray lenses, in three dimensions down to a minimal basic spatial resolution of about 500 nm or 50 nm, respectively. In this work, two different DLW structures are analysed via XCT. Internal defects are detected and analysed for the purpose of quality control. Defects and structures with sizes down to 1.5 µm are successfully analysed. A 3D reconstruction and internal, hidden features of the fabricated structures are shown and discussed. In a first-of-its-kind study, we demonstrate the detectability of a single-voxel line inside a fabricated structure that would not be detectable with SEM or light microscopy. Furthermore, the direct fabrication on a PET substrate is shown to overcome the high X-ray absorbance of commonly used glass substrates. Attenuation spectra of SZ2080 and glass substrates are compared to a fabrication route direct on a 170 µm PET foil. The practical aspects of XCT measurements for DLW structures on different substrates will be discussed. KW - Non-destructive testing KW - Two-photon polymerization KW - X-ray microscopy KW - XCT KW - 2PP KW - Direct laser writing PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-560525 DO - https://doi.org/10.3390/app122010488 VL - 12 IS - 20 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-56052 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Osterloh, Kurt A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger T1 - Ways to understand and approach rare events N2 - As a matter of fact, avoiding unexpected events with an undesired outcome is an element of survival strategies. Such events are encountered unexpectedly mainly because they occur rarely. Both, safety and security measures are the main pillars to prevent them by appropriate inspections. Common tools in both areas e.g. are radiological technologies enabling an insight into objects to detect suspicious features without even touching them. Since any of these measures is linked to efforts, costs or even obstructions of ongoing processes, it needs a rationale to invest into an appropriate activity. A putative objection to take action in this direction always could be the question 'when and how often it could happen'. This gave rise to find approaches how to define 'rare events' and how to deal with them. Since they entail both, the frequency of occurrence and the unpleasantness of the possible outcome make them to have something in common with the definition of risk: a combination of the probability of occurrence of harm and the severity of that harm. Tackling putative consequences is one side of the coin whereas understanding the rareness of an event is the other, an aspect that worries but not always fully understood. As a first step in approaching the subject 'rare events', the putative occurrence rate is considered in terms of probability distribution functions or their cumulative ones, resp. The problems of estimating an incidence of such an event will be tackled subsequently with the problem of assessing the reliability of diagnostic measures. Any numeric approach of dealing with rare events inevitably remains an ill defined or 'ill-posed' problem that needs additional information for a reasonably satisfying solution. Ways to ease this situation can be found in utilizing additional information, also commonly called prior knowledge, that might be introduced via the Bayesian inference or by regularization algorithms. Simplified models will demonstrate how to apply such tools. As a consequence, there are ways helping to avoid unexpected ad 'surprises' by taking adequate measures in due time upon the correct perception of certain indications. T2 - ECNDT 2014 - 11th European conference on non-destructive testing CY - Prague, Czech Republic DA - 06.10.2014 KW - NDT-wide KW - Public security KW - Technical safety KW - Reliability KW - Indications and inspections KW - Compensation of insufficient knowledge PY - 2014 UR - http://www.ndt.net/events/ECNDT2014/app/content/Paper/562_Osterloh.pdf SN - 978-80-214-5018-9 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-32302 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Konshina, V. A1 - Dymkin, G. A1 - Shevelev, A. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger T1 - Evaluation of the reliability of NDTesting in Russian railway transport N2 - Es werden Algorithmen zur Untersuchung von Ultraschallverfahren basierend auf integralen Größen wie Zuverlässigkeit und Genauigkeit vorgestellt, die die Art der verwendeten Techniken, ihre Anwendung in der Praxis und den Zweck der Untersuchung berücksichtigen (Vergleich von Techniken, Einführung neuer Methoden und Prüfanweisungen, usw.). Die Revision der Standards ISO 5725-1, ISO 5725-2 gibt die Bestimmung von Reproduzierbarkeit und Wiederholbarkeit gemessener Charakteristiken, das Design von Reflektoren und realer Fehler vor und bestimmt somit die Zuverlässigkeit zerstörungsfreier Verfahren, einschließlich der Ultraschallprüfung im Eisenbahnwesen. N2 - Algorithms to estimate ultrasonic testing method based on the integrated use of indicators of reliability and accuracy are presented, and built according to the nature of techniques, features of their application and evaluation purposes (comparison of techniques, introduction of new methods, test procedures, etc.). On the basis of the main revision of ISO 5725-1, 5725-2 the estimation of reproducibility and repeatability of measured characteristics determine the design of reflectors and real defects, and thus the reliability of non-destructive testing, including ultrasonic inspection of railways. KW - Reliability KW - Reproducibility KW - Repeatability KW - Ultrasonic testing KW - Railways PY - 2014 SN - 0025-5300 VL - 56 IS - 9 SP - 758 EP - 762 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-31369 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger T1 - Simulation and experimental results of manual UT-testing of hollow wheel set axles during the education of operators N2 - The reliability of wheel set axle testing is of high importance because small discontinuities caused during manufacturing or rock fall impacts during operation might cause growing cracks during the operation load cycles. While most of the axles are tested by automated UT-systems today, the basic education of railway NDT operators is still manual testing providing the basic understanding and skills for the operators. In Germany it is a common rule that NDT operators in the railway branch need to refresh their knowledge and skills every five years including a refresh examination. The testing results from these exercises and from a parallel round robin test have been sampled at the DGZfP Railway Education Centre in Wittenberge for a period of about 5 years. The results of the operators written in test record sheets were compared with the “true” test crack or notch position in the axles used for examination. In this way the testing results could be categorized into “hits” and “misses” and the “hits” were further evaluated due to correct position and adequate amplitude height. Considering some thousand indications documented by the operators during the refresh examination and comparing transition bow, shaft and seat it was a highlight to see that the operators reach their best detection rate in the transition bow of the wheel axle set while this is often the most difficult part concerning the UT-echoes. Fortunately this is due to their raised awareness in the transition bow region because this is the most dangerous region with respect to fracture mechanics. For two selected axles the experimental set up of 45° and 70° inward and outward UT-testing were also simulated showing clearly the difficulties of the UT-echoes detection of some specific test defects. T2 - XXII Saint-Petersburg Conference on Ultrasonic Testing of Metals and Advanced Materials (UTM 2016) CY - St. Petersburg, Russia DA - 24.05.2016 KW - Ultrasound KW - Manual testing KW - NDT reliability KW - Fault tree analysis KW - Education of NDT personnel PY - 2016 AN - OPUS4-37013 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -