TY - CONF A1 - Hassenstein, Christian A1 - Heckel, Thomas A1 - Prager, Jens A1 - Berendt, T. A1 - Voehringer, D. T1 - Robotergeführte Ultraschallprüfung von Gasturbinenschaufeln mit adaptiver TFM im ZfP 4.0-Umfeld N2 - Leit- und Laufschaufeln stationärer Gasturbinen sind im Betrieb anspruchsvollen Bedingungen ausgesetzt. Die Prüfung, Wartung und Reparatur der hochbelasteten Teile sind notwendig, um Sicherheit und Effizienz über längere Zeiträume zu gewährleisten. Eine der in diesem Prozess angewandten Methoden ist die Ultraschallprüfung. Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung ist es das Ziel des Projektes MRO 2.0, den Aufbereitungsvorgang um digitale Prozesse zu erweitern und somit zu modernisieren. Eine der Aufgaben ist es, dabei anstelle der konventionellen Ultraschallprüfung eine Array-Technik mit rekonstruierenden Verfahren einzusetzen und eine automatisierte, digital eingebundene Methode im Rahmen von ZfP 4.0 zu entwickeln. Um die Ist-Geometrie der Oberfläche und die verbleibende Wanddicke flächendeckend an den Turbinenschaufeln zu bestimmen, wird ein adaptives TFM Verfahren (Total Focusing Method) in Tauchtechnik eingesetzt, welches die Brechung der Schallwellen an der Grenzfläche zum Prüfkörper in der Rekonstruktion berücksichtigt. In der hierfür entwickelten Prüfanlage führt ein Roboterarm einen Array-Prüfkopf und scannt das Bauteil normal zur inspizierten Oberfläche. Somit kann ein 3D-Modell des Ist Zustandes des zu prüfenden Bauteils erstellt werden. Spezielle Herausforderungen an die Aufgabe stellen die komplexe Geometrie des Prüfobjektes sowie dessen geringe und ortsabhängige Wanddicke dar. Ein weiterer Fokus liegt auf der Optimierung der Prüfparameter, Verbesserung der Prüfgeschwindigkeit sowie der Zuverlässigkeit der Methode. In diesem Beitrag werden die während des Projektes entwickelte Methode und die im zweiten Projektjahr erarbeiteten Ergebnisse vorgestellt, mit dem Schwerpunkt auf die entwickelten Rekonstruktionsalgorithmen und den Versuchsaufbau. T2 - DGZfP Jahrestagung 2022 CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Ultraschallprüfung KW - Turbinenschaufel KW - Phased Array KW - Total Focusing Method KW - Automatisierung KW - Tauchtechnik PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-551881 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=27055 SP - 1 EP - 11 PB - NDT.net AN - OPUS4-55188 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hassenstein, Christian T1 - Automatisierte Wanddickenbestimmung an Prüfteilen mit komplexen Geometrien aus anisotropen Werkstoffen N2 - Im Rahmen des Projektes MRO2.0, das sich mit der digitalen Transformation des Servicezyklus von modernen Gasturbinenschaufeln beschäftigt, wurde gezeigt, wie sich automatisiert und flächendeckend die (Rest-)Wanddicke an variabel gekrümmten Prüfgeometrien bestimmen lässt. Es wurde ein Roboterarm verwendet, der ein lineares Ultraschallarray in Tauchtechnik führt und Prüfdaten aufnimmt, die mit einer adaptierten TFM (Total Focusing Method) zu Rekonstruktionen der Außen- und Innenoberfläche verarbeitet werden. In der aktuellen zweiten Projektphase wird die Methode für Werkstoffe erweitert, die anisotrope akustische Eigenschaften aufweisen. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, wie sich die Kristallausrichtung bzw. die richtungsabhängige Schallgeschwindigkeit mittels eines linearen Ultraschallarrays bestimmen lässt. Für den Sendefall eines Randelements in Kontakttechnik können dabei Wellen identifiziert werden, die sich parallel zur Prüfkopfapertur im Prüfobjekt ausbreiten und mit der richtungsabhängigen Schallgeschwindigkeit skalieren. Die ermittelte Schallgeschwindigkeitsverteilung kann dann verwendet werden, um die lokale Wanddickenbestimmung für die Anisotropie zu adaptieren. T2 - 6. Workshop Messtechnische Anwendungen von Ultraschall CY - Drübeck, Germany DA - 17.06.2024 KW - Ultraschallprüfung KW - Anisotropie KW - Turbinenschaufel KW - NDT 4.0 PY - 2024 AN - OPUS4-60568 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hassenstein, Christian T1 - Robotergestützte Ultraschallprüfung von Objekten mit komplexen Geometrien N2 - Durch den Einsatz moderner digitaler Design- und Fertigungsmethoden wachsen einerseits die Komplexität von Bauteilen, andererseits der Bedarf an Informationen über deren Qualität und Zustand. Damit steigen auch die Anforderungen an die zerstörungsfreie Prüfung, die im Zuge von ZfP 4.0 automatisierte und flexible, innovative Prüfmethoden erfordert. Das gilt insbesondere für Objekte, deren Oberflächengeometrien über plane Flächen und eindimensionale Krümmungen hinausgehen. Um zu zeigen, wie eine Ultraschallprüfung von Objekten mit komplexer Oberflächengeometrie realisiert werden kann, wurde an der BAM eine roboterbasierte Demonstratoranlage entwickelt. Dabei führt ein Roboterarm einen Array-Prüfkopf in Tauchtechnik senkrecht über die Prüffläche. Die dafür erforderliche Prüfbahn kann entweder anhand der CAD-Geometrie oder mithilfe einer Punktewolke der Prüffläche, die vorab mit einem am Roboter angebrachten Laser-Profilometer erfasst wird, ermittelt werden. Zur Erhöhung der Genauigkeit werden der Lasersensor und der Ultraschallprüfkopf automatisiert mit dafür entwickelten Routinen am Roboter eingemessen. Durch bildgebende Verfahren und eine automatische Auswertung der Bilder kann die in Tauchtechnik auftretende Brechung des Schallbündels an der Prüfteiloberfläche berücksichtigt werden, was die ortsrichtige Rekonstruktion von Anzeigen aus dem Prüfteilinneren bzw. der Rückwand ermöglicht. Durch Rückführung der Anzeigen in ein gemeinsames Koordinatensystem entsteht eine 3D-Rekonstruktion des Prüfteils. Der vorliegende Beitrag stellt die Demonstratoranlage und die angewendeten Methoden im Detail vor und nennt Anwendungsbeispiele. T2 - DGZfP Jahrestagung 2025 CY - Berlin, Germany DA - 26.05.2025 KW - Ultraschall KW - Robotik KW - Turbinenschaufel KW - Wanddicke KW - Defekterkennung PY - 2025 AN - OPUS4-63417 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -