TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Maak, Stefan A1 - Mielentz, Frank A1 - Effner, Ute A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Timofeev, Juri T1 - Review of recent developments in ultrasonic echo testing of concrete N2 - Ultrasonic methods are used in concrete investigations since decades. While being limited to transmission testing in the laboratory for a while, in-situ echo measurements for structural investigations and condition assessment have made their way into practical application in the past 20 years. However, several challenges remain. On one side, there are technical issues as limitations in depth of penetration, resolution and imaging capabilities. On the other side there are still gaps in validation, standardization and certification, which are limiting the applicability in condition/load capacity assessment. This review reports a couple of developments which will help to overcome these issues. This includes technical developments as new devices which are easier to handle on site or giving a much deeper penetration depth (e.g. the LAUS device at BAM) as well as improvements in imaging by hardware update (e. g. air coupled ultrasound or coded signals) or new software (e. g. RTM imaging). To foster the application in real world projects we are as well working on standardization by developing new reference specimen with international partners which will ensure world-wide comparability of ultrasonic and other methods and quality assurance codes. Further, non-destructive methods are being used to update probabilistic models used for the reassessment of existing structures to support the structural engineer’s decisions. T2 - SMAR 2019 CY - Potsdam, Germany DA - 27.08.2019 KW - Engineered Barrier System (EBS) KW - Ultraschall KW - NDT KW - Re-assessment of exiting bridges PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-489686 SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-48968 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Taffe, A. A1 - Maack, Stefan T1 - Messergebnisse zerstörungsfreier Prüfverfahren in statischen Berechnungen N2 - Steigende Anforderungen an Brückenbauwerke in Deutschland gehen mit der Alterung und dem sich zunehmend verschlechternden Zustand bestehender Bausubstanz einher. In der aktuellen Entwicklung wurde die Notwendigkeit von Nachrechnungen der Standsicherheit erkannt. Die Zuverlässigkeitstheorie bietet für das Bauwesen geeignete probabilistische Methoden zur Beurteilung von Tragwerken auf Basis der tatsächlichen Bauwerkseigenschaften. Die Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen ermöglichen die Messung quantitativer Kenngrößen, die den Zustand eines Bestandsbauwerks realitätsnah widerspiegeln. Um die Objektivität einer Messung zu wahren, wurden Methoden zur Gütebewertung von Messergebnissen zerstörungsfreier Prüfverfahren entwickelt und das Konzept der Validierung eingeführt. Damit sind die Voraussetzungen geschaffen, um statistisch abgesicherte und statisch relevante Informationen über die innere Konstruktion eines Tragwerks (ohne signifikante Zerstörung des Bauwerks) zu erheben. Der vorliegende Beitrag fasst die Beantwortung grundlegender Fragestellungen zusammen, um den Lückenschluss zwischen der statischen Nachrechnung von Brücken und der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen herzustellen. Das Ziel ist die Verwendung von Messdaten der zerstörungsfreien Prüfverfahren als stochastische Eingangsgrößen in statischen Berechnungen. (...) T2 - DGZfP-Fachtagung Bauwerksdiagnose 2018 CY - Berlin, Germany DA - 15.02.2018 KW - ZfP KW - ZfPBau KW - Zuverlässigkeitstheorie PY - 2018 AN - OPUS4-44225 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Maack, Stefan A1 - Taffe, A. A1 - Braml, T. ED - Sykora, M. ED - Lenner, R. ED - de Koker, N. T1 - On the Treatment of Measurement Uncertainty in Stochastic Modeling of Basic Variables JF - Acta Polytechnica N2 - The acquisition and appropriate processing of relevant information about the considered system remains a major challenge in assessment of existing structures. Both the values and the validity of computed results such as failure probabilities essentially depend on the quantity and quality of the incorporated knowledge. One source of information are onsite measurements of structural or material characteristics to be modeled as basic variables in reliability assessment. The explicit use of (quantitative) measurement results in assessment requires the quantification of the quality of the measured information, i.e., the uncertainty associated with the information acquisition and processing. This uncertainty can be referred to as measurement uncertainty. Another crucial aspect is to ensure the comparability of the measurement results.This contribution attempts to outline the necessity and the advantages of measurement uncertainty calculations in modeling of measurement data-based random variables to be included in reliability assessment. It is shown, how measured data representing time-invariant characteristics, in this case non-destructively measured inner geometrical dimensions, can be transferred into measurement results that are both comparable and quality-evaluated. The calculations are based on the rules provided in the guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM). The GUM-framework is internationally accepted in metrology and can serve as starting point for the appropriate processing of measured data to be used in assessment. In conclusion, the effects of incorporating the non-destructively measured data into reliability analysis are presented using a prestressed concrete bridge as case-study. T2 - International Probabilistic Workshop 2022 (IPW2022) CY - Stellenbosch, South Africa DA - 09.09.2022 KW - Reliability KW - Assessment KW - Existing structures KW - Measurement uncertainty PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-556580 DO - https://doi.org/10.14311/APP.2022.36.0109 SN - 2336-5382 VL - 36 SP - 109 EP - 118 PB - Czech Technical University CY - Prague AN - OPUS4-55658 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rabe, U. A1 - Pudovikov, S. A1 - Herrmann, H.-G. A1 - Wiggenhauser, H. A1 - Prabhakara, Prathik A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Using the Corner Reflection for Depth Evaluation of Surface Breaking Cracks in Concrete by Ultrasound JF - Journal of Nondestrctive Evaluation N2 - The corner echo is a well-known effect in ultrasonic testing, which allows detection of surface breaking cracks with predominantly perpendicular orientation to the surface as, for example, corrosion cracks in metal pipes or shafts. This echo is formed by two planes, the surface of the crack and the surface which the crack breaks. It can also be classified as a half-skip method, since a reflection of the pulse occurs on the backwall before the reflection at the defect takes place. In combination with the diffraction from the crack tip, the corner echo also allows crack sizing. As shown in this paper, the corner reflection can be used in civil engineering for nondestructive inspection of concrete. Commercially available low frequency ultrasonic arrays with dry point contact sources generate SH transversal waves with sufficient divergence of the sound field in order to detect corner reflections. Ultrasonic line-scans and area-scans were acquired with a linear array on flat concrete specimens, and the data were reconstructed by the Synthetic aperture focusing technique. If the angles and the area of reconstruction are chosen accordingly, the corner echo reflection can be distinguished from other ultrasonic information. The corner echo can thus be used as a method for deciding whether a crack is a partial-depth crack or a full-depth crack and thus for obtaining a statement about crack depth. This paper presents corresponding experimental results obtained on concrete specimens with artificial test defects and cracks induced under controlled conditions. KW - Ultrasound KW - Crack depth KW - Concrete KW - Corner echo PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-574631 DO - https://doi.org/10.1007/s10921-023-00956-8 SN - 0195-9298 VL - 42 IS - 2 SP - 1 EP - 19 PB - Springer Nature AN - OPUS4-57463 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Epple, Niklas A1 - Fontoura Barroso, Daniel A1 - Clauß, F. A1 - Ahrens, M. A. A1 - Mark, P. ED - Krieger, J. ED - Isecke, B. T1 - Ultraschallbasierte Überwachung von Stahl- und Spannbeton-konstruktionen – erste Ergebnisse der DFG-Forschungsgruppe 2825 CoDA T2 - 4. Brückenkolloquium, Tagungshandbuch 2020 N2 - Die Überwachung von Bauteilen aus Stahl- oder Spannbeton mit Ultraschall hat in Labor- und Technikumsversuchen schon vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Besonders gute Resultate wurden dabei mit eingebetteten Ultraschalltrans-ducern und bei Auswertung der Daten mit der hochsensiblen Codawelleninterferometrie erzielt. Erfasst werden können neben Temperatur- und Feuchteeffekten auch Belastungszustände und jegliche Art von Schädigung, die mit Mikro- oder Makrorissbildung einhergeht. Seit 2019 untersucht die DFG-Forschergruppe 2825 „CoDA“ (Sprecher: Prof. Christoph Gehlen, TU München) ver-schiedenste Aspekte dieser innovativen Technologie mit dem Ziel, Einflussgrößen quantitativ zu erfassen, Umweltein-flüsse zu korrigieren und 3D-Auswerteverfahren zu verbessern. Final soll eine am Bauwerk einsatzfähige Methode ent-stehen, die klassische Monitoringverfahren ergänzt und erweitert sowie Input zu einem Update des statischen Systems liefert. Aufgaben der BAM in der Forschergruppe ist neben Verbesserung und Adaptierung der Messsystem und Sensorik auch Langzeitversuche an einem Großobjekt und Testinstallationen an Realbauwerken. Hierzu liegen erste Ergebnisse vor, die zeigen, dass die Technologie auch außerhalb des Labors einsatzfähig ist. T2 - 4. Brückenkolloquium CY - Online meeting DA - 08.09.2020 KW - Brücke KW - Monitoring KW - Ultraschall KW - Codawelleninterferometrie PY - 2020 SN - 978-3-8169-3518-6 SP - 473 EP - 480 PB - expert CY - Tübingen AN - OPUS4-51205 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maack, Stefan A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Bühling, Benjamin A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Low frequency ultrasonic dataset for pulse echo object detection in an isotropic homogeneous medium as reference for heterogeneous materials in civil engineering JF - Data in Brief N2 - The dataset presented contains ultrasonic data recorded in pulse echo mode. The investigated specimen is made of the isotropic homogeneous material polyamide and has a drill hole of constant diameter running parallel to the surface, which was scanned in a point grid using an automatic scanner system. At each measuring position, a pitch-catch measurement was performed using a sampling rate of 2 MHz. The probes used are arrays consisting of a spatially separated receiving and in-phase transmitting unit. The transmitting and receiving sides each consist of 12 point-shaped single probes. These dry-point contact (DPC) probes operate according to the piezoelectric principle at nominal frequencies of 55 kHz (shear waves) and 100 kHz (longitudinal waves), respectively, and do not require a coupling medium. The measurements are performed with longitudinal (100 kHz) and transverse (55 kHz) waves with different geometric orientations of the probe on the measurement surface. The data presented in the article provide a valid source for evaluating reconstruction algorithms for imaging in the low-frequency ultrasound range. KW - Non-destructive testing KW - Ultrasound KW - Pulse-echo method KW - Reference material KW - Reconstruction algorithm KW - Validation PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-547326 DO - https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.108235 VL - 42 SP - 1 EP - 11 PB - Elsevier Inc. AN - OPUS4-54732 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Feistkorn, S. A1 - Algernon, D. A1 - Arndt, R. A1 - Ebell, Gino A1 - Friese, M. A1 - Grosse, C. U. A1 - Holstein, R. A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Schickert, M. A1 - Schulze, S. A1 - Taffe, A. A1 - Walther, A. A1 - Wolf, J. A1 - Zoega, A. A1 - Zwanzig, M. T1 - Introduction to DIN 4871: Qualification of NDT Personnel in Civil Engineering (NDT-CE) T2 - International Symposium Non-Destructive Testing in Civil Engineering (NDTCE 2022) N2 - Recently, non-destructive testing in civil engineering (NDT-CE), in particular of concrete components, has successfully mastered the leap from research to practice. Several methods have been established for field inspections to determine the concrete cover of reinforcement or to estimate the compressive strength as well as other parameters related to the concrete material. In addition, the application of nondestructive testing is indispensable, if information about the inner structure - such as the location of rebars and tendon ducts or the damage-related condition assessment to detect grouting defects, honeycombs, delamination, or corrosion - is required. Besides the selection of a suitable NDT method and an appropriate inspection system, the reliability of the results depends largely on the person who applies the non-destructive inspection technique and evaluates the inspection results. To ensure a high quality of non-destructive concrete evaluation as well as to keep the uncertainty caused by the inspection personnel to a minimum, structured, consistent and regulated theoretical as well as practical training of inspection personnel is essential. To close this gap, the subcommittee of education (UA-A) within the committee for NDT-CE of the German Society for Nondestructive Testing (DGZfP) has been reactivated in 2018 to establish uniform training standards for nondestructive concrete inspections in the long term. The subcommittee consists of scientists, practitioners, authorities, and clients. So far, the national standard DIN 4871 “Non-destructive testing - Qualification and Certification of NDT personnel in Civil Engineering (NDT-CE)” was developed and is currently under review. This standard considers the civil-industry-specifics, for example, that standards for NDT of concrete, as well as related product standards with a few exceptions, still do not exist at the moment. Within this presentation, the concept, the connection to ISO 9712 and other standards as well as an overview of the developed German standard DIN 4871 will be presented. T2 - NDT-CE 2022 CY - Zurich, Switzerland DA - 16.08.2022 KW - Non-destrucive testing KW - Civil engineering PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-555250 UR - https://www.ndt.net/article/ndtce2022/paper/66594_manuscript.pdf VL - 2022/09 SP - 1 EP - 12 PB - NDT.net CY - Bad Breisig AN - OPUS4-55525 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grohmann, Maria A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Anwendung der Reverse-Time Migration auf Ultraschall-Echo-Daten in der zerstörungsfreien Prüfung von Betonbauteilen N2 - Das Ultraschall-Echo-Verfahren ist eine klassische zerstörungsfreie Prüftechnik zur Geometriebestimmung sowie Schadensanalyse von Betonkonstruktionen. Um die Abbildung der Ultraschalldaten von komplexen Betonstrukturen zu verbessern, haben wir die Reverse-Time Migration (RTM) aus der Seismik auf die zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen übertragen. In einer Vorstudie haben wir einen 2D akustischen RTM Code verwendet und an realen Ultraschalldaten, die an einer Betonfundamentplatte aufgenommen wurden, getestet. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Rekonstruktionsalgorithmus für Ultraschalldaten, der Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT), zeigten die akustischen RTM-Ergebnisse eine deutliche Verbesserung in der Abbildung der inneren Struktur der Betonfundamentplatte. Vertikale Reflektoren konnten rekonstruiert werden, was mit dem herkömmlichen Abbildungsverfahren nicht möglich war. RTM ist, im Gegensatz zu SAFT, eine wellengleichungsbasierte Migrationsmethode und beruht auf der numerischen Lösung der vollständigen Wellengleichung. Die Vorteile sind, dass der Algorithmus sämtliche Informationen des Wellenfeldes verwendet und daher verschiedene Welleneffekte wie z.B. Multipathing berücksichtigt werden können. Die RTM bietet damit die Möglichkeit auch stark geneigte Reflektoren sowie Streukörper mit komplexen Geometrien darzustellen. Ein Nachteil ist jedoch die lange Rechenzeit und der hohe Bedarf an Speicherkapazität. Ein RTM-Algorithmus, der die elastische Wellengleichung anstatt der akustischen verwendet (wie in unserer Vorstudie angewandt), hat das Potenzial, die Abbildungsergebnisse noch weiter zu optimieren. Das liegt daran, dass unsere Ultraschallmessdaten durch Anregung elastischer Wellen generiert werden. In einem ersten Schritt haben wir zwei elastische 2D-RTM-Algorithmen an synthetischen Ultraschalldaten getestet. Diese wurden mit einem Betonmodell, bestehend aus mehreren Stufen und kreisförmigen Lufteinschlüssen, erzeugt. In einem zweiten Schritt wurden reale Ultraschalldaten mit Scherwellenprüfköpfen an einer Betonstufenplatte mit integrierten Hüllrohren aufgenommen. Die Auswertung der realen Daten mit unserem elastischen RTM-Code war ebenfalls erfolgreich. Wir konnten die Abbildungsqualität der Stufen und Hüllrohre im Vergleich zur akustischen RTM und SAFT verbessern. T2 - Tagung Deutsche Geophysikalische Gesellschaft DGG CY - Munich, Germany DA - 07.03.2022 KW - Ultraschall-Echo-Verfahren KW - Reverse Time Migration KW - Synthetic Aperture Focusing Technique PY - 2022 AN - OPUS4-56112 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Seismic methods to test concrete strcutures N2 - Seismic methods are increasingly used to improve ultrasonic imaging and monitoring of concrete. At BAM, we are research mainly the use of Reverse Time Migration to get better images from ultrasonic echo data of thick, complex concrete structures. Coda wave interferometry is used to detect subtle changes in concrete constructions, e. g. using embedded ultasonic transducers. T2 - Geophysikalisches Seminar der Universität Potsdam CY - Potsdam,. Germany DA - 25.01.2019 KW - Concrete KW - Ultrasound KW - Monitoring KW - Imaging PY - 2019 AN - OPUS4-47302 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Algernon, A. A1 - Walther, A. A1 - Denzel, W. A1 - Ebsen, B. A1 - Feistkorn, S. A1 - Friese, M. A1 - Grosse, C. A1 - Kathage, S. A1 - Kessler, S. A1 - Köpp, Christian A1 - Krause, M. A1 - Maack, Stefan A1 - Schickert, M. A1 - Taffe, A. A1 - Timofeev, Juri A1 - Wilcke, M. A1 - Wolf, J. T1 - Qualitätssicherung und Validierung der Anwendung zerstörungsfreier Prüfungen von Stahlbetonbauteilen im Bauwesen T2 - DGZfP-Jahrestagung 2018 N2 - Stahlbetontragwerke sind eine wichtige Konstruktionsweise im Bauwesen und ein wachsendes Anwendungsfeld für die Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP). Zur Sicherung der Tragsicherheit, strukturellen Integrität, Bestimmung von Geometrien und zur Detektion konstruktiver Elemente wie z.B. Bewehrung, Verankerungen und Spannkanälen besitzen zerstörungsfreie Prüfverfahren in diesem Bereich inzwischen große Relevanz. Durch den bislang erreichten Fortschritt in der Forschung und Entwicklung haben moderne akustische und elektromagnetische Verfahren eine beachtliche Leistungsfähigkeit erreicht. Von Geräteherstellern sind diese in kommerziellen Produktserien umgesetzt worden und finden eine zunehmend breite Anwendung in der Praxis. In einigen anderen Anwendungsgebieten, in denen die ZfP bereits fester Bestandteil von Überwachungen ist, wie z.B. im Maschinenbau und insbesondere in der Kerntechnik und der Luftfahrt, existieren umfangreiche Qualitätssicherungssysteme für die konforme Anwendung und zuverlässige Einbeziehung der ZfP. Dem relativ jungen Entwicklungsstadium moderner ZfP für Stahlbetonbauteile entsprechend müssen solche Konzepte im Bauwesen erst noch entwickelt bzw. implementiert werden. Dementsprechend hat sich der Unterausschuss Qualitätssicherung (UA- S) des Fachausschusses ZfP im Bauwesen (ZfPBau) die Definition und Verbesserung der Qualität von ZfP-Anwendungen sowie insbesondere die verfahrensunabhängige Standardisierung von Prüfprozeduren und statistische Absicherung der Prüfergebnisse zum Ziel gemacht. Die aktuellen Arbeitsfelder beinhalten die Entwicklung praxisgerechter Konzepte für Prüfprozeduren und deren Erprobung in einem Ringversuch sowie die Konzeption von Testkörpern hinsichtlich unterschiedlicher Aspekte wie Parameterstudien, Validierung, Kalibrierung und Simulation. Dabei werden Ansätze anderer Branchen durchaus einbezogen, die Anpassung an die spezifischen Bedürfnisse und Gegebenheiten des Bauwesens wird jedoch als wesentlich angesehen und stellt somit eine wichtige Vorgabe dar. Da die Tätigkeiten nicht auf einzelne Verfahren begrenzt sind, müssen generelle Vorgehensweisen entwickelt werden, die sich auf die jeweiligen Verfahren konkretisieren lassen. Der Vortrag gibt hierzu erste Einblicke in die Arbeit des Ausschusses. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2018 CY - Leipzig, Germany DA - 07.05.2018 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Beton KW - Qualitätssicherung KW - Validierung PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-472417 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-47241 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -