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Erscheinungsjahr

  • 2012 (1)
  • 2011 (6)
  • 2010 (6)
  • 2009 (2)
  • 2008 (6)

Dokumenttyp

  • Beitrag zu einem Tagungsband (8)
  • Vortrag (6)
  • Zeitschriftenartikel (3)
  • Beitrag zu einem Sammelband (2)
  • Posterpräsentation (2)

Sprache

  • Deutsch (18)
  • Englisch (3)

Referierte Publikation

  • nein (19)
  • ja (2)

Schlagworte

  • Wirbelstromprüfung (7)
  • Rollkontaktermüdung (6)
  • Eisenbahnschiene (5)
  • Head Checks (3)
  • Schienenfehler (3)
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Die Kunst des Prüfens: Wirbelstromprüfung am Schrein der Heiligen Drei Könige im Kölner Dom (2010)
Thomas, Hans-Martin ; Dey, Anika ; Pohl, Rainer
Der Schrein der Heiligen Drei Könige im Kölner Dom ist einer der bedeutendsten Goldschmiedearbeiten des Mittelalters in Europa. Der Schrein übertrifft heute mit seiner Größe und künstlerischen Qualität alle noch erhaltenen Reliquiare des Mittelalters. Diese kunstvoll verkleidete Truhe (2,10 Meter lang, 1,10 Meter breit und 1,51 Meter hoch) wiegt 515 Kilogramm, denn sie ist reich verziert mit Goldblechen, vergoldeten Figuren und Blechen aus Silber und Kupfer, über 300 Gemmen, sowie 1741 Edelsteinen und Perlen. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin unterstützte das Rheinische Landesmuseum Bonn und die Kölner Dombauverwaltung bei den Untersuchungen des Schreins der Heiligen Drei Könige mit dem Wirbelstromprüfverfahren. Mit Hilfe von Leitfähigkeitsmessungen auf Basis des Wirbelstromverfahrens konnte die gesamte Metalloberfläche des Dreikönigenschreins untersucht werden. Durch Vergleich der Messwerte mit den zuvor untersuchten Fragmenten konnten die unterschiedlichen Legierungen der Beschläge und Figuren des Schreins identifiziert werden. Die besondere Schwierigkeit hierbei bestand darin, dass es sich überwiegend um sehr dünne Bleche verschiedener Legierungen handelt, die eine stark ausgebildete Reliefstruktur haben und die vergoldet wurden. Mit den Ergebnissen ist der Nachweis gelungen, dass es schon im frühen 19. Jahrhundert eine äußerst überzeugende kopistische Technik bei der Herstellung von Prägewerkzeugen gab. Die Ergebnisse der Wirbelstromprüfung waren für die rheinländischen Kunsthistoriker argumentativ von großer Bedeutung.
Die Wirbelstromprüfung als Hilfsmittel für die Schieneninstandhaltung (2010)
Dey, Anika ; Casperson, Ralf ; Pohl, Rainer ; Thomas, Hans-Martin
Die zerstörungsfreie Oberflächenprüfung an verlegten Eisenbahnschienen mit Wirbelstrom hat in den letzten Jahren durch ständige Weiterentwicklung und Verifizierung enorm an Bedeutung gewonnen. Es wurde u.a. angestrebt zuverlässige Planungsgrößen für den Einsatz von Instandhaltungsmaßnahmen zu erhalten, durch deren gezielten Einsatz Risswachstum unterbunden werden kann. Die Ursache für das Wachstum von Rissen in der Schiene liegt in der Materialermüdung des Werkstoffes infolge der Betriebsbelastungen im Rad-Schiene-Kontakt. Nach einer gewissen Beanspruchungsdauer kommt es an den Kontaktflächen der Fahrkante zu einer Kaltverfestigung des Schienenstahls. Durch fortschreitende Verfestigung des kontaktbeanspruchten Oberflächenbereichs der gehärteten Schicht wird der Werkstoff spröde und es bilden sich feine Risse aus. Die Risse wachsen anfangs unter einem flachen Winkel in das Schieneninnere hinein, neigen dann aber ab einem gewissen Stadium dazu in das Innere des Schienenkopfes abzukippen, was im Extremfall zu einem Schienenbruch führen kann. Diese Rollkontaktermüdungsrisse, auch genannt Head Checks, entstehen bevorzugt in der Fahrkante von bogenäußeren Schienen. Die Anwendung der Wirbelstromprüfung an der Schiene wurde bisher zur Ermittlung der Schädigungstiefe dieser Rollkontaktermüdungsrisse eingesetzt. Das Wirbelstromverfahren besitzt die Eigenschaft, sehr empfindlich auf alle Veränderungen der Materialeigenschaften an der Oberfläche zu reagieren. Daher wurde festgestellt, dass sich neben der Detektion von Rissen auch Fehler wie Eindrückungen oder Schlupfwellen, bis hin zu Materialveränderungen durch Schweißen oder Aufhärtungen in der Schienenoberfläche bestimmen lassen. Die Wirbelstromprüfung besitzt daher das Potenzial, mögliche Orte der Entstehung von Ermüdungsrissen in einem extrem frühzeitigen Stadium nachzuweisen. Ziel ist es, die rissgefährdeten Zonen schon im Zustand der Kaltverfestigung zu identifizieren. Dadurch können sich neue Aspekte für die präventive Schieneninstandhaltung ergeben.
Einfluss lokaler Aufhärtung ferritischer Stähle auf die Risstiefenbestimmung mit dem Wirbelstromprüfverfahren (2010)
Casperson, Ralf ; Dey, Anika ; Pohl, Rainer ; Reimund, Verena ; Thomas, Hans-Martin
Mechanische Belastung wie z. B. der Rollkontakt zwischen den Rollen und Lagerringen eines Wälzlagers oder der Rad-Schiene-Kontakt bei der Eisenbahn führen bei ferritischen Stählen zu einer Aufhärtung der Oberfläche. Die mit der Aufhärtung verbundene Versprödung begünstigt die Entstehung von Ermüdungsrissen. Zur Risstiefenbestimmung mit dem Wirbelstromprüfverfahren werden in der Regel Kalibrierkörper mit künstlichen Testfehlern aus dem Grundwerkstoff des Prüfteils verwendet. Die betriebsbedingte Aufhärtung der Prüfteiloberfläche bleibt bei der Kalibrierung unberücksichtigt. Die lokale Aufhärtung der Oberfläche führt zu einem ortsabhängigen Offset des Wirbelstromsignals in Richtung der Rissanzeigen und somit zu einer Überbewertung der Risstiefe. Bei einzelnen Rissen lässt sich der Effekt kompensieren, in dem das Wirbelstromgerät neben jedem Riss abgeglichen bzw. die Differenz zwischen dem Offset und der Rissanzeige berechnet wird. In der Realität liegen die Ermüdungsrisse jedoch oft so dicht nebeneinander, dass auf Grund der Überlagerung benachbarter Rissanzeigen weder ein Abgleich zwischen den Rissen noch eine Bestimmung des Offsets möglich ist. Finite-Elemente-Berechnungen ermöglichen es, die in der Realität stets kombiniert auftretenden Wirbelstromsignale der Ermüdungsrisse und der Oberflächenaufhärtung getrennt zu simulieren, um Erkenntnisse für eine Verbesserung der Risstiefenbestimmung zu erlangen.
Eddy current test method for early detection of rolling contact fatigue (RCF) in rails (2010)
Thomas, Hans-Martin ; Dey, Anika ; Heyder, R.
The findings indicate that rolling contact fatigue with consecutive head checks develops preferentially in rail sections that have experienced operational work-hardening. Such hardening can be identified by instruments measuring the increased hardness values with respect to the base material. Eddy current testing was initially introduced with the aim to detect head checks and determine their damage depth. Because the material texture influences eddy current flow in the test objects very strongly, variations in hardness can easily be visualised using this method. Thus, in principle, it is possible to predict places where head checks will emerge later. This knowledge may be very helpful in improving our understanding of head check emergence under real conditions. This knowledge may also help in developing new and effective precautionary maintenance strategies.
Efahrungen mit der Wirbelstromprüfung beim Einsatz an unterschiedlichen Schienenstrahlsorten (2011)
Dey, Anika
Optimierte Schieneninstandhaltung durch Wirbelstromprüfung (2008)
Dey, Anika
Früherkennung von Rollkontakt-Ermüdung (RCF) in Eisenbahnschienen (2008)
Thomas, Hans-Martin ; Dey, Anika ; Pohl, Rainer ; Heyder, R. ; Krull, R. ; Dilz, K.
Infolge der Betriebsbeanspruchung unterliegen Eisenbahnschienen an ihrer Fahrkante sog. Rollkontakt-Ermüdung. Diese entsteht bevorzugt in Bögen durch eine Kaltverformung des Schienenstahls und zeigt sich anfänglich in einer erhöhten Verfestigung des kontaktbeanspruchten Oberflächenbereichs. Im weiteren Verlauf entstehen zahlreiche, flach in das Schieneninnere verlaufende Risse –sog. Head Checks. Diese Risse neigen ab einem gewissen Stadium dazu, in das Innere der Schiene abzukippen, was im Endstadium zu einem Schienenbruch führen kann. Seit einigen Jahren wird in Deutschland bei der DB AG das Wirbelstromverfahren erfolgreich zur zerstörungsfreien Prüfung der Schädigungstiefe von Head Checks eingesetzt. Hiermit wurde u. A. angestrebt, zuverlässige Planungsgrößen für den Einsatz von Instandhaltungsmaßnahmen zu erhalten, durch deren gezielten Einsatz ein weiteres Risswachstum wirkungsvoll unterbunden werden kann. Bereits bei einem der ersten systematischen Einsätze der Wirbelstromprüfung an einer Bogenstrecke mit hohem Betriebsaufkommen wurde auffällig, dass die Ermüdungsrisse nicht gleichmäßig entlang des Bogens verteilt auftraten, sondern sich auf kurze Distanzen Anhäufungen von Rissbefall mit intakten, unbefallenen Abschnitten abwechselten. Solch wellenförmiges Auftreten von Head Checks wurde auch in den nachfolgenden Prüfergebnissen der Wirbelstromprüfung vielerorts beobachtet. Aus der Literatur war bekannt, dass sich die Ermüdungsrisse bevorzugt in verfestigten Materialzonen bilden. Mit Hilfe von Härtemessungen konnte an verlegten und befahrenen Schienen gezeigt werden, dass die unbefallenen Zonen etwa die Grundhärte des Schienenwerkstoffes aufwiesen, während die mit Ermüdungsrissen befallenen Zonen um ca. 10 – 25% erhöhte Härtewerte aufwiesen. Die Wirbelstromprüfung reagiert sehr empfindlich auf Veränderungen der Materialeigenschaften. Somit lassen sich Verfestigungen der o. g. Art leicht auch ohne jedes Vorhandensein von Ermüdungsrissen bereits nachweisen. Im Zuge einer längerfristigen Beobachtung einer neu gebauten Strecke konnte herausgefunden werden, dass sich nach einer gewissen Betriebszeit wellenförmig verteilte Zonen mit Prüfsignalen, die auf Verfestigungen schließen lassen auftraten. Im weiteren zeitlichen Ablauf bildeten sich Ermüdungsrisse tatsächlich in den vorher bestimmten Stellen mit Verfestigung, während die Zonen ohne diese Prüfsignale weitgehend rissfrei blieben. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Wirbelstromprüfung das Potential besitzt, mögliche Orte der Entstehung von Ermüdungsrissen in einem extrem frühzeitigen Stadium nachzuweisen.
Optimierte Schieneninstandhaltung durch Wirbelstromprüfung (2008)
Dey, Anika ; Pohl, Rainer ; Thomas, Hans-Martin ; Meierhofer, R.
Betriebsbedingte Oberflächenschäden an Schienen, insbesondere rissartige Ungänzen wie Head Checks, Squats und Belgrospis spielen bei der Gewährleistung der Sicherheit des Fahrbetriebes eine zunehmend wichtige Rolle. Bei ungehindertem Wachstum können diese Schäden bis zum Schienenbruch führen. Um dies zu verhindern, werden diese Oberflächenschädigungen im Anfangsstadium durch Abarbeiten der Schienen beseitigt. Häufig werden hierfür Schienenschleifzüge eingesetzt. Für die effektive Planung dieser Instandhaltungsmaßnahmen wurde ein Wirbelstromprüfsystem entwickelt, welches in der Lage ist, speziell für den Fehlertyp Head Checks, eine Risstiefenbestimmung durchzuführen. Dieses wird seit einiger Zeit bei der manuellen Prüfung (WPG – Wirbelstromprüfgerät) und bei der Prüfung mit Schienenprüfzügen erfolgreich eingesetzt. Das Wirbelstromprüfsystem wurde so modifiziert, dass es in einem Schleifzug der Firma SPENO INTERNATIONAL SA integriert werden konnte. Hierüber wurde bereits berichtet (u.a. DACH-Tagung 2004 in Salzburg; ECNDT 2006 Berlin). Der Betrieb im Schleifzug ist für die Weiterentwicklung des Prüfsystems von herausgehobener Bedeutung, da anhand des tatsächlich erzeugten Materialabtrages eine laufende Verifikation der Prüfaussagen erfolgen kann. Für die Instandhaltungsmaßnahme ergibt sich durch das integrierte Prüfsystem der Vorteil, während bzw. unmittelbar nach Abschluss der Arbeiten eine objektive Dokumentation über das erzielte Schleifergebnis erstellen zu können. Inzwischen sind einige Schleifzüge mit dem System ausgerüstet worden. Anhand von Ergebnissen ausgewählter Schleifeinsätze werden die Aspekte für die Optimierung der Schieneninstandhaltungsmaßnahmen, sowie auch für die Weiterentwicklung des Prüfsystems selbst vorgestellt.
The important role of eddy current testing in railway track maintenance (2008)
Dey, Anika
Klassifizierung von Oberflächenfehlern in Schienen mit der Wirbelstromprüfung (2009)
Dey, Anika
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