Filtern
Erscheinungsjahr
- 2002 (10) (entfernen)
Dokumenttyp
Referierte Publikation
- nein (10)
Schlagworte
Eingeladener Vortrag
- nein (3)
Zusammenfassung
Aus den Messergebnissen geht hervor, dass der Real-Time-Scanner den Reflektor-nachweis der konventionellen Prüfköpfe hinsichtlich des erreichten S/R-Abstandes erreicht und teilweise übertrifft. Weiterhin geht aus den Ergebnissen hervor, dass die Nachweisempfindlichkeit sehr empfindlich auf Abweichungen der Prüfkopf-positionierung reagiert. Nur wenn die optimale Fahrspur für jede Reflektortiefenlage getroffen wird, kann mit den konventionellen Prüfköpfen ein S/R-Abstand von mehr als 20 dB erreicht werden. Das bedeutet, dass mit den konventionellen Prüfköpfen immer mehrere parallele Fahrspuren mit kleinem Spurversatz gefahren werden müssen, um auch kleine Fehler in der Schweißnaht nachweisen zu können. Mit dem Real-Time-Scanner-Prüfkopf können mit einer einzigen Messfahrt und mit entsprechend vielen angepassten Messfunktionen mehrere parallele Fahrspuren durch elektronisch gesteuerte Bündelverschiebung erfasst werden.
Charakterisierung oberflächennaher Fehler an plattierten Komponenten mittels Gruppenstrahlertechnik
(2002)
Zusammenfassung
Nachdem Untersuchungen mit konventionellen Prüfköpfen an plattierten Bauteilen gezeigt haben, dass es möglich ist, mit Hilfe von Beugungsanzeigen bzw. -mustern die Größe und Tiefenlage von Fehlern im Plattierungsbereich zu bestimmen, wurde die Gruppenstrahlertechnik für Fehlersuche und -charakterisierung eingesetzt.
Der Vorteil bei der Arbeit mit Gruppenstrahlerprüfköpfen besteht darin, dass in einer Messfahrt eine Reihe von Einschallwinkeln abgearbeitet werden kann. Dies vereinfacht und verkürzt die Prüfung wesentlich.
So wurde von der ferritischen und der plattierten Seite der Testkörper mit der Impuls-Echo-Technik im halben Sprung, der TOFD-Technik und mit Sende-Empfangs-Prüfköpfen oberflächennah geprüft. Allerdings haben alle hier aufgeführten Verfahren ihre Grenzen, so sind z.B. Fehler, die eine Fehlergröße von £ 3 mm aufweisen, kaum noch zu charakterisieren. Hier ist nur der Nachweis möglich.
Es hat sich außerdem gezeigt, dass die TOFD-Technik nur als Ergänzung zu anderen Techniken eingesetzt werden sollte, da das Potenzial für die Verwendung als Suchtechnik nicht ausreichend ist.
Zusammenfassung
Das vorgestellte Modell ist in der Lage, Schallfelder in eben oder zylindrisch begrenzten Bauteilen zu berechnen. Die Prüfköpfe können eine einheitliche oder eine aus Elementen zusammengesetzte Schwingerfläche besitzen, die zusätzlich gekrümmt sein darf. Die Einschallrichtung des Prüfkopfes gegenüber der Achse der Oberflächenkrümmung ist beliebig. Die Auswertung kann praxisgerecht und flexibel an die Fragestellung angepasst werden. Die kurzen Rechenzeiten erlauben ein interaktives Arbeiten z.B. für die Prüfkopfkonstruktion und -optimierung.
Im ersten Teil werden die Möglichkeiten des Modells demonstriert, und im zweiten Teil wird der Einfluß der Oberflächenkrümmung exemplarisch diskutiert. Dabei werden Modell- und Messergebnisse gegenübergestellt.
Es wird gezeigt, dass der Einfluss der Oberflächenkrümmung auf das Schallfeld u.U. erheblich sein kann. Eine hinreichende Verifikation des Modells vorausgesetzt, könnten Empfindlichkeitsfelder im Raum und Abstandskurven mit viel höherer Auflösung erzeugt werden, als dies durch Vergleichskörpermessungen möglich ist, und diese, die darüber hinaus auch sehr kostspielig sind, weitgehend ersetzen.
Zusammenfassung
Die verschiedenen Bewertungs- und Untersuchungsverfahren zur Fehlerdiagnose in der Ultraschallprüfung lassen in Abhängigkeit von der Prüfsituation nur eine fallweise Anwendung zu. Die erzielbaren Ergebnisse sind durch prinzipielle Grenzen, wie die orientierungsabhängigen Wechselwirkungen der Ultraschallwellen mit dem Fehler, in ihrer Genauigkeit stark begrenzt. Im allgemeinen enthalten sie nur einen Teil der für eine belastbare Fehlerdiagnose erforderlichen Informationen. Eine zuverlässige Bewertung ist meist durch die Zusammenfassung der Ergebnisse redundanter US- Verfahren und die Nutzung von a priori Informationen, z.B. aus der Fertigungsgeschichte einer Komponente, möglich. Der Einsatz mehrerer US-Prüfverfahren bedingt üblicherweise einen höheren Zeit-, Arbeits- und Kostenbedarf und sollte möglichst durch Verbesserung der Fehlerdiagnose mit einem Verfahren begrenzt werden.
Die im Beitrag vorgestellte iterative Modellierung der Ultraschallprüfung bietet dazu eine Möglichkeit. Die Durchführung der Modellrechnungen beginnt mit der Aufstellung einer Fehlerhypothese unter Einführung von a priori Informationen. Die Nachrechnung der Fehlerhypothesen mit dem validierten und erprobten Modell ermöglicht den Vergleich mit den Messergebnissen. Die aufgestellten Fehlerhypothesen können so abgesichert, sowie Messergebnisse überprüft und bestätigt werden. Das Rechenmodell ermöglicht die Bewertung der Amplitude, der Laufzeit, der Echodynamik und des Anzeigenmusters, also aller auch bei anderen Bewertungs- und Untersuchungsverfahren herangezogenen Bewertungsmaßstäbe. Eine Kombination des Rechenmodells mit einer Evolutionsstrategie würde die Systematisierung des Verfahrens ermöglichen, ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, wie im Beitrag gezeigt wird. Die iterative Modellierung besteht aus drei Teilprozessen, der Analyse der möglichen Wechselwirkungen, der Separation dieser Wechselwirkungen in diverse Schallwege und schließlich der Synthese der auf den verschiedenen Wegen berechneten Signale zum Gesamtsignal. Die ersten beiden Teilprozesse müssen z.Zt. auf Basis von Expertenwissen für jeden Prüffall neu gelöst werden.
Introduction
Due to the long history of railroad companies around the world, varying means of examination according to the specifications for the different railroad components have been carried out based on the general industrial progress of the country [1-3]. For more than 50 years the application of customized ultrasonic techniques for the examination of railroad components has increased, in comparison to conventional ultrasonic techniques used until to the end of 20th century. In this traditional atmosphere some accidents have disturbed the silent harmony of companies involved in the production of critical parts. More than ever high speed modern trains require modern and advanced examination techniques [4-8]. For practical application new ultrasonic techniques have been developed and optimized in co-operation with the German Railroad Company. In the present contribution the inspection of railroad axles will be described. The ultrasonic technique used for the examination is the phased array technique. The optimization of the phased array probes for the different geometries of the axles given was completed using a computer model for directivity calculations. In relation to the limited accessibility between wheel and brake angles of incidence for shear waves in the range between 28° and 72° are necessary.
During the examination of the axles a a considerable amount of ultrasonic data must be stored (storage of the digitized A-scans). However, due to economic aspects the evaluation of this data should be carried out in a very short time. The whole examination of one axle should not exceed 5 minutes. Therefore we have developed a special evaluation program adapted to the particular problematic of the axle inspection. The build up of the whole inspection system was done with partners from the industry like Krautkramer and a division of the Research Department of the Deutsche Bahn AG. In this consortium the Research Department of the Deutsche Bahn AG was responsible for the specification of the inspection problem, Krautkramer for the organization of the whole technical follow up and BAM for the development and optimization of the ultrasonic inspection technique as well as for the evaluation software. Some examples concerning the optimization process will be described in the present contribution.