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Ultraschallprüfung (UT)

  • Ultraschallprüfungen der GMA Werkstoffprüfung

Manuelle, mechanisierte und automatisierte UT-Systeme

Als zerstörungsfreies Prüfverfahren setzen wir die Ultraschallprüfung ein, um Bauteile mit Hilfe von Ultraschallwellen auf innere Fehler zu prüfen. Mittels Ultraschallprüfung können wir Schweißnähte, Gussteile, Halbzeuge, Walzprodukte und Schmiedeerzeugnisse kontrollieren und nutzen die Technik, um Restwanddickenmessungen an Rohrleitungen und Druckbehältern zu messen.
 
Dieses akustische Prüfverfahren ist für alle Materialien geeignet, die schallleitfähig sind. In der Regel sind das all jene Werkstoffe, die homogen sind bzw. ein gleichmäßig aufgebautes Gefüge besitzen. Weil dies auf viele Stoffe zutrifft, können wir UItraschallverfahren sehr flexibel einsetzen – zur Beurteilung von Rohmaterialien, Halberzeugnissen und Fertigprodukten aus ganz unterschiedlichen Branchen. Beispielbranchen sind Luftfahrt, Energieerzeugung, Pipeline- oder Stahlbau. Mittels eines oder mehrerer Prüfköpfe erzeugen wir den Ultraschall in Frequenzbereichen von 100 kHz bis 25 MHz und bringen ihn in das jeweilige Werkstück ein. So können wir nicht nur Mängel an der Oberfläche, sondern im gesamten Querschnitt Ihrer Prüfobjekte erfassen wie etwa Risse, Einschlüsse, große Poren etc.
 
Am besten lassen sich Mängel nachweisen und orten, wenn der Schall senkrecht auf die Fehlstellen trifft. Daher arbeiten wir je nach Anforderung auch mit mehreren Prüfköpfen und nutzen dafür modernste Geräte und UT-Verfahren. Die Analyse des Fehlers erfolgt anhand des Schallechos bzw. der reflektierten Signale, die der Prüfkopf empfängt. Ultraschalluntersuchungen können wir stationär in unseren Prüfhallen und im mobilen Einsatz vornehmen. Je nach Ultraschallverfahren und zu prüfendem Objekt arbeiten wir mit manuellen, mechanisierten oder automatisierten Systemen, prüfen Wanddicken, suchen nach Korrosionen an Rohrleitungen, untersuchen verschiedene Arten von Schweißnähten oder auch größere Flächen. 

Bildgebende Ultraschallprüfung

Phased Array, ToFD – für Schweißnähte und komplex geformte Prüfobjekte

Bei diesen teil- oder vollautomatisierten Ultraschalltechniken können wir aufgrund besonderer Prüfköpfe Schweißnähte wie auch Prüfobjekte mit komplexen Geometrien (Bsp.: Radsatzwellen oder geschweißte Rohre) schnell und ganzheitlich erfassen sowie Fehler besser erkennen.  

Das Phased Array-System etwa basiert auf einem Ultraschallkopf, der viele Einzelelemente enthält (in der Regel 16 bis 256). Sie sind in einem Sensor zusammengeschlossen und senden und empfangen den Schallimpuls. Die Sendeimpulse der Elemente generieren ein Schallbündel, eine Art Wellenfront, die per Computer gesteuert und angeregt werden kann. Die eingehenden Impulse kombinieren sich ebenfalls zu einer einzigen Darstellung – einem so genannten Ultraschallbild ähnlich wie in der Medizin. Mit einem Sensor können wir so unterschiedliche Ultraschallprofile erstellen. Die Prüfgeschwindigkeiten sind deutlich schneller gegenüber herkömmlichen Ultraschallverfahren, die Resultate besser. Wegen der breiteren Abtastung können wir mit Phased Array-Systemen beispielsweise Wanddicken besonders gut vermessen.

Das ToFD-Verfahren setzen wir vor allem bei einer schnellen Überprüfung von Schweißnährten und ihren Wärmeeinflusszonen ein, um relativ genau und schnell die Länge, Tiefe und Höhe eines Fehlers bzw. einer Ungänze bestimmen können. Dabei arbeiten wir teil- oder vollautomatisiert mit Prüfkopfpaaren (Sendern und Empfängern). Trifft der Ultraschallimpuls auf Risse, Poren, Lunker (Ungänzen), werden von dessen Rändern so genannte Diffraktions- oder Beugungswellen an den Empfänger zurückgesendet und erzeugen eine Anzeige. Anhand der Laufzeit der oberen und unteren Spitze können wir sie der jeweiligen Ungänze zuordnen. Ein Scan-Bild entsteht, wenn man mehrere Ultraschallbilder aneinanderreiht.    

LSITM  (Large Structure Inspection) – Wanddicken messen bei laufendem Betrieb

Das von Mistras selbst entwickelte LSI-Prüfsystem können wir im laufenden Betrieb anwenden. Dabei bewegt sich ein magnetischer, selbstfahrender Prüfkopf (Crawler) automatisiert auf großen Flächen Stück für Stück von links nach rechts. Dadurch erhalten wir ein zusammenhängendes Bild der Wanddicken etwa von hohen Tanks, Tankdächern, Flachbodentanks, liegenden Behältern, Druckbehältern, Wärmetauschern oder sogar Rohrleitungen. Das LSI-System speichert die Wanddicken mit genauer Lage als A-, B- und Scans und stellt sie grafisch in Farbe mit absoluten Werten dar. Erosionen, Korrosionen, Verschleiß und andere Unregelmäßigkeiten im oder am Bauteil können wir so sicher identifizieren und bewerten.

Guided Waves – der schnelle Screen über weite Strecken

Mit dieser neuen Screening-Technologie können wir längere Abschnitte von Rohrleitungen, Rohrbrücken, Leitungen in Straßendurchführungen oder isolierte Leistungen sicher und schnell kontrollieren. Vor allem in der Petrochemie, Chemie und Kraftwerken müssen Rohrsysteme regelmäßig auf Schäden geprüft werden. Das Prüfverfahren Guided Waves arbeitet dabei mit niederfrequenten Ultraschallwellen, die mittels eines Prüfrings in das Rohr eingebracht werden. Mehr als 25 Meter einer Rohrleitung in beide Richtungen können unsere Prüfer – ausgehend vom Prüfring – bei einer Messung flächendeckend erfassen. Die Guided Waves-Prüfung ist auch bei laufendem Betrieb möglich.  

Automatisierte  Ultraschallprüfung
 
In speziellen Prüfhallen können wir lange Rohre und Stäbe bzw. Stangenmaterial, das später weiterverarbeitet wird, mit unseren automatisierten UT-Systemen stationär prüfen. 
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