Im Rahmen von mehreren Forschungsprojekten hat sich TÜV SÜD mit neuen Prüftechnologien beschäftigt und eine hoch entwickelte Ultraschalltomografie (Sampling Phased Array) für besondere Prüfaufgaben und einen praxisnahen Einsatz entwickelt. Anhand der Ergebnisse können Befunde wesentlich besser als bisher identifiziert und bewertet werden.
Bestehende Verfahren zur Zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) beispielsweise auf Ultraschallbasis stoßen bei vielen Komponenten an ihre Grenzen. Die Ursache dafür sind baulich eingeschränkte Verfahrwege für den Prüfkopf oder die Streuung des Prüfschalls sowie immer komplexere Geometrien der Bauteile. Aus diesem Grund müssen Komponenten wie Industriearmaturen, druckführende Rohre oder Dampf-kessel zur Sicherstellung eines vernünftigen Weiterbetriebes auf eine andere, individuellere Weise geprüft werden.
„Mit der Ultraschalltomografie können wir auch Komponenten untersuchen, die bisher nicht optimal zugänglich und prüfbar waren“, sagt Hans Christian Schröder, Leiter Kraftwerks- und Anlagenservice der TÜV SÜD Industrie Service GmbH in Mannheim. „Zudem lassen sich die Befunde mit dieser Technologie wesentlich besser identifizieren und bewerten.“ Auf der Grundlage von fehlerbehafteten Proben mit Rissen haben die TÜV SÜD-Experten nachgewiesen, dass mit der Ultraschalltomografie die Fehler in einer wesentlich höheren Auflösung als durch Radiografie-Prüfungen dargestellt und damit hinsichtlich ihrer Lage im Bauteil und ihrer Größe optimal beurteilt werden können. „Zudem können die geschädigten Flächen mit unserem Verfahren ähnlich dargestellt werden, wie die Bruchfläche in einer fraktografischen Untersuchung“, ergänzt Jörg Schenkel, Experte für Zerstörungsfreie Prüfungen bei TÜV SÜD Industrie Service in Mannheim. „Nach einem weiteren Optimierungsschritt könnte die Ultraschalltomografie solche fraktografischen Untersuchungen in Zukunft sogar ersetzen.“
Die Prüfung mittels Ultraschalltomographie konzentriert sich darauf, mögliche Fehlstellen in den Komponenten zu lokalisieren und mit Blick auf einen möglichen Weiterbetrieb der Anlage zu bewerten. Damit sind die Ergebnisse der Ultraschalltomografie gerade auch im Bereich von bestehenden Kraftwerken, Anlagen und Maschinen von besonderem Interesse.
Das neuartige Prüfsystem entstand aus einer Kooperation von TÜV SÜD mit dem Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) und I-Deal-Technologies, Saarbrücken. Es besteht aus einem Manipulator, der Ultraschall-Einheit und einem PC mit Visualisierungssoftware. Das Prüfbild wird dreidimensional und selbst bei hohen Prüfgeschwindigkeiten in Echtzeit rekonstruiert. Einsetzen lässt sich das Verfahren zur Qualitätssicherung oder alternativ zur Röntgenprüfung – insbesondere wenn höchste Anforderungen an die Fehlerbewertung bestehen.
Vortragshinweis: „Prüfen von Altanlagen und Komponenten auf kritische Fehler – Chancen der ZfP“, Hans Christian Schröder und Jörg Schenkel; TÜV SÜD Industrie Service GmbH, Kraftwerks- und Anlagenservice, Mannheim; auf der 30. FDBR Fachtagung „Rohrleitungstechnik“ in Magdeburg, 24./25. März 2015.
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