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Ausgewählte Ausgabe: 01-02-2016 Ansicht: Modernes Layout
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Mehr Freiheit beim Bauteil-Design

Eine weiterentwickelte Ultraschall-Tomografie eröffnet Konstrukteuren neue Möglichkeiten beim Design von Bauteilen. Dazu zählt vor allem, dass sich neue Werkstoffe einsetzen und andere Geometrien realisieren lassen.


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Laborversuch mit Prüfmanipulator

Konstrukteure sollen mit dem technischen Fortschritt stets neue Lösungen für teils immer komplexere Komponenten finden. Hoch belastbare Bauteile für Maschinen und Anlagen müssen sich zugleich gut prüfen lassen – sowohl zur Qualitätssicherung nach der Herstellung wie auch während des laufenden Betriebs. Bisher mussten Bauteile darüber hinaus mitunter so konstruiert werden, dass sie ausreichende Verfahrwege und Prüflängen für die Prüfelemente herkömmlicher zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfP) bieten – selbst wenn der spätere Einsatzzweck das nicht erfordert. Dies ist oftmals mit einem höheren Gewicht des Bauteils und höheren Konstruktionskosten verbunden.
Mittels ZfP nehmen erfahrene Experten dabei Inhomogenitäten im Grundwerkstoff und Schweißnähte ins Visier. So können die dauerhafte Belastbarkeit und Funktionalität des Werkstücks sichergestellt und später Stillstandzeiten reduziert werden. Dabei fordern neue Materialien wie Nickelbasis-Werkstoffe und komplexe Bauteilgeometrien die Prüfer immer wieder heraus. Gängige Verfahren und Normen sind mitunter nicht wirtschaftlich oder nicht zuverlässig anwendbar.

Grenzen gängiger Prüfverfahren

Bisherige Prüfverfahren auf Röntgen- oder Ultraschallbasis werden dann eingesetzt, wenn die zu erwartenden Fehler und deren Lage im Werkstück bekannt sind. Bei komplexen Bauteilgeometrien oder modernen Werkstoffkonzepten kommen sie an ihre Grenzen. Die Fehlerprüfung mittels Röntgen ist beispielsweise bei dickwandigen Komponenten kaum noch aussagekräftig. Je nach Fehlerausrichtung und Position der Strahlenquelle werden beispielsweise Lagebindefehler nicht gefunden. Schallstreuende, akustisch anisotrope Metalllegierungen auf Nickelbasis oder Engspaltschweißnähte mit steilen Flankenwinkeln erschweren die konventionelle Ultraschallprüfung.
Mit dem technischen Fortschritt verfügt aber auch die ZfP selbst über mehr und mehr Möglichkeiten, besondere Prüfanforderungen zu lösen. Genauere Fehlerdarstellungen und reduzierter Ausschuss wiegen in der Regel die erforderlichen Mehrinvestitionen auf. Ein Verfahren, das individuell qualifizierte Sonderprüfungen mit belastbaren Ergebnissen ermöglicht, ist eine weiterentwickelte Ultraschalltomografie.

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Autoren

 Jörg Schenkel

Projektingenieur Kraftwerks- und Anlagentechnik
(NDT-Level 3), TÜV SÜD Industrie Service

 Claas Lehmkuhl

Projektingenieur Kraftwerks- und Anlagentechnik,
TÜV SÜD Industrie Service

 Hans Christian Schröder

Leiter Kraftwerks- und Anlagenservice / Branchenmanager Kraftwerke, TÜV SÜD Industrie Service, Mannheim

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