Die Ausbreitung von Ultraschallwellen in austenitischen Schweißverbindungen - inhomogenenanisotropen Materialien - ist äußerst komplex, so daß ein physikalisches Verständnis, beispielsweise von A-Bildern, nur möglich ist, wenn Simulationen unterstützend hinzugezogen werden. Eine einfache und schnelle Simulationsmethode ist die Strahlenverfolgung (Ray Tracing) [Ogilvy,1985; Vijayendra & Neumann, 1996], deren Gültigkeitsbereich jedoch unter anderem entscheidend durch- fehlende Amplitudeninformation,
- Versagen in stark inhomogenen Materialien,
- Nichtberücksichtigung inhomogener Wellen
begrenzt wird. Für praktische Anwendungen sind die Auswirkungen dieser Begrenzungen allerdings wenig untersucht. Da der EFIT-Code für inhomogene anisotrope Materialien [Marklein, 1998; Hannemann et al., 1998] ein numerisch (weitgehend) exaktes Modellierungsverfahren darstellt, welches die Physik der Ultraschallwellenausbreitung vernachlässigungsfrei nachbildet, können Ray-Tracing-Ergebnisse durch entsprechende parallele Modellierungen auf den Prüfstand gebracht werden. Wir untersuchen drei Beispiele:- ein planar geschichtetes Material (hierfür gibt es zusätzlich analytische Ergebnisse von Eriksson et al. [1998]),
- die "Ogilvy-Schweißnaht" und
- eine Engspaltschweißnaht mit einer Fischgrätenstruktur der austenitischen Stengelkristalle.
Für das letzte Beispiel existiert ein Testkörper, so daß der Ray-Tracing-EFIT-Vergleich zusätzlich durch Messungen unterstützt wird.Eriksson, A. S., J. Mattsson, A. J. Niklasson: Modelling of Ultrasonic Crack Detection in Anisotropic Materials. NDT 6 E International, 1998. (zur Veröffentlichung eingereicht)
Hannemann, R., R. Marklein, K. J. Langenberg: Numerical Modeling of Elastic Wave Propagation in Inhomogeneous Anisotropic Media. In: Proceedings of 7th European Conference on Non-Destructive Tesling. Copenhagen 26-29 May, 1998.
Marklein, R.: Numerische Verfahren zur Modellierung von akustischen, elektromagnelischen, elastischen und piezoelektrischen Wellenausbreitungsproblemen im Zeitbereich basierend auf der Finiten Integrationstechnik. Shaker Verlag, Aachen, 1998. (Dissertation, Universität GH Kassel, Kassel, 1997.)
Ogilvy, 3. A.: Computerized ultrasonic ray tracing in austenitic steel. NDT International, Vol. 18, No. 2, pp. 67-77, April 1985.
Vijayendra, M. K., E. Neumann: Über Probleme der Ortung mit Ultraschall in austenitischem Schweißgut - Das scheinbare "Schielen" des Prüfkopfs. In: Vorträge und Plakalberichle, DGZfP-Jahrestagung 1996; Zerstörungsfreie Materialprüfung, Berichtsband 52.2, S. 461-478. Hrsg. Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung, 1996.