Neues Buch: UT austenitischen Plattierungen, Mischnähten und austenitischen Schweißnähten

Ultraschallprüfung von austenitischen Plattierungen, Mischnähten und austenitischen Schweißnähten

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Chapter IV:
Ultrasonic Testing of Austenitic and Dissimilar Metal Welds [D]
Chapter V:
Generation of Horizontally Polarized Shear Waves with EMAT Transducers [D]

Dr.-Ing Eberhard Neumann und Mitautoren
Dr.rer.nat Sigrun Hirsekorn
Dr.rer.nat Gerhard Hübschen
Dr.-Ing. Tilman Just
Dr.-Ing. Rudi Schmid

Theorie und Praxis Regelwerk
Expertverlag 1995
Kontakt & Studium; Bd. 377: Werkstoffe
ISBN-3-8169-1078-5
Mit 340 Seiten, 204 Bildern und 210 Literaturstellen
© Expert Verlag; D- 71272 Renningen Malmsheim.
Homepage: http:www.expertverlag.de

Unser Kommentar: Ein Buch welches neben dem speziellen Thema der austenitischen Problemstellung, besonders in den Kapiteln 4 und 5 mit ca. 100 Seiten, jedoch auch über allgemeine Themen der Ultraschalltechnik und auf EMAT (EMUS) Prüfköpfe besonders eingeht.
Rolf Diederichs

Autoren-Vorwort

In dem Maße wie akustisch anisotrope Werkstoffe, zu denen auste nitisches Schweißgut, austenitische Plattierungen, auch austenitischer Guß und neuerdings auch Hochleistungsverbundwerkstoffe in sicherheitsempfindlichen Anlagen ebenso wie einkristalline Werk stoffe, beispielsweise für Turbinenschaufeln gehören, wird es in zu nehmendem Umfang zur Ausbildung der Ultraschallprüfer gehö ren, sich mit den Gesetzmäßigkeiten der Schallausbreitung in diesen Werkstoffen vertraut zu machen. Dabei muß der Ultraschallprüfer sich mit der Erkenntnis anfreun den, daß die Ultraschallwellen in diesen Werkstoffen nicht diesel ben Longitudinal- und Transversalwellen wie in den ihm vertrauten akustisch isotropen Werkstoffen sind. Die charakteristischen Eigen schaften dieser Ultraschallwellen, Phasengeschwindigkeiten und Schwingungsrichtungen (Polarisationen), hängen nun nämlich von der elastischen Anisotropie des Materials ab, so daß

sich grundsätzlich nur drei Wellenmoden, ein longitudinaler und zwei transversale, ausbreiten können, deren Schwingungs richtungen immer senkrecht zueinander stehen, (während in isotropem Material bekanntlich beliebige Schwingungsrichtun gen beliebig vieler transversaler Wellen möglich sind),
die Schallgeschwindigkeiten richtungsabhängig sind, d. h. vom Einschallwinkel abhängen,
der Ultraschallstrahl "abgelenkt" wird, d. h. der Energie- Transport des Ultraschallstrahls nicht senkrecht zu den Wel lenfronten gerichtet ist, und auch diese Ablenkungrichtungs abhängig ist, d. h. vom Einschallwinkel abhängt,
die Schwingungsrichtung der drei Wellenmoden i. a. weder rein transversal noch rein longitudinal ist, sondern sich aus Anteilen beider Schwingungsrichtungen zusammensetzt: man hat es i. a. mit Mischpolarisationen zu tun,
die Schwingungsrichtung (Polarisation) jedes der drei Wellen- moden richtungsabhängig ist, d. h. ebenfalls vom Einschall- winkel abhängt,
Grenzflächen i. a. durch dreifache Brechung und Reflexion (statt wie im isotropen Fall durch zweifache) in Erscheinung treten, weil immer alle drei Wellenmoden an Grenzflächen aneinander ankoppeln,
die Ultraschallstreuung an Grenzflächen für die drei Wellen- moden unterschiedlich und ebenfalls richtungsabhängig ist, d. h. vom Einschallwinkel abhängt.

Weil akustisch anisotrope Werkstoffe wie Schweißgut und Plattie rungswerkstoff andere akustische Eigenschaften als isotrope Werk stoffe haben, müssen sich auch die Prüftechniken unterscheiden: Die Anwendung konventioneller Prüftechniken auf diese Prüfpro bleme kann nur dann Erfolg haben, wenn man dabei die physika lischen Vorgänge bei der Ultraschallausbreitiing kennt. Ohne diese Kenntnisse gibt es auch darüber hinaus keine problemangepaßte Prüftechnik, geschweige denn eine hinreichende Aussagesicherheit bei der Prüfung. Das vorliegende Fachbuch unternimmt es, den für die Ultraschall prüfung akustisch anisotroper Werkstoffe erforderlichen Wissens stoff zusammenzutragen, um das "know-how" und die Prüftechnik der Prüfpraxis besser zugänglich zu machen und die Prüftechnik der Standardisierung näherzubringen. Es werden zunächst die physika lischen Grundlagen der Schallausbreitung in akustisch anisotropen Werkstoffen behandelt, soweit sie für die Ultraschallprüfung dieser Werkstoffe benötigt werden. Dabei wird die Betrachtung alsbald auf einen vergleichsweise einfachen Spezialfall akustisch anisotropen Werkstoffs, den Werkstoff mit Texturanisotropie, für den austeniti sches Schweißgut und austenitischer Plattierungswerkstoff Beispiele sind, eingeengt. Danach werden problemangepaßte Prüfkonzepte erörtert. Die in den letzten Jahren entwickelten Prüftecliniken, ba sierend sowohl auf piezoelektrischer als auch elektromagnetischer Ultraschall-(EMUS-)Wandlung werden vorgestellt. Schließlich wer den Prüfanleitungen, Richtlinien, Normen und Regelwerke, die für diese Prüfungen bisher aufgestellt wurden, behandelt.

Die einzelnen Kapitel sind voneinander unabhängig, so daß das Buch auch zum Nachschlagen geeignet ist. Es wendet sich ent sprechend an den gesamten Leserkreis aus Werkstoffprüfern, Tech nikern, Ingenieuren und wissenschaftlichen Mitarbeitern in Quali tätsstellen von Firmen der stahlerzeugenden und -verarbeitenden Industrie und auch der Hersteller und Verarbeiter der (akustisch anisotropen) Verbundwerkstoffe, der chemischen Industrie, des Kes selbaus und der Energiewirtschaft, in Prüfaufsichts- und Überwa chungsstellen, in Unternehmen und Institiiten des Prüfdienstes.

Das Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT) hat in den siebziger und Achtziger Jahren die Untersuchungen auf dem Gebiet der UltraschaRprüfung austenitischer Schweißverbin dungen, deren Ergebnisse in diesem Buch dargestellt sind, finanziell gefördert. Dafür danken wir.

Ebenso habe ich für Mitarbeit und Hilfe vieler Kollegen zu danken. Dies gilt in erster Linie für Herrn Dipl.-Ing. Munzikoti K. Vijayen dra, mit ihm zusammen wurde ein Großteil der in den Kapiteln 1 und 2 dargestellten Ergebnisse erarbeitet. Herrn Dipl.-Ing. Klaus Matthies danke ich für Diskussionen und wertvolle Hinweise. Herr Wolfgang Gieschler hat bei der Herstellung des Satzes umsichtig und kenntnisreich geholfen, wofür ich ebenfalls danke.

E. Neumann Berlin, im Dezember 1994

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Rolf Diederichs 1. September 1996, info@ndt.net