DACH - Jahrestagung 2004 Salzburg

ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung

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Charakterisierung und Optimierung der Schallfelder von Gruppenstrahlerprüfköpfen durch Richtcharakteristikmessungen und Modellrechnungen

T. Heckel, R. Boehm, D. Tscharntke, BAM Berlin
Kontakt: Dipl.-Ing. Thomas Heckel

Kurzfassung

In der zerstörungsfreien Prüfung mit Ultraschall werden zunehmend automatisierte Prüfanlagen eingesetzt. Sinkende Investitionskosten für die Geräte und steigende Anforderungen bezüglich der Prüfbarkeit der Komponenten haben einen Trend zum Einsatz der Gruppenstrahlertechnik begünstigt. Gleichzeitig werden an die Prüfsysteme steigende Anforderungen gestellt, bei im allgemeinen eingeschränkten Bedingungen für deren Gestaltung. Die Einschränkungen beziehen sich vorwiegend auf eine stark eingeschränkte Zugänglichkeit an Bauteilen, die bei Wiederholungsprüfungen im eingebauten Zustand geprüft werden sollen. Randbedingungen wie z.B. die Anzahl der zu verwendenden Prüfköpfe, die Prüfgeschwindigkeit und die geometrischen Voraussetzungen für die Prüfung stellen zusätzliche Herausforderungen dar. Diese Tendenzen machen die Entwicklung von für die einzelnen Prüfaufgaben optimierten Gruppenstrahlerprüfköpfen erforderlich.

Zu Beginn der Prüfkopfentwicklung muss die künftige Prüfsituation analysiert werden, um die gewünschten bzw. erforderlichen Schallfeld- und Prüfkopfeigenschaften zu ermitteln. Aus diesen Eigenschaften lässt sich ein erster Parametersatz für die Modellrechnung ableiten. Dieser Parametersatz wird in den nachfolgenden Modellrechnungen prüfaufgabenspezifisch optimiert. Anschließend wird ein Prototyp nach dem optimierten Parametersatz angefertigt. Mit dem Richtcharakteristikmessplatz kann das Schallfeld (Hauptkeule, evtl. Nebenkeulen) und die Impulsform in verschiedenen Abständen und Richtungen vom Prüfkopf vermessen werden. Die gemessenen Ergebnisse können mit den Ergebnissen der Modellrechnungen auf Basis einer Punktquellensynthese verglichen werden.

Anhand von Beispielen wird der Aufbau eines Richtcharakteristikmessplatzes erläutert. Der eingesetzten Messtechnik wird dabei besondere Aufmerksamkeit gewidmet, da diese einen entscheidenden Einfluss auf die Impulsform und das Signal-Rausch-Verhältnis hat.

STARTHerausgeber: DGfZPProgrammierung: NDT.net