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Etablierung der Phased-Array-Prüftechnik an Radsatzwellen der Baureihe 485 ohne Längsbohrung im eingebauten Zustand bei der S-Bahn Berlin In dem Vortrag werden die gesammelten Erfahrungen zum genannten Thema ausgeführt. Inhaltlich werden die Hintergründe zur Wahl der angewendeten Technik, der Entwicklungsprozess der Prüftechnik sowie der dazu notwendigen Software und deren Anwendung dargelegt.

Moderne Phased-Array-Ultraschallprüfgeräte stellen dem Prüfer eine Vielzahl verschiedener Verfahren zur Ultraschallprüfung zur Verfügung, damit dieser seine Aufgabe bestmöglich erfüllen kann. Dieser Vortrag zeigt die Techniken auf, die in modernen Prüfgeräten implementiert sind. Anhand von Beispielen aus der Praxis werden die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren gezeigt und diskutiert. Linear-, Sektor- und Compound-Scans gehören zu den Standardtechniken, die unter anderem bei der Schweißnahtprüfung eingesetzt werden. Die Prüfung mit der Total Focusing Method (TFM) basierend auf der Full Matrix Capture (FMC) Datenaquisition stellt besondere Anforderungen insbesondere an portable Prüfelektroniken und wird zum Beispiel zur Prüfung von HDPE-Muffen oder Wasserstoffinduzierten Rissen eingesetzt. Der Vortrag zeigt die Vorteile gegenüber den klassischen Techniken und diskutiert mögliche Nachteile. Abschließend wird gezeigt, wie die Vorteile der Total Focusing Method mit Plane Wave Imaging (PWI) auch bei höheren Prüfgeschwindigkeiten und kleineren Datenmengen genutzt werden können.

Zur Sicherstellung der Betriebssicherheit für die Züge der S-Bahn Berlin soll die bislang verwendete manuelle konventionelle Ultraschallprüfung abgelöst werden durch eine semiautomatische Prüfung unter Verwendung eines selbsttätig arbeitenden Scanner-Systems sowie der Phased Array Technik. Hierzu wurde eine Prüfeinrichtung entwickelt, die Stirnseitig auf die Achse aufgesetzt wird und motorbetrieben eine Prüfspur von 360° abfährt. Unter Verwendung der Phased Array Technik kann der gesamte Prüfbereich von 500-1.500 mm Achslänge erfasst und Defekte in einer Abwicklung der Achsenoberfläche farbcodiert dargestellt werden. Die Bewertung kann direkt am Gerät vom Bedienungspersonal durchgeführt und dokumentiert werden.

Ultrasonic Phased Array techniques are applied in medical and technical fields for many years now. Due to increasing computer performances nowadays also advanced imaging techniques can be applied, delivering higher image resolutions compared to traditional sector scans and linear scans which are only based on focused sound beams. The total focusing method (TFM) is a signal processing algorithm using data acquired in full matrix capture mode (FMC). All computations are achieved at a refresh rate up to 30 frames per second. With TFM imaging different ultrasonic modes can be defined for longitudinal waves, shear waves and even sound paths with mode conversions, like Long-Long-Trans (LLT), for example. The LLT-technique has the potential to replace traditional tandem techniques due to its advantage concerning space requirements, as only one array probe is needed. Practical results will be demonstrated and discussed within the presentation.

Seit dem Jahr 2012 ist bei der BGH Edelstahl Siegen GmbH ein Prüfportal für Stabdurchmesser von 300 mm bis 1000 mm im Einsatz. Für die Ultraschallprüfung von Stäben mit Durchmessern zwischen 100 mm und 400 mm wurde in der Jahresmitte 2016 ein weiteres Prüfportal in Betrieb genommen. Diese neue Prüfanlage steht im Fokus dieses Beitrags. ;Da die zu prüfenden Stäbe bis zu 18 m lang sind und das Transportkonzept nur eine seitliche Zuführung der Stäbe erlaubt, musste eine freitragende Prüfbrücke realisiert werden. Am linken Ende der Prüfbrücke wurde eine Kalibrierstation zur schnellen Überprüfung der Prüfempfindlichkeit aller Prüfköpfe installiert. Dadurch beträgt die Gesamtlänge der Prüfmaschine etwas mehr als 32 m, wovon 20,5 m freitragend sind. Zur Sicherstellung einer vollständigen Prüfung mit der erforderlichen Überlappung der Prüfspuren und der nötigen Prüfgeschwindigkeit sind sechs Prüfwagen im Einsatz. Jeder Prüfwagen beinhaltet je ein Prüfsystem für ferritische und austenitische Werkstoffe mit unterschiedlichen Prüffrequenzen. Eine aufwändige Schnellwechsel-Vorrichtung ermöglicht die Umstellung auf den zu prüfenden Werkstoff. Somit sind in der Anlage insgesamt 48 Prüfköpfe verbaut, von denen jeweils 24 Prüfköpfe aktiv sind. Jedes Prüfsystem arbeitet mit 4 Prüfköpfen: Die Prüfung des oberflächennahen Bereiches erfolgt mit einem SE-Prüfkopf auf 0,8 mm KSR. Die Prüfung des Kernbereichs erfolgt mit Senkrecht-Einschallung auf 1,0 mm KSR. Zwei Prüfköpfe sind zur Winkeleinschallung in beide Umfangsrichtungen vorgesehen und werden mit einer 3 mm-Längsbohrung abgeglichen. ;Nach Einlegen der Stäbe werden die Prüfteile in Rotation versetzt und die Prüfsysteme von oben aufgesetzt. Jeder Prüfwagen fährt einen Teilbereich der Stablänge mit schraubenförmigen Prüfspuren zur vollständigen Abdeckung des Prüfvolumens ab. Alle Prüfköpfe arbeiten in Spaltankopplung und sitzen in separaten, kardanisch aufgehängten Prüfkopfhaltern, die eine optimale Nachführung an der Staboberfläche liefern. ;Die Anlage verfügt zudem über eine optische Stabenden-Überwachung mit einem Kamerasystem, eine Return-To-Defect-Funktion, eine komfortable C-Bild-Software mit einer 12-Uhr-Erkennung und eine Farbmarkiereinheit.