Oberflächenvorbereitung für ZfP Normierung, Umsetzung in der Praxis und Einfluss auf die Prüf-Resultate bei Anwendung von PT, MPT, UT und ECT

Transkript

1 Oberflächenvorbereitung für ZfP Normierung, Umsetzung in der Praxis und Einfluss auf die Prüf-Resultate bei Anwendung von PT, MPT, UT und ECT

2 Hintergrund Entstehung Jet Clean Systems 2015 Fusion 2015 Personal Lizenzrecht Patent Nr. DE Produktion Vertrieb Marketing Engineering After Sales Prozessentwicklung 2

3 Hintergrund Applikationen im Kraftwerksmarkt Dampfturbinen: PT, MP, UT Gasturbinen: UT, EC, PT 3

4 Hintergrund Applikationen im Kraftwerksmarkt Boiler: UT (Risse und Wandstärke) HRSG: Visual Inspection 4

5 Randbedingungen Einflussfaktoren: Allgemein Zeitaufwand Kosten Prüfbarkeit Prüfaufwand Prüfresultate Qualität Diverse Zielkonflikte: Suche nach einem Optimum 5

6 Randbedingungen Einflussfaktoren: Organisatorisch Zeitaufwand Kosten Prüfbarkeit Prüfaufwand Prüfresultate Qualität Endkunde/Auftraggeber Engineering Department (Spezifikationen) Generalunternehmer / Site Manager Reiniger NDT-Prüfer Assessment extern Intern/extern Intern/extern Diverse Zielkonflikte: Suche nach einem Optimum 6

7 Normierung Anforderungen gemäss Normen Verfahren Norm Anforderungen Eindringverfahren (PT) ISO : Oberfläche gereinigt und getrocknet - Bemerkung zur Oberflächenbehandlung und -beschaffenheit als Einflussfaktor Magnetpulverprüfung (MP) ISO : Frei von Schmutz, Zunder, losem Rost, Schweissspritzern, Fett, Oel und Fremdstoffen -Nicht ferromagnetische Schichten bis 50µm (bspw. Farbe) ohne Einfluss - Visueller Kontrast nötig 7

8 Normierung Anforderungen gemäss Normen Verfahren Norm Anforderungen Wirbelstromprüfung (ECT) ISO 15549: Oberflächenzustand kann das Prüfergebnis beeinflussen, insbesondere: Schmutz, Zunder, nichtleitende Schichten unterschiedlicher Dicke, leitende Oberflächenschichten, Oberflächenrauheit, Oel, Fett oder Wasser - Prüfungsnachweis notwendig Ultraschallprüfung ISO 16810: Oberfläche frei von Schmutz, losem Zunder, Schweissspritzern, etc. - Gleichmässige Kontur und Glättung für die Ankopplung 8

9 Normierung Oberflächenvorbereitung Schwedisch SIS International ISO-norm Amerikanisch SSPC-SP NACE Englisch BS 4232 SA 3 SA 3 SSPC-SP5 White Metal Blast Cleaning NACE 1 First Quality SA 2 ½ SA 2 ½ SSPC-SP10 Near White Metal Blast Cleaning NACE 2 Second Quality SA 2 SA 2 SSPC-SP6 Commercial Blast Cleaning NACE 3 Third Quality SA 1 SA 1 ST 3 ST 3 ST 2 ST 2 SSPC-SP7 Brush-Off Blast Cleaning SSPC-SP3 Powertool Cleaning SSPC-SP2 Hand Tool Cleaning NACE (Quelle: 9

10 Normierung Oberflächenvorbereitung DIN-ISO 8501:2007 (Quelle: 10

11 Normierung Oberflächenrauheit DIN EN ISO 4287 Arithmetischer Mittenrauhwert Ra o Quadratisches Mittel über eine Messstrecke o Gängigste Angabe, starke Mittelung Gemittelte Rauhtiefe Rz o Mittelung der max. Rauhtiefe über 5 Abschnitte einer Messstrecke o Aussagekräftiger Wert als Ra (Quelle: 11

12 Normierung Oberflächenrauheit DIN EN ISO 4287 Werte bei unterschiedlichen Oberflächen (Quelle: 12

13 Zielgrösse gemäss Norm? Normierung Zusammenfassung bestehende Normen Allgemeine Erkenntnis o Oberflächenvorbereitung entscheidend für die Prüfresultate o Normierung nur qualitativ formuliert o Schwierige Quantifizierung (Ra, Sa) Anforderungen: o Frei von Zunder, Oel Fett, Schmutz o Schichtdicken relevant (falls zulässig), gleichmässig o Oberflächengüte relevant Je besser die Oberflächenvorbereitung, desto besser die Prüfung 13

14 Umsetzung in der Praxis Verwendete Methoden, Technologien Manuelle Verfahren: o Hand Cleaning mit Scotch Brite o Wabbel -Scheiben, Schleifen Strahlverfahren: o Trockenstrahlen mit: o Glasperlen, Korund, Granatsand, Schlacke o Trockeneis o Sponge Blasting o Nassstrahlen o Dry Steam 14

15 Umsetzung in der Praxis Strahlen während Kraftwerksinspektionen Allgemeines: o Extremer Zeit- und Kostendruck o Viele Unterlieferanten o Viele Schnittstellen o Wenig Dokumentation 15

16 Umsetzung in der Praxis Strahlen während Kraftwerksinspektionen Strahlen mit Glasperlen: o 8bar Strahldruck, 50kW Leistung o Glasperlen 160µm Suspension Technology: o 120bar Wasserdruck, 5kW Leistung o Korund Mesh

17 Auswirkungen auf Prüfresultate Eindringprüfung: Glasperlstrahlen: o Oberfläche bei 50x Vergrösserung Suspension Technology: o Oberfläche bei 50x Vergrösserung 17

18 Auswirkungen auf Prüfresultate Eindringprüfung: Glasperlstrahlen: o Risse durch schlechtes Schweissen erzeugt o Proben ausgemessen vor der Strahlbehandlung (Bild links) o Proben ausgemessen nach der Strahlbehandlung (Bild rechts) 18

19 Auswirkungen auf Prüfresultate Eindringprüfung: Suspension Technology: o Risse durch schlechtes Schweissen erzeugt o Proben ausgemessen vor der Strahlbehandlung (Bild links) o Proben ausgemessen nach der Strahlbehandlung (Bild rechts) 19

20 Auswirkungen auf Prüfresultate Eindringprüfung: Trockenstrahlen mit Granat: o Risse durch schlechtes Schweissen erzeugt o Proben ausgemessen vor der Strahlbehandlung (Bild links) o Proben ausgemessen nach der Strahlbehandlung (Bild rechts) 20

21 Umsetzung in der Praxis Strahlen während Kraftwerksinspektionen Zeitdruck auf der Baustelle: o Zeitplan vor Qualität o MT-Prüfung der Schaufeln komplett 21

22 Umsetzung in der Praxis Strahlen während Kraftwerksinspektionen Zeitdruck auf der Baustelle: o Zeitplan vor Qualität o MT-Prüfung der Schaufeln komplett 22

23 Umsetzung in der Praxis Strahlen während Kraftwerksinspektionen Zeitdruck auf der Baustelle: o Zeitplan vor Qualität o MT-Prüfung der Schaufeln komplett 23

24 Normierung Reminder: Anforderungen gemäss Normen! Verfahren Norm Anforderungen Eindringverfahren (PT) ISO : Oberfläche gereinigt und getrocknet - Bemerkung zur Oberflächenbehandlung und -beschaffenheit als Einflussfaktor Magnetpulverprüfung (MT) ISO : Frei von Schmutz, Zunder, losem Rost, Schweissspritzern, Fett, Oel und Fremdstoffen -Nicht ferromagnetische Schichten bis 50µm (bspw. Farbe) ohne Einfluss - Visueller Kontrast nötig 24

25 Auswirkungen auf Prüfresultate Eindringprüfung: Trockenstrahlen mit Granat: o Almentest Testkörper N o Strahldruck 4bar, Verweildauer 2, 5 und 10 Sekunden 25

26 Umsetzung in der Praxis Strahlen während Kraftwerksinspektionen Spezifikation für Wirbelstromprüfung o Low-Cost Applikation o Wenig Dokumentation o Als SA 2 spezifiziert NEF OK 26

27 Umsetzung in der Praxis Strahlen während Kraftwerksinspektionen Spezifikation für Wirbelstromprüfung o Low-Cost Applikation o Wenig Dokumentation o Als SA 2 spezifiziert NEF OK 27

28 Normierung Reminder Oberflächenvorbereitung DIN-ISO 8501:2007! (Quelle: 28

29 Auswirkungen auf Prüfresultate Ultraschallprüfung (UT): Oberflächenrauheit entscheidend: o Kopplung zum Werkstück o Standard-Spec war offiziell immer mindestens N7 (Ra 1.6µm) o Teilweise schliff der Prüfer von Hand Bauteile nach o Noise-Level o Kalibrationsblöcke geschliffen o Sizing? Preventive Maintenance? 29

30 Auswirkungen auf Prüfresultate Wirbelstromprüfung (ECT): Sensivitätsverlust : o Bspw. bei Hämatit o Simulation mit: o 2mm Riss o 60Hz AC Induktion o Magentischer Stahl Noise level: o Rauheit o Sauberkeit 30

31 Auswirkungen auf Prüfresultate Wirbelstromprüfung (ECT): Noise Level bei Kalibration: 31

32 Auswirkungen auf Prüfresultate Wirbelstromprüfung (ECT): Noise Level bei gereinigtem Bauteil: 32

33 Auswirkungen auf Prüfresultate Wirbelstromprüfung (ECT): Noise Level bei verbleibender Zunderschicht: 33

34 Zielgrösse gemäss Norm? Auswirkungen auf Prüfresultate Zusammenfassung bestehende Tests/Erfahrungen Allgemeine Erkenntnis o Prüfer erkennt die Art der Vorbereitung nicht o Oberflächenvorbereitung entscheidend für die Prüfresultate o Bessere Oberflächengüte führt zu besserer Koppelung und/oder Noise-Reduktion Klarere Indikationen für den Prüfer o Leistungseintrag in die Oberfläche entscheidend (Zuhämmern, Verformung) Je besser die Oberflächenvorbereitung, desto besser die Prüfung 34

35 Folgen Was passiert wenn Risse übersehen werden (Quelle: Google Images) 35

36 Folgen Was passiert wenn Risse übersehen werden (Quelle: Google Images) 36

37 Folgen Was passiert wenn Risse übersehen werden (Quelle: Google Images) 37

38 Zusammenfassung, Diskussion Oberflächenvorbereitung für ZfP 1. Vernachlässigter Aspekt der Prüfung: o Schlechtes Image (Putzen) o Kostendruck vor Qualitätsdenken 2. Normierung nur sehr vage, keine quantitativen Grössen o Auslegungssache des Prüfers, des Engineering Departments, des Kunden o Prüfbar wenn der Prüfer der Prüfung zustimmt. 3. Massive Folgenschäden und Sicherheitsmängel werden toleriert 4. Normierung als einziger Weg zur Verbesserung der Situation 5. als Beispiel 38