Fortschrittliche Schweissnahtprüfung mit Phased Array DVS Congress Reinbert Rosenberg
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- Horst Dressler
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1 Fortschrittliche Schweissnahtprüfung mit Phased Array DVS Congress 2011 Reinbert Rosenberg
2 Warum Phased Array? Schnelles elektronisches Scannen ohne bewegte Teile Verbesserte Prüfempfindlichkeit durch die Schallfeldsteuerung Prüfen mit verschiedenen Winkeln durch elektronisches Steuern Prüfarten: I/E, S/E, TOFD, Tandem Höhere Flexibilität beim Prüfen komplexer Geometrien Optimierte Fokussierung Optimierter Einschallwinkel OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 4
3 Was ist Phased Array? Phased-Array Technik gestattet das elektronische Steuern der akustischen Eigenschaften des Schallfeldes Schallfeldänderungen werden durch zeitlich versetztes Anregen beim Senden und Empfangen von jedem einzelnem Element des Phased Array-Sensors erzielt Die Bewertung der Ultraschallanzeigen erfolgt nach bekannten Methoden OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 5
4 Grundlagen von Phased-Array Sensoren Ein Linien-Array (1D) ist ein langer konventionller Schwinger geschnitten in viele kleine Elemente, welche einzeln angesteuert werden können OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 8
5 LINIEN ARRAY 1D Einige Beispiele für Sensorformen Die Sensoren können in der passiven Achse fokussiert werden PA-Technologie bietet nahezu alle Möglichkeiten der Sensorform 15L L16E5-6 ¾ 5L128E96-10C40 5L L128 OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 9
6 Phased-Array Anregung Inspection & Measurement Systems - IMS Single Trigger Pulse Time c Wave front OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 11
7 Schrägeinschallung OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 12
8 Fokussierung des Schallfeldes OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 13
9 Linien Sensor Linien Scan OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 14
10 Schweissnahtprüfung mit Ultraschall Warmriss Mangelnde Durchschweissung Schlackeneinschluss Flankenbindefehler OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 18
11 Schweissnahtprüfung mit Ultraschall Schrägeinschallung: Diese ist notwendig, um das Beschleifen der Decklage zu umgehen. Beim Abrastern des Nahtbereiches werden die WEZ, die Wurzel und die Decklage erfasst! Prüftechnik bei der Schrägeinschallung OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 19
12 Oben der PA Prüfkopf, unten der Standartprüfkopf OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 20
13 Schweißnahtmuster OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 21
14 Darstellung im konventionellen Mode OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 22
15 Darstellung im PA Mode OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 23
16 Linear-Scan für die Schweissnahtprüfung Schwenken und Fokussieren kombiniert OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 26
17 Schweissnahtprüfung mit Ultraschall Prüfen der Schweissnaht mit Massstab zur Bestimmung der Fehlerlage Und das eingesetzte Omniscan 16:128 OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 27
18 Schweissnahtprüfung mit Ultraschall Ein 16 Elemente 5MHz Sensor mit angebautem Weggeber Dieser ermöglicht die Aufzeichnung eines C-Bildes der Schweissnaht OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 29
19 Schweissnahtprüfung mit Ultraschall 40 degree beam 70 degree beam Alle A-Bilder von 40 bis 70 Einschallwinkel werden in diesem Sektor- Bild dargestellt. Die Markierung B0 zeigt die Direktanschallung T1 entspricht dem ganzen Sprungabstand OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 30
20 Schweissnahtprüfung mit Ultraschall Diese Darstellung beinhaltet alle Informationen aus der Phased-Array-Prüfung. Links das A-Bild mit höchster Amplitude im Sektorbild. Das C-Bild mit verschiedenen Fehleranzeigen entlang eines Nahtausschnittes von ca. 280mm. OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 31
21 Schweissnahtprüfung mit Ultraschall OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 33
22 Impuls/Echo und Zweikanaltechnik Linienscan mit 45 SW EINE Prüfspur Zusammengesetzte Dateien OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 34
23 TOFD Time of flight diffraction Laufzeitbeugungsmethode Beschreibung von TOFD Prinzip (Theorie) Vorteile des Verfahrens Grenzen des Verfahrens OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 43
24 TOFD Signale Sender Lateralwelle Empfänger obere Spitze untere Spitze Rückwand OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 48
25 Sender Lateralwelle Empfänger Rückwandecho LW BW Oben Unten OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 49
26 A-scan Indication Lateral welle Rückwand OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 51
27 Lateralwelle Typisches TOFD Bild Rückwandecho OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 52
28 Riss in der Decklage Inspection & Measurement Systems - IMS Der Riss blockiert die Lateralwelle. Die untere Spitze erscheint im A-Bild OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 53
29 Unvollständige Durchschweißung Beachten Sie die beiden Anzeigen von der oberen und unteren Kante OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 54
30 Wurzelrückfall Beachten Sie die Phasenumkehr vom Rückwandecho zum Defekt OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 55
31 Prüfprinzip PE 45 SW TOFD PE 60 SW TOFD für den Querschnitt Mit 60 Grad in die Wurzel Mit 45 Grad in die Decklage OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 65
32 Probe movement Inspection & Measurement Systems - IMS 45-SW(links) TOFD 60 SW (links) 60-SW(rechts) 45-SW(rechts) OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 66
33 Bei konventioneller Technik baut der Scanner deutlich größer als bei Phased Array Technik OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 69
34 Scanner für diverse Schweissnahtprüfungen Verschiedene Lösungen für kombinierte US-Prüfungen OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 70
35 Herzlichen Dank für Ihr Interesse OLYMPUS Deutschland GmbH, Dipl.-Ing. Reinbert Rosenberg Page 71
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