Ultraschall und Impact-Echo
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- Marie Hofer
- vor 6 Jahren
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Transkript
1 Moderne akustische Verfahren zur Prüfung von Betonbauteilen SVTI Schweizerischer Verein für technische Inspektionen Nuklearinspektorat ZfP-Labor
2 Bildquellen
3 In diesem Vortrag ZfP-Anwendungsgebiet Bauwesen (Beton) Ultraschall, Impact-Echo o Grundlagen und Anwendungen Stand von Wissenschaft und Technik Automatisierung Bildgebung Stärken und Schwächen
4 Impact-Echo
5 Manuell/Automatisiert
6 Anwendungsgebiete Dickenmessung Ortung von Delaminationen Ortung von Hohlstellen bzw. Inhomogenitäten (z.b. Kiesnester) Spannkanalortung und -untersuchung bei Spannbetonbauwerken (Vorspannung mit nachträglichem Verbund)
7 Dickenmessungen (1) Zeitsignal Fast Fourier Transform (FFT) Frequenzspektrum d = v/2f = 4040(m/s) / (2*6.71 khz) = m Kenntnis der Schallgeschwindigkeit Kalibrierung Schätzung (ca m/s)
8 Dickenmessungen + Bildgebung B-Scan (Impact-Echogramm) Rückwand (Dickenanzeige) sichtbar als durchgehende Linie
9 Prüfung von Tunnelinnenschalen Prüfaufgabe: Detektion von Minderdicken Geregelt in Deutschland durch RI-ZFP-TU Methoden: Hoher Bewehrungsgrad Defekt (Minderdicke) Tunnelinnenschale Fotos: Bilfinger und Berger Impact-Echo Messung
10 3D Dickenplots
11 Ortung von Delaminationen (1) Bilder: Germann Instruments
12 Ortung von Delaminationen (2)
13 Ortung von Delaminationen (3)
14 Spannkanaluntersuchungen (1) unverfüllt verfüllt Bild: Germann Instruments
15 Spannkanaluntersuchungen (3) Unverfülltes Hüllrohr: indirekter Nachweis durch Rückwandverschiebung Vollständig verpresster Spannkanal: Nachweis durch direkte Reflexion Vorsicht: nur selten so klar anzutreffen!
16 Hüllrohruntersuchungen Bilder: Germann Instruments Anzeige unverpresster Zustand Verifizierung
17 Kiesnestortung (Testkörper) Teskörper mit Kiesnest Ortung mit Impact-Echo
18 Kiesnestortung
19 Messung elastischer Parameter Bestimmung von: Longitudinalwellengeschwindigkeit c L Rayleighwellengeschwindigkeit c R CH2 CH1 Impact
20 Messung von Materialparametern Impact- Echo c L 1 υ = E ρ (1 + υ)(1 2υ ) c L c R Raw Density c R = υ 1+ υ E 1 ρ 2(1 + υ) Poisson s Ratio Shear Modulus Modulus of Elasticity 1 2ν c = 2 2ν R c L ν
21 Impact-Echo Software Macht den Stand von Wissenschaft und Technik für Anwender zugänglich Bildgebend
22 Zusammenfassung Impact-Echo Impact-Echo: Relativ weit verbreitetes Verfahren für Beton-ZfP Geeignet für breite, flächige Bauteile Praxis komplex! Bildgebende Anwendung Dickenmessung, Delamination, Hohlstellen, Spannkanäle Bestimmung von Materialeigenschaften durch Auswertung unterschiedlicher Wellenarten
23 Ultraschall
24 Ultraschall Puls-Echo Trockene Ankopplung 0 Transversalwelle 55 khz Mittenfrequenz 12 Senderelemente 12 Empfängerelemente
25 Ultraschall Puls-Echo Bilder: Proceq SA
26 Dickenmessungen mit Ultraschall Testblock mit Dickenbereichen mm Messungen mit Scannersystem Film
27 Dickenmessungen mit Ultraschall B-, C-, D-Scan Bildgebung SAFT-Signalverarbeitung 3D Visualisierung Statistische Auswertung
28 Reflektorortung mit Ultraschall
29 Reflektorortung mit Ultraschall B-Scan SAFT B-Scan
30 Sampling Phased Array System MIRA
31 MIRA-System: Sampling Phased Array Device: A1040 MIRA from ACSYS, Moscow
32 Ortung von Verpressfehlern in Spannkanälen B-Scans Hüllrohr Rückwand Verpresst Unverpresst Sekundenschnelle Messung Derzeit wahrscheinlich bestes System zur Detektion von Verpressfehlern in metallischen Hüllrohren
33 Bestimmung elastischer Materialparameter Longitudinalwelle c L 1 ν = E ρ 2 ( 1+ ν )( 1 ν ) Messung:, c S = E 1 ρ 2 1+ν ( ) Transversalwelle: ν = 1 2 c c c 1 c S S L L 2 2 E ` Berechnung: 3/ 4c = 4ρ cl cs 2 L c 1 2 S,, G E = 2 ( 1+υ )
34 Zusammenfassung Ultraschall Dickenmessung, Delamination, Hohlstellen, Spannkanäle Dank Entwicklung spezieller Prüfköpfe sehr leistungsfähiges Verfahren Trockene Ankopplung Messung auch hinter metallischen Grenzschichten (im Hüllrohinneren oder bei dichter oberflächennaher Bewehrung) möglich Messung auf Abdichtungen, Estrich, etc. nicht möglich Eindringtiefe ca. 800 mm Leistungssteigerung insbesondere durch Einsatz von SAFT und Sampling Phased Array Bestimmung von Materialeigenschaften durch Kombination von Wellenarten
35 Automatisierung Automatisierte Untersuchung von Bauwerken Impact-Echo, Ultraschall, Radar und andere Verfahren
36 Vielen Dank
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