Ultraschalllösungen für die Schweißnahtprüfung

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1 OmniScan-Lösung Schweißnahtprüfung Ultraschalllösungen für die Schweißnahtprüfung Schnelle Schweißnahtprüfung Sofortige Prüfergebnisse Keine Strahlung und Produktionsausfallzeiten Normkonfom Speicherung aller Daten

2 Ultraschalllösungen für die Schweißnahtprüfung Das OmniScan-Prüfgerät steht für eine etablierte Erfolgsgeschichte zur zuverlässigen und kostengünstigen Schweißnahtprüfung mittels Phased-Array (PA) als Alternative zur Radiographie. Die Olympus-Lösungen für die Schweißnahtprüfung mittels konventionellem Ultraschall bieten eine kostengünstige Möglichkeit Schweißnähte zu prüfen, unter Einhaltung der Normen und Herstellungsangaben. Durch die ideale Kombination von Prüfgerät, Scanner, Weggeber und Software können diese Lösungen nahezu überall eingesetzt werden. Die stets verbesserte und unterstützte Software vereinfacht die Schweißnahtprüfung und ermöglicht den kompletten Arbeitsablauf effizienter durchzuführen. Die Olympus-Lösung zur Schweißnahtprüfung kann an Schweißnähten aus Kohlenstoffstahl oder korrosionsresistente Legierungen, wie austenitische Materialien, angewendet werden. Hauptvorteile: schnelle Schweißnahtprüfung von verschiedenen Durchmessern, Dicken und Materialien deckt 100 % des Schweißnahtvolumens Anpassung an Stoßnaht, Rundnaht, lange Liniennaht, bei Zugang von nur einer Seite und an die meisten Schweißnahtprofile tragbar, für Prüfung im Labor und vor Ort Kombination verschiedener Techniken zur Verbesserung von Prüfbereich und Effizienz Phased-Array Impuls-Echo-Technik Die Phased-Array-Technik basiert auf der Kapazität Schallbündel elektronisch zu ändern, die durch Sensoren mit mehreren kleinen Elementen erzeugt wurden. Wenn diese Elemente mit verschiedenen Verzögerungen (Sendemodulierungen) angeregt wurden, können die Schallbündel an verschieden Winkeln einschallen und an spezifischen Tiefen fokussieren. Konventioneller Ultraschall Impuls-Echo-Technik Diese Technik setzt einen Einzelschwingerschallkopf ein, um ein Schallbündel an einem festen Winkel einzuschallen. Das Echo schallt zurück zum Schallkopf und wird vom Gerät erfasst, um Informationen über Größe und Position zu liefern. TOFD-Methode mit Laufzeit und Beugung Die TOFD-Methode mit Laufzeit und Beugung ist eine Technik mit konventionellem Ultraschall, die auf der Eigenschaft von Defekten (z.b. Rissen) beruht. Beim Aufprall der Schallbündel, die durch den senderseitigen Prüfkopf erzeugt wurden, wird die Energie von den Enden der Defekte zum empfängerseitigem Schallkopf geführt. Die TOFD-Technik setzt ein breites Schallbündel ein, das den Prüfbereich gut abdeckt und unabhängig von der Ausrichtung des Defekts ist. Sender/Empfänger- Longitudinalwellen Diese Technik setzt getrennte S/E-Prüfköpfe ein, um gebrochene Longitudinalwellen zu erzeugen. Der Einsatz getrennter Prüfköpfe minimiert die Empfindlichkeit von schallstreuenden Materialien, was besonders vorteilhaft für die Prüfung von grobkörnigen Legierung (z. B. austenitischen Materialien und Nickel) ist. Oberflächenwellemethode Bei dieser Ultraschallprüftechnik werden Ungänzen anhand einer rückkehrenden Oberflächenwelle erkannt, die sich auf der Oberfläche des Prüfteils ausbreitet. 2

3 Automatische Ultraschallprüfung im Vergleich zur Radiographie Die Ultraschallprüfung hat sich im Gegensatz zur Radiographie als sehr effizient für die Schweißnahtprüfung an Druckkesseln, Tanks, Rohren und anderen Schweißnahtkonfigurationen erwiesen. Die Olympus-Lösungen zur Schweißnahtprüfung entsprechen den ASME- und API-Normen und ersetzen andere Anforderungen der Radiographienormen, wie die Erfassung von Rohdaten und den Einsatz eines Weggebers. Im Vergleich zur konventionellen Radiographie bieten die Olympus-Lösungen zur Schweißnahtprüfung folgende Vorteile: keine Verstrahlungsgefahr keine Produktionsausfallzeiten softwareseitiges Archivieren von Prüfdaten in Echtzeit kein Archivieren von Filmmaterial verbesserte Produktivität verbesserte Nachweiswahrscheinlichkeit Vergleich von Fehlerindikationen Oberflächendurchbrechender Riss in 50 mm dicker Schweißnaht, nicht durch Radiographie erkannt Die Analyse der Prüfergebnisse, erhalten durch UT-Prüfung oder Radiographie, zeigt, dass UT-Methoden Informationen zu Tiefe und Höhe bieten und darüber hinaus empfindlicher bez. Flächenfehlern sind. 3 4 Messfunktionen ID Defektart autom. Ultraschall Radiographie 1 Kerbriss --Position X, Y und Z 2 Riss Mitte Schweißbahn --Bestimmung der Höhe --Position X, Y und Z --Bestimmung der Höhe 3 Porosität --Position X, Y und Z 4 ungenügende Durchschweißung --Position X, Y und Z --Bestimmung der Höhe --Position X und Y --nicht erkannt --Position X und Y --Position X und Y Vorteile der Olympus-Lösungen zur Schweißnahtprüfung Olympus-Lösungen mittels konventionellen Ultraschall Radiographie Verstrahlungsgefahr nein ja Abgeschirmter Bereich nein ja Einfacher Einsatz vor Ort ja nein Nachweiswahrscheinlichkeit (von Flächenfehlern wie Rissen und ungenügender Aufschmelzung) sehr gut schlecht Prüfleistung sehr gut gut Größenbestimmung in Richtung Tiefe hohe Präzision schlecht Größenbestimmung in Richtung Länge hohe Präzision gute Präzision 3

4 Kohlenstoffstahl Rohre mit kleinem Durchmesser Der COBRA-Handscanner wird zusammen mit dem Prüfgerät OmniScan PA zur Prüfung von Schweißnähten in Umfangsrichtung an Rohren mit kleinem Durchmesser eingesetzt. Der COBRA-Scanner kann mit zwei PA-Sensoren für Prüfungen an Rohren mit einem Außendurchmesser von 0,84 Zoll bis 4,5 Zoll eingesetzt werden. Mit seiner flachen Auslegung kann dieser Handscanner Rohre an Stellen mit begrenztem Zugang und minimaler lichter Höhe prüfen. Der Abstand zu benachbarten Hindernissen (wie zu anderen Rohren, Trägern oder Konstruktionen) kann bis zu 12 mm betragen. Dieser Scanner besitzt mehrere montierbare Verbindungsglieder, um schnell an verschiedene Rohrdurchmesser angepasst zu werden. Zusätzlich ermöglicht dieser federbelastete Scanner, Rohre sicher zu umschließen. Durch diese besondere Funktion kann der Scanner auf einer Seite von einer Reihe an Rohren installiert und betrieben werden, falls der Zugang von beiden Seiten unpraktisch ist. Der COBRA-Scanner zeichnet sich durch seine gleichmäßig laufende, kodierte Bewegung aus, so dass Daten akkurat erfasst werden können. Der COBRA-Scanner übt einen gleichbleibenden, konstanten, starken Druck aus, was klare Ultraschallsignale und eine genaue Kodierung auf dem gesamten Umfang des Rohrs garantiert. Der COBRA-Scanner an einem Rohr mit 0,84 Zoll mit zwei A15-PA-Sensoren mit einem OmniScan MX2 16:64, der zwei PA-Gruppen mit Sektorbildern und C-Bildern anzeigt. Anwendungen Kesselrohr Rohre mit kleinem Durchmesser 4

5 Prüfmethoden Prüfung von zwei Seiten Mit der Kombination von COBRA-Scanner und OmniScan MX2 kann von zwei Seiten geprüft werden, um so beide Seiten der Schweißnaht in nur einem Durchlauf zu prüfen, was die Produktivität steigert. Für diese Prüfungen wird der Scanner mit zwei Phased-Array-Sensoren eingesetzt, die links und rechts der Schweißnacht ausgerichtet werden. Der Abstand zwischen den Sensoren ist einstellbar und somit schnell an verschiedene Schweißnahtdicken anpassbar. Prüfung von einer Seite Er kann schnell zur Prüfung von einer Seite zwischen dem Rohr und einer anderen Komponenten mit nur einem Sensor konfiguriert werden. Olympus bietet auch ein kostengünstigeres COBRA-Paket an, was mit dem OmniScan SX für einzelne Gruppen eingesetzt werden kann. Mit diesem Paket muss die Schweißnahtprüfung in zwei Durchläufen durchgeführt werden. Prüfverfahren Diese Phased-Array-Prüfung von Olympus nutzt flache PA-Sensoren mit optimierter Fokushöhe, wodurch die Erkennung von kleinen Defekten in dünnwandigen Rohren verbessert wird. Speziell entwickelte, flache Vorlaufkeile, passend für jeden Rohrdurchmesser und abgedeckt durch den Scanner, stehen für eine komplette Lösung zur Verfügung. Vorlaufkeile sind für die Prüfung mit Transversal- und Longitudinalwellen bestellbar. Der COBRA-Scanner ist auch mit konventionellen UT- Prüfköpfen mit 3-mm-Elementen und einem speziell entwickelten Vorlaufkeil zur TOFD-Prüfung kompatibel. Standard-Vorlaufkeile mit Krümmungen wurden entwickelt, um den Durchmesserbereich des Scanners für verschiedene Einschallwinkel zu erweitern. 5

6 Kohlenstoffstahl Rohre und Bleche Die vielseitige Olympus-Lösung für Schweißnahtprüfungen kann mit verschiedenen Techniken eingesetzt werden, um Bleche und Rohre mit einem AD von 4,5 Zoll und größer, produktiver und effizienter zu prüfen. Phased-Array, TOFD und konventioneller Ultraschall können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden, um den ganzen Prüfbereich der Schweißnaht mit hoher Nachweiswahrscheinlichkeit abzudecken. Diese Lösung ist auch für verschiedene Prüfmethoden zur akkuraten Einschätzung der Fehlerposition und -größe ausgelegt. Die Stabilität und Kodierung der Scanner führen zu einer besseren Datenqualität und zu normgerechten Prüfungen. Verschiedene Scanner können die Daten manuell, manuell mit Weggeber, halbautomatisiert oder automatisiert erfassen. Die Olympus-Lösung zur Schweißnahtprüfung bei Kohlenstoffstahl vereint Prüfgeräte, Scanner, Prüfköpfe und die Olympus-Software, angepasst an Ihre Bedürfnisse. Die Lösung ermöglicht die Einschätzung der Fehlergröße von Länge und Tiefe, die angenommen oder abgelehnt werden kann. Kombinierter Scan Die aktualisierte Software NDT SetupBuilder von Olympus bietet jetzt die Möglichkeit mit kombinierten Schallbündeln zu prüfen. Dieses innovative Prüfverfahren besteht aus einer Mischung von Sektor- und Linien-Scans und bietet folgende Vorteile: höhere Nachweiswahrscheinlichkeit Prüfung von dickeren Materialien höhere Prüfgeschwindigkeit kürzere Konfiguration und Justierzeit schnellere Datenanalyse kombinierter Scan Sektor-Scan Ein kombinierter Scan für einzelne Gruppen deckt den ähnlichen Prüfbereich ab, wie zwei Sektor-Scans PA-Sensoren und Vorlaufkeile zur Schweißnahtprüfung Die PA-Sensoren und Vorlaufkeile A31 und A32 verfügen über besondere Features, die für ein neues Leistungsniveau stehen. verbessertes Signal/Rauschverhältnis ergonomisches Design verbessertes Ankoppeln kompatibel mit kombiniertem Scan Prüfung bei hohen Temperaturen Ein Vorlaufkeil zur Prüfung bei hohen Temperaturen ist mit den neuen PA-Sensoren A31 und A32 kompatibel und der Olympus-Mini-Wheel-Weggeber steht bei Anfrage zur Verfügung. Es können Prüfteile mit einer Oberflächentemperatur von bis zu 150 ⁰C geprüft werden. 150ºC 6

7 Prüfmethoden Die Olympus-Lösung zur Prüfung von Schweißnähten aus Kohlenstoffstahl kann mit verschiedenen Prüfmethoden eingesetzt werden. Manuell und manuell mit Weggeber Die Schweißnahtprüfung erfolgt manuell mit einem PA-Sensor, der an einen Mini-Wheel-Weggeber montiert wird oder der mit dem Handscanner VersaMOUSE eingesetzt wird. Automatisch Der Olympus WeldROVER-Scanner ist die ideale automatisierte Prüfmethode mit einem Paar PA-Sensoren und bis zu drei Paaren TOFD-Sensoren. Er prüft schneller und in stabiler Bewegung für die Sensoren, was zu einer höheren Prüfrate und genaueren Datenerfassung führt. Halbautomatisch Der HST-Lite-Scanner wird zur Schweißnahtprüfung mit einem Paar TOFD-Sensoren eingesetzt. Der HSMT-Compact-Scanner wird zur Schweißnahtprüfung mit einem Paar PA- Sensoren und einem Paar TOFD-Sensoren eingesetzt. Der HSMT-Flex-Scanner wird zur Schweißnahtprüfung mit einem Paar PA- Sensoren und bis zu drei Paaren TOFD-Sensoren eingesetzt. Der ChainSCANNER wird zur Schweißnahtprüfung mit einem Paar PA-Sensoren und kann mit einem Paar TOFD-Sensoren mittels eines optionalen Kits eingesetzt werden. Prüfverfahren Phased-Array (PA) : mehrere Schallbündelwinkel, Schallbündelarten und Schallbündel-Offsets werden elektronisch erzeugt, für größere Flexibilität zur leichteren Anpassung an verschieden Schweißnahtarten Konventioneller Ultraschall (UT): alternativ zu Phased-Array einsetzbar, wenn sehr hohe Prüfgeschwindigkeit benötigt wird oder wenn der Kostenfaktor wichtiger ist als die Flexibilität TOFD: für schnelle und einfache unabhängige Prüfung oder zusätzlich mit Impuls-Echo-Technik einsetzbar PA plus TOFD: für beste Prüfleistung bei Schweißnähten aus Kohlenstoffstahl, beide Techniken ergänzen sich zur exzellenten Darstellung, Nachweiswahrscheinlichkeit und Fehler-Charakterisierung Anwendungen Schweißnahtprüfung bei Rohren in Betrieb Bau von Druckkesseln und Rohren Schweißen von Baustrukturen Bau von Windrädern 7

8 Austenitische Materialien, Nickel und andere grobkörnige Legierungen korrosionsresistente und beschichtete Materialien Grobkörnige, korrosionsresistente Materialien, wie austenitische Legierungen für Schweißnähte oder Beschichtungen erschweren die Schweißnahtprüfung mit der Standard Impuls-Echo-Transversalwellen-Technik. Diese Legierungen verursachen Abstrahlwinkel und Schallstreuung, was zu einem schlechten Signal/Rauschverhältnis führt. Olympus hat sich diesen Herausforderungen gestellt und einen neuen Dual-Matrix-Array-Sensor (DMA) und Vorlaufkeile entwickelt, die für eine erweiterte Ultraschalltechnik ausgelegt sind. Diese Sensoren werden in Tandem-Konfiguration eingesetzt, um Sender/Empfänger-Longitudinalwellen zu erzeugen. Diese Technik wird weniger durch Schallverlust beeinflusst und bietet ein außerordentlich verbessertes Signal/Rauschverhältnis. Zusätzlich zur Schallbündelsteuerung in Schrägeinschallung, können DMA-Sensoren Oberflächenwellen zur Erkennung von Defekten nahe der Oberfläche erzeugen. Dies ist besonders hilfreich bei Beschichtungen oder äußerst schallschwächenden Materialien, wenn es unmöglich ist, das zurückschallende Echo von der inneren Wand des Prüfteils zu erkennen. Dual-Matrix-Array-Sensoren DMA-Sensoren bestehen aus zwei DMA-Sensoren, die mit dem gleichen Anschluss verdrahtet sind. Matrix-Arrays besitzen die Fähigkeit konstruktive Schallbündel in normalen und seitlichen Richtungen zu erzeugen: ein Sensor führt einen Sektor-Scan durch und mit dem anderen Sensor wird das zurückschallende Echo vom Defekt aufgezeichnet. S/E-UT-Schallköpfe A27 (TRL) A17 Frequenz 2 MHz 4 MHz Sensorapertur 19 mm 12 mm 16 mm 6 mm Allgemeine Eigenschaften optimiert für dickere, schallschwächende Materialien S/E-Schallköpfe für konventionellen Ultraschall können zur Prüfung mit Oberflächenwellen oder in Verbindung mit DMA-Sensoren für den kompletten Prüfbereich eingesetzt werden. Die abnehmbaren Vorlaufkeile ermöglichen vielseitigere und stabilere Rohrdurchmesser. Vorlaufkeile A27 optimiert für dünnere, weniger schallschwächende Materialien und beschichtete Rohre oder Oberflächenprüfung von dickeren Materialien Die Sensoren werden hintereinander an den Vorlaufkeil montiert, der einen akustisch isolierten Sender und Empfänger besitzt. Die Vorlaufkeile stehen in folgenden Serien zur Verfügung: SA17-DN55L0: deckt den Prüfbereich von dickeren und schallschwächenden Materialien ab SA27-DNCR: optimiert für dünnere Materialien mit verbesserter Prüfung der Oberfläche, Definition unter der Oberfläche und des Volumens SA27-DN55L-FD15: alternative Vorlaufkeil-Reihe, um den Einsatzbereich der A27-Sensoren für dickere Materialien zu erweitern Diese Vorlaufkeil-Reihen verfügen alle über ein Koppelmittelzulaufsystem, Scanner-Befestigungslöcher (5 mm) und Carbid. Sie sind in verschiedenen vordefinierten Standard AOD-Krümmungen verfügbar, um an alle Standard-Rohrdurchmesser angepasst zu werden. NDT SetupBuilder DMA-Sensoren und Standard-AOD-Vorlaufkeile aus dieser Lösung sind alle in der neusten Softwareversion NDT SetupBuilder verfügbar. Es kann eine komplette Konfiguration mit Schallbündeldarstellung erstellt werden: die resultierende Datei kann dann direkt zum OmniScan übertragen werden. Anwendungen Austenitische Materialien Nickellegierungen Beschichtungen (Reihe A27) Ungleiche Schweißnähte andere grobkörnige Materialien ist gemäß ISO 9001, ISO und OHSAS zertifiziert. Technische Änderungen vorbehalten. Alle Firmen- und Warennamen sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen des jeweiligen Eigentümers oder eines Dritten. Copyright 2015 Olympus NDT. Wendenstraße 14-18, Hamburg, Deutschland, Tel.: (49) Anfragen an Wendenstraße Hamburg, Tel.: (49) Shuttleworthstraße 25, 1210 Wien, Tel.: (43) Weld-Solution_DE_A4_ Best.-Nr.: DE Rev. B