GEKKO Portables Ultraschallprüfgerät für Phased Array, TOFD und konventionelle Prüfköpfe

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1 GEKKO Portables Ultraschallprüfgerät für Phased Array, TOFD und konventionelle Prüfköpfe

2 B-Bilder Sektor-Scan und Linear-Scan Phased-Array-Prüfköpfe enthalten mehrere piezoelektrische Elemente, die einzeln oder zeitverzögert angeregt werden können. Die Schallfelder von mehreren Elementen, die einen sogenannten virtuellen Prüfkopf bilden, werden überlagert. Das resultierende Schallfeld kann dann elektronisch verschoben (Linearscan) oder geschwenkt werden (Sektorscan). Es können Longitudinalwellen, Transversalwellen und auch Oberflächenwellen und Kriechwellen erzeugt werden. Eine elektronische Fokussierung in definierbaren Tiefen oder Tiefenbereichen ermöglicht es, B-Bilder (Schnittbilder senkrecht zur Oberfläche) mit hoher Auflösung anzuzeigen. Kalibrierblock für Gruppenstrahler gemäß ASTM E 2491 Sektorscan, erzeugt durch Schwenken des Schallfeldes, hier von -45 bis +45 Linearscan, erzeugt duch elektronische Verschiebung des Schallfeldes innerhalb des Arrays Im oben dargestellten Beispiel sind ein Sektorscan und ein Linearscan von einer Bohrlochreihe im ASTM-Kontrollkörper dargestellt. Der GEKKO unterstützt auch eine Kalibrierfunktion, mit der die Echoamplituden für alle Schallwege und Winkel auf die gleiche Höhe gesetzt werden können. Die laterale Ortsauflösung entspricht dem Durchmesser des fokussierten Schallfeldes. Sektor- und Linearscans sind die traditionellen B-Scan-Techniken. Eine neue Methode ist die TFM-Technik, mit der noch höhere Ortsauflösungen erzielt werden: Total Focusing Method (TFM) Definition eines Prüfbereichs als x-y-gitter Testblock mit Querbohrungen TFM-B-Bild Reflektorgrößenbestimmung mit Cursors Die Total-Focusing-Methode ist einzigartig und vergleichbar mit Sampling-Phased-Array-Techniken. Dabei werden alle Wechselwirkungen zwischen allen Array-Elementen und allen Bildpunkten in einem definierten Prüfbereich integriert. Auf diese Weise werden B-Bilder mit einer extrem hohen Auflösung von 1 (!) Wellenlänge erzeugt, wenn ein Phased-Array-Prüfkopf mit 64 Elementen eingesetzt wird. Dabei wird eine Echtzeit-Darstellung mit bis zu 25 Bildern pro Sekunde erreicht. Reflektorgrößen werden mit Cursors vermessen. Das Beispiel zeigt ein TFM-B-Bild von einer Reihe von Bohrlöchern mit dem Durchmesser 1,5 mm. Als korrektes Ergebnis lässt sich die Reflektorbreite 1,5 mm ablesen. 2

3 Dreidimensionale Ultraschallbilder (3D-Tomografie) 3D - Abbildung Mit mechanischer Verschiebung eines linearen Phased-Array-Prüfkopfes werden viele B-Bilder erzeugt, die dann einen dreidimensionalen Datensatz ergeben. Dieser Datensatz kann dargestellt werden als C-Bild (Draufsicht auf das Prüfobjekt). Durch Verschiebung des vertikalen Cursors im C-Bild wird das zughörige B-Bild angezeigt. Mit dem vertikalen Cursor im B-Bild wird das zugehörige A-Bild ausgewählt. Im folgenden Beispiel wird ein ebenes Prüfobjekt mit einem planen linearen Gruppenstrahler und senkrechten Longitudinalwellen gescannt. Prüfobjekt mit Flachbodenbohrungen, Prüfanordnung 3D-Prüfergebnis: A-Bild, B-Bild und C-Bild Der GEKKO unterstützt auch die Prüfung auf gekrümmten Flächen. Das erlaubt zum Beispiel die Prüfung von Längsschweißnähten an Rohren. Die B- und C-Bilder stellen die Reflektoranzeigen lagerichtig dar. Einstellung der Ultraschallparameter und der Prüfkopfposition auf einem Rohr Prüfergebnis von einer Rohr-Längschweißnaht Die Möglichkeit, das Schallfeld an der Rohrinnenwand zu falten, erleichtert die Einstellung zur korrekten Schallfeld-Abdeckung der Schweißnaht und die Interpretation von Anzeigen. 3

4 Menüs Sehr einfache Parametrierung und Prüfdurchführung durch das Look & Feel -Design der Menüs Menü Home Die Parametersätze unter Assistenten ermöglichen den Aufbau spezieller Anwendungen, die dann unter Anwendungen gespeichert werden. Prüfergebnisse werden unter Prüfergebnisse abgelegt. Die Parametersätze in den Assistenten können nicht gelöscht und verändert werden, damit immer eine sichere Ausgangsbasis besteht. Menü Prüfanordnung für Prüfobjekte, Prüfköpfe, Vorläufe und Scanner mit Positions-Encodern Alle Parameter und Fotos können insgesamt oder individuell gespeichert und geladen werden. Menü Ultraschall-Prüfparameter Parametrierung für den gewählten B-Scan-Typ (Linear-Scan, Sektor-Scan oder TFM-Scan) samt Prüfkopf-Position und Orientierung für die optimale Schallfeld-Abdeckung Auswahl von Datenerfassungsblenden, inklusive Typ, Position und Schwellwert Amplituden-Kalibrierung für Phased Array TCG (laufzeitabhängige Verstärkung), ACG (winkelabhängige Verstärkung) und für Einschwinger-Prüfköpfe TCG und DAC (Bezugslinie) Menü Konfiguration Scan-Optionen: Auswahl des Scantyps (Zeitbasis oder Encoder), Referenz-Punkte am Objekt, Prüfkopf und auch Prüfkopfgruppen, Scanlänge und Schrittweite Display-Optionen: Auswahl der Bildtypen (A-, B-, C-, D-Scan, TOFD-Bild), mit individueller Definition zur gewählten Nummer von Prüfkopf, Salve und Blende Vorbereitung zu den Angaben im Prüfbericht 4

5 Werkzeuge und Assistenten Einfache Bedienung durch hilfreiche Werkzeuge und Assistenten Objekt-Assistent für ebene Platten und Rohre, mit oder ohne Schweißnaht. Auch DXF-Dateien können importiert werden Schweißnaht-Assistent mit 14 symmetrischen und 7 asymmetrischen Schweißnaht-Geometrien. Konfiguration individueller Geometrien. Werkzeug für die Kalibrierung von Positions-Encodern Untermenü für die Messung und den Abgleich von Element-Empfindlichkeiten Automatische Vermessung von Winkel und Höhe von Vorlaufkeilen Verstärkungskorrekturen TCG (Time Corrected Gain, laufzeitabhängig) und ACG (Angle Corrected Gain, winkelabhängig) 5

6 Kombinationen Kombination verschiedener Techniken Die verschiedenen Techniken können kombiniert werden, wobei mehrere Prüfköpfe und auch verschiedene Salven pro Prüfkopf definierbar sind. Monoelement- TOFD Sektor-Scan Prüfköpfe Linear-Scan Multi-Salve Matrix-Array TFM Die Prüfköpfe können parallel betrieben werden. So ist es möglich, verschiedene Prüfaufgaben gleichzeitig durchzuführen. Für die Schweißnahtprüfung ist eine zweiseitige Phased-Array-Einschallung üblich. Oft wird dies mit dem Verfahren Time-of-Flight Diffraction (TOFD) kombiniert, was eine genaue Bestimmung der Risstiefenausdehnung durch die Messung von Laufzeitunterschieden ermöglicht. Wenn mehrere Prüfköpfe verwendet werden, wird ein Scansystem mit mehreren Prüfkopfhalterungen und einem Positionsencoder benötigt. Solche Systeme gibt es für die manuelle und motorisierte Prüfung. Schweißnahtprüfung mit 2 x Phased Array und TOFD Doppeltkardanische Prüfkopfhalter Scanner für die manuelle Prüfung von ebenen Stumpfnähten und Rundnähten an Rohren mit Positions-Encoder, magnetischen Rädern und Prüfkopfhalter für zwei Gruppenstrahler und TOFD-Prüfköpfe Für Phased-Array-Prüfköpfe mit Vorlaufkeil Typ x Für TOFD-Prüfköpfe mit Vorlaufkeil Typ 6148.xxx Kombination mehrerer Encoder: Scannen größerer Flächen mit 2D-Mapping For Phased Array probes with wedge type x Der GEKKO unterstützt mäandrische Flächen-Scans! Wenn Prüfobjekte breiter als die Scanbreite eines Array-Prüfkopfes sind, dann kann die Fläche mäandrisch gescannt werden. Die einzelnen C-Bild-Streifen werden anschließend zu einem kompletten C-Bild zusammengesetzt. Der mechanische Scan kann entweder motorisiert oder manuell mit einem x-y-scanner ausgeführt werden. Die 2D-Abtastung von Flächen ist sinnvoll für die Volumenund Korrosions-Prüfung. Ein C-Bild zeigt Unregelmäßigkeiten im Volumen und ein D-Bild die Restwanddicke von korrodierten Objekten. Der GEKKO unterstützt bis zu drei Positions-Encoder. For TOFD probes with wedge type 6148.xxx 6

7 Matrix-Arrays, Erstellung von Prüfberichten Matrix-Arrays Mit seinen 64 parallelen Kanälen unterstützt der GEKKO Matrix-Arrays mit 8 x 8 Elementen. Damit können Sektorscans mit definierbaren seitlichen Schwenkwinkeln generiert werden. So kann zum Beispiel eine Schweißnaht auf Längs- und Schrägfehler gleichzeitig geprüft werden. Im Prüfbeispiel sind sechs Sektorscans von -45 bis +45 dargestellt - mit einer Anzeige im Sektorscan für den seitlichen Schwenkwinkel -45. Sektor-Scans für sechs seitliche Schwenkwinkel Prüfanweisung und Prüfbericht Nach der Prüfung werden die Ergebnisse in einem Prüfbericht dargestellt. Folgende Angaben können für den Bericht ausgewählt werden (zusätzliche Eingabefelder sind definierbar): Zeit und Ort der Prüfung Prüfer Prüfobjektangaben Prüfkopfparameter Scannerparameter Ultraschallparameter Blendenparameter TCG und Empfindlichkeitseinstellungen Nach der Analyse von Prüfergebnissen wird der Prüfbericht erstellt mit einer Tabelle zu den Anzeigen und, wenn gewünscht, auch mit Bildern von den Fehleranzeigen. Die Parameter ohne Prüfergebnis oder nur mit einem Beispiel zur Ergebnisdarstellung sind in dieser Form auch direkt als Prüfanweisung verwendbar. Die Prüfanweisung und der Prüfbericht werden als PDF exportiert und können auf einem USB-Stick gespeichert werden. Software GekkoView für externen PC: Die im Lieferumfang enthaltene Software GekkoView ermöglicht den Export von Prüf-Ergebnissen auf einen externen PC. So kann der Prüfer seine Prüfung fortsetzen, während ein anderer die Datenanalyse durchführt und den Prüfbericht erstellt. 7

8 Technische Daten Abmessungen Gewicht Stromversorgung Batterie-Laufzeit Interner Speicher 408 mm x 284 mm x 130 mm 7,5 kg (inklusive 2 Batterien) 2 Li-Ionen-Batterien (einzeln austauschbar bei laufendem Betrieb) mindestens 3 Stunden 15 Minuten SSD 128 GB Anschlüsse Bildschirm Sender Maximale Anzahl Focal Laws 1200 Digititalisierungstiefe Digitalisierungsfrequenz Signal-Mittelung Verstärkung Eingangsimpedanz 3-dB-Bandbreite Übersprechdämpfung zwischen den Kanälen Stromversorgung 230 V 1 x IPEX-Buchse für Phased-Array-Prüfköpfe, 64 Kanäle 4 x Lemo 00-Buchsen für Einschwinger-, SE- und TOFD-Prüfköpfe 3 Encoder-Eingäge 1 externer Analogeingang für flexible Array-Prüfköpfe 1 VGA-Ausgang 3 x USB2 10,4 -Diagonale, Touchscreen 1024 x 768 Pixel-Auflösung Helligkeit 400 cd / m 2 negativer Rechteckpuls, Pulsbreite 30 ns bis 1250 ns 10 bis 100 Volt für Phased-Array-Prüfköpfe 10 bis 200 Volt für Einschwinger-Prüfköpfe Impulsfolgefrequenz 10 Hz bis 10 khz bis Punkte 10 MHz bis 100 MHz bis 64-fach analog 0 bis 46 db digital -40 db bis +40 db 50 Ω 0,55 bis 14,3 MHz für Phased Array 0,60 bis 25 MHz für konventionelle Ultraschallprüfung > 50 db für exzellenten Signal-Rausch-Abstand Druckschrift P 1041 GEKKO d 11_15 Änderungen vorbehalten Printed in Germany 11/ PGEKKO.DE.1115 KARL DEUTSCH Prüf- und Messgerätebau GmbH + Co KG Otto-Hausmann-Ring Wuppertal Deutschland Telefon ( ) Fax ( ) info@karldeutsch.de DIN EN ISO 9001 zertifiziert