Lösungen für die Schweißnahtprüfung mittels konventionellem Ultraschall

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1 OmniScan Lösung Schweißnahtprüfung Lösungen für die Schweißnahtprüfung mittels konventionellem Ultraschall Schnelles Abtasten der Schweißnaht Sofortige Prüfergebnisse Keine schädliche Strahlungsemission durch Normkonform Umfassender Prüfdatenspeicher Minimale Ausfallzeiten

2 Ultraschallprüflösungen für Schweißnähte Das Prüfgerät OmniScan liefert zuverlässige und kostengünstige Schweißnahtprüfungen mittels Phased-Array (PA) als Alternative zur. Die Lösungen von Olympus für die Schweißnahtprüfung mittels Ultraschall stellen eine kostengünstige Möglichkeit für diese Aufgabe unter Einhaltung einschlägiger Normen und Herstellungsangaben dar. Mit tragbaren und bedienerfreundlichen Datenerfassungsgeräten, Scannern, Weggebern und Softwarekonfigurationen können diese Lösungen nahezu überall eingesetzt werden. Die intuitive Software vereinfacht die Schweißnahtprüfung und ermöglicht eine effizientere Durchführung des kompletten Arbeitsablaufs. Lösungen für die Schweißnahtprüfung von Olympus können auch für Schweißnähte aus Kohlenstoffstahl, austenitischen Werkstoffen oder anderen korrosionsbeständigen Legierungen eingesetzt werden. Vorteile: Schnelle Prüfung von Schweißnähten mit verschiedenen Durchmessern, Dicken, Werkstoffen Vollständige Abdeckung des Schweißnahtvolumens Anpassung an Stoßnaht, Rundnaht, lange Liniennaht, Zugang von nur einer Seite und die meisten Schweißnahtprofile Tragbar für Prüfungen im Betrieb und im Außeneinsatz Kombination verschiedener Techniken für vollständige Abdeckung und verbesserte Effizienz Automatisierte Ultraschallprüfung im Vergleich zur Die Ultraschallprüfung hat sich im Gegensatz zur als sehr effizient für die Schweißnahtprüfung von Druckkesseln, Tanks, Rohren und anderen Schweißnahtkonfigurationen erwiesen. Die Lösungen von Olympus für die Schweißnahtprüfung entsprechen den Anforderungen von ASME- und API-Normen sowie anderen einschlägigen Normen bezüglich der Erfassung von Rohdaten und des Einsatzes eines Weggebers. Im Vergleich zur konventionellen bieten die Lösungen von Olympus für die Schweißnahtprüfung mittels Ultraschall folgende Vorteile: Keine Verstrahlungsgefahr Keine Produktionsausfallzeiten Digitale Prüfdatenarchivierung in Echtzeit Vergleich von Fehlerindikationen Keine Archivierung von Filmfolien Verbesserte Produktivität Verbesserte Nachweiswahrscheinlichkeit Phased-Array-Technik (PA) mit Impuls-Echo-Technik Die Phased-Array-Technik basiert auf der Fähigkeit, Schallbündel elektronisch zu ändern, die von Sensoren mit mehreren kleinen Elementen erzeugt wurden. Wenn diese Elemente mit verschiedenen Verzögerungen (Sendemodulierungen) angeregt wurden, können die Schallbündel in verschiedenen Winkeln einschallen und in spezifischen Tiefen fokussiert werden. Konventioneller Ultraschall (UT) mit Impuls-Echo- Technik Bei dieser Technik schallt ein Einzelschwinger-Prüfkopf ein Schallbündel an einem festen Winkel ein. Das Echo schallt zurück zum Prüfkopf und wird vom Gerät erfasst, um Informationen über Größe und Position zu liefern. TOFD-Technik 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 vom senderseitigen Prüfkopf erzeugten Schallbündel wird die Energie von den Enden der Defekte zum empfängerseitigen Prüfkopf geführt. Bei der TOFD-Technik wird ein breites Schallbündel eingesetzt, das den Prüfbereich gut abdeckt und unabhängig von der Ausrichtung eines Defekts ist. Oberflächendurchbrechender Riss in 50 mm dicker Schweißnaht, nicht durch erkannt. Die Analyse der Prüfergebnisse, erhalten durch Ultraschallprüfung und, zeigt, dass Ultraschallmethoden Informationen zu Tiefe und Höhe bieten und darüber hinaus empfindlicher bezüglich Flächenfehlern sind. Messfunktionen ID Defektart Automatisierte Ultraschallprüfung Kerbriss --Position X, Y und Z Riss Mitte Schweißbahn --Position X, Y und Z Porosität --Position X, Y und Z Ungenügende Durchschweißung --Position X, Y und Z --Nicht erkannt Sender-Empfänger-Longitudinalwellen (TRL) Bei dieser Technik werden getrennte Sender-Empfänger-Prüfköpfe eingesetzt, um gebrochene Longitudinalwellen zu erzeugen. Der Einsatz getrennter Prüfköpfe minimiert die Empfindlichkeit schallstreuender Werkstoffe, was besonders für die Prüfung von grobkörnigen Legierungen (wie austenitischer Stahl und Nickel) vorteilhaft ist. Oberflächenwellentechnik Bei dieser Technik wird konventioneller Ultraschall zur Erkennung von Unregelmäßigkeiten anhand einer rückkehrenden Oberflächenwelle, die sich auf der Oberfläche des Prüfteils ausbreitet. Vorteile der Lösungen von Olympus für die Schweißnahtprüfung mittels konventionellem Ultraschall Ultraschalllösungen von Olympus Verstrahlungsgefahr Nein Ja Abgeschirmter Bereich Nein Ja Einfache Anwendung vor Ort Ja Nein Nachweiswahrscheinlichkeit (von Flächenfehlern, wie Rissen und ungenügender Aufschmelzung) Sehr gut Prüfleistung Sehr gut Gut Schlecht Größenbestimmung in Richtung Tiefe Hohe Genauigkeit Schlecht Größenbestimmung in Richtung Länge Hohe Genauigkeit Gute Genauigkeit

3 Rohre mit kleinem Durchmesser Der COBRA Handscanner wird zusammen mit dem Phased-Array-Prüfgerät (PA) OmniScan für die Prüfung von Schweißnähten in Umfangsrichtung von Rohren mit kleinem Durchmesser verwendet. Der COBRA Scanner kann mit PA-Sensoren für Prüfungen an Rohren mit einem Außendurchmesser von 0,8 Zoll bis,5 Zoll ( mm bis mm) 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 mm betragen. Dieser Scanner besitzt mehrere montierbare Verbindungsglieder, um schnell an verschiedene Rohrdurchmesser angepasst zu werden. Zusätzlich ermöglicht dieser federbelastete Scanner eine sichere Umschließung der Rohre. 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, sodass Daten genau 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. Prüfmethoden Prüfung von zwei Seiten Mit der Kombination von COBRA Scanner und Prüfgerät OmniScan MX 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 Der Scanner kann schnell für die Prüfung von einer Seite zwischen dem Rohr und einer anderen Komponente mit nur einem Sensor konfiguriert werden. Olympus bietet auch ein kostengünstigeres COBRA Paket an, das mit dem Prüfgerät OmniScan SX für einzelne Gruppen eingesetzt werden kann. Mit diesem Paket muss die Schweißnahtprüfung in zwei Durchläufen durchgeführt werden. Prüfverfahren Diese Phased-Array-Lösung von Olympus nutzt flache A5 Phased-Array-Sensoren mit optimierter Fokushöhe, wodurch die Erkennung von kleinen Defekten in dünnwandigen Rohren verbessert wird. Speziell entwickelte flache Vorlaufkeile, passend für jeden Rohrdurchmesser, der durch den Scanner abgedeckt wird, stehen für eine komplette Lösung zur Verfügung. Der Dual Linear Array Sensor (DLA)* A5 ist für die Prüfung austenitischer Werkstoffe vorgesehen, die nicht mit einem A5 Sensor in Impuls-Echo-Konfiguration geprüft werden können. Der A5 Sensor verfügt über ein innovatives System, mit dem die beiden Arrays an den Dachwinkel des Vorlaufkeils anpassbar sind. Letzterer ist entsprechend dem Durchmesser des zu prüfenden Rohrs optimiert. Der COBRA Scanner an einem Rohr mit 0,8 Zoll mit zwei PA-Sensoren A5 und einem OmniScan MX 6:6, der zwei PA-Gruppen mit Sektorbildern und C-Bildern anzeigt. Der COBRA Scanner ist auch mit konventionellen UT- Schallköpfen mit -mm-elementen und einem speziell entwickelten Vorlaufkeil zur TOFD*-Prüfung kompatibel. Kesselrohr Rohre mit kleinem Durchmesser Austenitische Werkstoffe *Bei Einsatz von TOFD und einem DLA-Sensor nimmt die lichte Höhe zu. 5

4 Rohre und Bleche Die vielseitige Lösung für Schweißnahtprüfungen von Olympus kann mit verschiedenen Techniken eingesetzt werden, um Bleche und Rohre mit einem Außendurchmesser von,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 genauen 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, teilautomatisiert oder automatisiert erfassen. Die Lösung von Olympus für die Schweißnahtprüfung bei Kohlenstoffstahl bietet eine Kombination aus Prüfgerät, Scanner, Prüfköpfen und Software, die ganz auf Ihre Bedürfnisse abgestimmt ist. Die Lösung ermöglicht die Größenbestimmung (Länge und Tiefe) von Fehlern, die angenommen oder abgelehnt werden kann. Prüfmethoden Die Lösung von Olympus für die Prüfung von Schweißnähten aus Kohlenstoffstahl ist mit verschiedenen Prüfmethoden einsetzbar. 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 VersaMOUSE Handscanner eingesetzt wird. Automatisiert Der Olympus WeldROVER Scanner ist die ideale automatisierte Prüfmethode für Kohlenstoffstahl mit einem Paar PA-Sensoren und bis zu drei Paaren TOFD-Prüfköpfen. Er prüft schneller und mit stabiler Bewegung der Sensoren, was zu einer höheren Prüfrate und genaueren Datenerfassung führt. Kombinierter Scan Die Software NDT SetupBuilder von Olympus bietet die Möglichkeit, mit kombinierten Schallbündeln zu prüfen. Dieses innovative Prüfverfahren besteht aus einer Mischung aus Sektor- und Linien-Scans und bietet folgende Vorteile: Höhere Nachweiswahrscheinlichkeit Prüfung von dickeren Werkstoffen Höhere Prüfgeschwindigkeit Kürzere Konfigurations- und Justierzeit Schnellere Datenanalyse Kombinierter Scan Sektor-Scan Ein kombinierter Scan für einzelne Gruppen deckt den ähnlichen Prüfbereich ab, wie zwei Sektor-Scans. Teilautomatisiert Der HST-Lite Scanner wird zur Schweißnahtprüfung mit einem Paar TOFD- Der HSMT-Compact Scanner wird zur Schweißnahtprüfung mit einem Paar PA-Sensoren und einem Paar TOFD- Der HSMT-Flex Scanner wird zur Schweißnahtprüfung mit einem Paar PA-Sensoren und bis zu drei Paaren TOFD- Der ChainSCANNER wird zur Schweißnahtprüfung mit einem Paar PA-Sensoren eingesetzt und kann mittels eines optionalen Kits mit einem Paar TOFD-Prüfköpfen ergänzt werden. PA-Sensoren und Vorlaufkeile für die Schweißnahtprüfung Die PA-Sensoren und Vorlaufkeile A und A verfügen über besondere Merkmale, die für ein neues Leistungsniveau stehen. Verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis Ergonomisches Design Verbessertes Ankoppeln Kompatibel mit kombiniertem Scan Prüfung bei hohen Temperaturen Auf Anfrage ist ein Vorlaufkeil zur Prüfung bei hohen Temperaturen verfügbar, der mit den neuen PA-Sensoren A und A und dem Mini-Wheel Weggeber von Olympus kompatibel ist. Damit können Prüfteile mit einer Oberflächentemperatur von bis zu 50 ⁰C geprüft werden. 50 ºC Prüfverfahren Phased-Array (PA): Elektronische Erzeugung mehrerer Schallbündelwinkel, Schallbündelarten und Schallbündel- Offsets; für größere Flexibilität zur leichteren Anpassung an verschiedene Schweißnahtarten. Konventioneller Ultraschall (UT): Alternativ zu Phased-Array einsetzbar, wenn eine sehr hohe Prüfgeschwindigkeit benötigt wird oder wenn der Kostenfaktor wichtiger ist als die Flexibilität. TOFD: Schnelle und einfache unabhängige Prüfung oder zusätzlich mit Impuls-Echo-Technik einsetzbar. PA mit TOFD: Beste Prüfleistung bei Schweißnähten aus Kohlenstoffstahl. Beide Techniken ergänzen sich zur exzellenten Darstellung, Nachweiswahrscheinlichkeit und Fehlercharakterisierung. Schweißnahtprüfung von Rohren während des Betriebs Bau von Druckkesseln und Rohren Schweißen von Baustrukturen Bau von Windkraftanlagen 6 7

5 Austenitische Werkstoffe, Nickel und andere grobkörnige Legierungen Korrosionsbeständige und beschichtete Werkstoffe Grobkörnige, korrosionsbeständige Werkstoffe, wie austenitische Legierungen für Schweißnähte, Grundwerkstoffe oder Beschichtungen, erschweren die Schweißnahtprüfung mit der standardmäßigen Impuls-Echo-Technik mittels Transversalwellen. Diese Legierungen verursachen Abstrahlwinkel und Schallstreuung, was zu einem schlechten Signal/Rausch-Verhältnis führt. Olympus hat sich diesen Herausforderungen gestellt und einen Dual Matrix Array Sensor (DMA), einen Dual Linear Array Sensor (DLA) sowie eine Vorlaufkeilserie entwickelt. Diese Sensoren werden in Tandem-Konfiguration eingesetzt, um Sender/Empfänger-Longitudinalwellen zu erzeugen. Diese Technik wird weniger durch Schallverlust beeinflusst und bietet ein erheblich verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis. 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 Werkstoffen, wenn es unmöglich ist, das zurückschallende Echo von der inneren Wand des Prüfteils zu erkennen. Dual Array Sensoren DMA-Sensoren bestehen aus zwei PA-Sensoren, die mit dem gleichen Anschluss verdrahtet sind. Sie sind als Dual Matrix Array (DMA) oder Dual Linear Array (DLA) Sensoren verfügbar. Ein Sensor führt einen Sektor- Scan durch und mit dem anderen Sensor wird das vom Defekt zurückschallende Echo aufgezeichnet. A7 A5 A7 Frequenz MHz 5 MHz MHz Sensorapertur (Matrix) 9 mm mm (Matrix) mm 5 mm (Linear) 6 mm 6 mm (Matrix) Allgemeine Eigenschaften Optimiert für die meisten schallschwächenden, grobkörnigen Werkstoffe Kompatibel dem COBRA Scanner für die Prüfung von Rohren mit kleinem Durchmesser Geeignet für den allgemeinen Einsatz mit hervorragender Gesamtleistung und optimaler Auflösung nahe der Oberfläche Sender-Empfänger-UT-Schallköpfe A7 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 größere Flexibilität hinsichtlich der Rohrdurchmesser und mehr Stabilität. Vorlaufkeile Die Prüfköpfe werden hintereinander an den Vorlaufkeil montiert, der einen akustisch isolierten Sender und Empfänger besitzt. Die Vorlaufkeile stehen in folgenden Serien zur Verfügung: SA7-DN55L0: Hervorragende Abdeckung des Prüfbereichs von schallschwächenden Werkstoffen. SA7-DN55L-FD5: Allgemeiner Einsatz mit hervorragender Leistung. SA7-DNCR: Optimiert für S/E-UT-Schallköpfe A7 zur Erkennung von Defekten mittels Oberflächenwellen (Kriechwellen). SA5-DN70L: Mit COBRA Scanner für Rohrdurchmesser von 0,85 Zoll bis,5 Zoll kompatibel. Diese Vorlaufkeilserien verfügen alle über ein Koppelmittelzulaufsystem und Scanner-Befestigungslöcher. Sie sind in verschiedenen vordefinierten Standard-AOD- Krümmungen verfügbar, um an alle Standard-Rohrdurchmesser angepasst zu werden. NDT SetupBuilder DMA- und DLA-Sensoren sowie Standard-AOD-Vorlaufkeile dieser Lösung sind alle in der neusten Softwareversion des NDT SetupBuilder verfügbar. Es kann eine komplette Konfiguration mit Schallbündeldarstellung erstellt werden. Die resultierende Datei kann dann direkt zum Prüfgerät OmniScan übertragen werden. Austenitische Werkstoffe Nickellegierungen Beschichtungen (Serie A7) Ungleiche Schweißnähte ist gemäß ISO 900, ISO 00 und OHSAS 800 zertifiziert. *Technische Änderungen vorbehalten. Olympus, COBRA und OmniScan sind eingetragene Warenzeichen. Mini-Wheel, VersaMOUSE, WeldROVER, HSMT-Compact, HSMT-Flex und ChainSCANNER sind Warenzeichen der Olympus Corporation. Alle Markennamen sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen des jeweiligen Eigentümers oder eines Dritten. Copyright 08 by Olympus. E006DE Wendenstraße -8, 0097 Hamburg, Deutschland, Tel.: (9) Wendenstraße Hamburg, Tel.: (9) Anfragen an Shuttleworthstraße 5, 0 Wien, Tel.: () 90-8 Weld-Solution_DE_080 Best.-Nr.: 90-0-EN Rev. B