Mobile Helfer detektieren selbst kleinste Risse

Autorin: Anne-Luise Gellner Marketingleiterin, Sonotec

Für den Anlagenbau gelten in der chemischen Industrie besonders hohe Anforderungen. Das gilt vor allem für Rohrleitungen, drucktragende Kessel und Vorratstanks. Undichte Stellen können hier weitreichende Folgen haben. Denn treten aufgrund mangelnder Materialqualität Prozessgase oder Flüssigkeiten aus, kann es zu ungewollten chemischen Reaktionen kommen – mit nicht abzuschätzenden Gefahren für Mensch und Umwelt. Auch im Prozessbetrieb selbst sind die Materialien beziehungsweise die Schweißverbindungen an Rohren und Kesseln besonderen Belastungen ausgesetzt. Aggressive Stoffe sowie hohe Temperaturen und Drücke setzen den Rohrwandungen und Schweißnähten zu. Fortwährende Korrosionsangriffe und abrasiv wirkende Verunreinigung tragen zusätzlich ihren Teil bei. Die regelmäßige Prüfung der Wandungen und Nähte ist daher unabdingbar. Auch um eventuell notwendige Reparaturarbeiten frühzeitig planen zu können. Denn jeder Stillstand verursacht Produktionsausfälle und damit Kosten. Die am weitesten verbreitete Methode zur Qualitätssicherung an diesem Punkt im Prozess ist die zerstörungsfreie Materialprüfung, insbesondere die klassische Schweißnahtprüfung mit Ultraschall. Sie erkennt zuverlässig Poren, Schlackeeinschlüsse, Bindefehler, Risse, ungenügende Durchschweißung und ähnliche qualitäts- und haltbarkeitsmindernde Faktoren.

Insbesondere bei großen und schweren Bauteilen ist tragbare Ultraschallprüftechnik, mit der die Messung direkt vor Ort vorgenommen werden kann, äußerst praktisch. Ein aktuelles Beispiel für ein derartiges mobiles Prüfgerät ist das Sonoscreen ST10 von Sonotec. Es verfügt über eine vereinfachte Menüstruktur und einen großen 8“-Bildschirm im Format 16:9. Bei der Entwicklung des mobilen Prüfgeräts ging Sonotec strikt nach ergonomischen und funktionalen Aspekten vor. Ziel war die Entwicklung eines einfach zu handhabenden Geräts mit einer Bedienführung, die den Prüfungsvorgang beschleunigt und mögliche Fehlerquellen von Anfang an ausschließt.

Die Menüführung gibt sämtliche anzupassende Parameter in einer logischen Abfolge vor und stellt damit sicher, dass alle relevanten Konstanten bei Prüfbeginn gesetzt sind. Eine Übersicht der Prüfkopfeinstellungen ermöglicht die schnelle Kontrolle der Eingaben. Dabei werden alle Menüpunkte im Volltext und der gesamte Menübaum mit Unterpunkten angezeigt. Zur schnellen, manuellen Entfernungsjustierung sind die Kalibrierkörper K1 und K2 bereits hinterlegt. Material- und Prüfkopfdatenbanken erleichtern zusätzlich die Prüfvorbereitung und Konfiguration des Geräts.

Das Sonoscreen ST10 bietet neben den gängigen Verfahren AVG, DAC und TCG bei der Empfindlichkeitsjustierung auch die Bewertung nach AWS1.1 an. „Diese Verfahren sind erforderlich, um die Größe des Fehlers im tatsächlichen Werkstück auch korrekt bewerten zu können“, erläutert Dipl.-Ing. Henning Korngiebel, Vertrieb Zerstörungsfreie Materialprüfung bei Sonotec. Auf Basis von Vergleichsfehlern wird bei der Bewertung nach DAC Punkt für Punkt eine Bewertungskurve erstellt. „Mit dem Sonoscreen ST10 kann jeder einzelne Messpunkt auch im Nachgang editiert werden. Mit vielen herkömmlichen Geräten muss dagegen die gesamte Justierung ab dem korrigierten Punkt noch einmal wiederholt werden. Das ist sehr zeitaufwendig“, so Korngiebel. Damit unterscheidet sich das Sonoscreen ST10 maßgeblich von vergleichbaren Geräten.

Das Sonoscreen ST10 ist kompatibel mit allen gängigen Prüfköpfen – darunter auch sämt- liche ergonomisch geformte Senkrecht- und Winkelprüfköpfe von Sonotec. Für die Schweißnahtprüfung werden Winkelprüfköpfe verwendet. In diesen Ultraschallprüfköpfen der Sonoscan-Reihe gibt ein Schwinger über einen Vorlaufkeil die Ultraschall-Transversalwellen unter einem bestimmten Winkel an das Werkstück ab. Die Winkel betragen üblicherweise 45 °, 60 ° und 70 °. Sonotec bietet drei verschiedene Winkelprüfköpfe an. Mit ihren unterschiedlichen Bauformen und Größen garantieren sie immer die optimale Nutzung. Durch Einschleifen der Prüfköpfe besteht außerdem die Möglichkeit einer Anpassung an gekrümmte Oberflächen, wie beispielsweise an verschiedene Rohrbauformen. Dadurch lassen sich die DIN EN 1714-Vorgaben für die zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen gut erfüllen. Überdies ermöglichen die ergonomisch geformten Prüfköpfe die komfortable Handhabung. Neben den Standardprüfköpfen für vorgegebene Winkel, Frequenzen und Schwingergrößen realisiert Sonotec auf Wunsch auch applikationsspezifische Sonderlösungen.

Das gilt auch für die Senkrechtprüfköpfe der Sonoscan-Reihe, mit denen das Ultraschallprüfgerät zur zerstörungsfreien Materialprüfung an Metallen, Kunststoffen und Keramikmaterialien eingesetzt werden kann. Die Prüfköpfe, die selbst kleinste Risse und Poren erkennen, werden mit dem Sonoscreen ST10 unter anderem zur Fehlerprüfung bei Verbundwerkstoffen – beispielsweise zur Erkennung von Delaminationen – verwendet. Zur Produktreihe zählen Sonoscan-SE-Prüfköpfe (SE = Sender/Empfänger) und Sonoscan-Impuls-Echo-Senkrechtprüfköpfe – letztere wahlweise als protect- oder hardface-Ausführung. Die protect-Variante mit austauschbarer Schutzmembran eignet sich besonders für die Prüfung rauer Oberflächen, da sich die Schutzfolie an die Unebenheiten anpasst. Das schützt den Prüfkopf und verlängert seine Lebensdauer deutlich. Die hardface-Version zeichnet sich dagegen durch eine sehr harte, verschleißfeste Anpassschicht aus. Die Prüfkopftypen sind in einer großen und einer kleinen Ausführung mit den Frequenzen 2 oder 4 MHz lieferbar.

Obwohl Sonotec die Menüführung des Geräts für die Schweißnahtprüfung, die 70 % aller Einsatzfälle des Geräts ausmacht, optimierte, kann das Sonoscreen ST10 für viele weitere Prüfungen genutzt werden. Ein Beispiel aus dem Bereich Kunststoffe ist die Dickenmessung. „Für herkömmliche Wanddickenmessgeräte ist bei einer Wandstärke von 10 bis 20 mm Schluss. Denn bei größeren Wanddicken ist der Dämpfungseffekt von Kunststoff zu groß für die Sendeleistung dieser Geräte“, erklärt Henning Korngiebel. Doch der Sender des Sonoscreen ST10 ist so leistungsstark, dass er sogar Kunststoffwände mit Stärken bis zu 100 mm durchschallen kann. „Selbstverständlich ist das Gerät auch für die Wanddickenmessung von Metallbauteilen zu gebrauchen. Für solche Anwendungen bietet Sonotec eigentlich die kostengünstigeren Wanddickenmessgeräte der Reihe Sonowall an. Doch wenn man das Sonoscreen ST10 bereits zur Schweißnahtprüfung im Haus hat, sollte man seine Möglichkeiten auch ausschöpfen“, meint Henning Korngiebel. Schließlich sei die Wanddickenmessfunktion im Gerät vorgesehen und dazu messe es sogar präziser als die herkömmlichen Prüfeinrichtungen.

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