Als eine Weiterentwicklung des konventionellen Ultraschalls (s. Abb. 1) basiert die Phased-Array-Prüftechnik, wie der konventionelle Ultraschall, auf der Ausbreitung von Ultraschallwellen innerhalb eines Werkstoffes und dessen Reflektion an Ungänzen (Reflektoren). Die Besonderheit der Phased-Array-Prüfung (s. Abb. 2) besteht darin, dass das Schallfeld, welches in den Werkstoff eingeleitet wird, durch den Einsatz von speziellen Prüfköpfen (s. Abb. 3) und dessen elektronischer Schaltung modelliert werden kann. Somit ist es zum Beispiel möglich, den Einschallwinkel zu verändern. Durch diese technische Weiterentwicklung ergibt sich eine Vielzahl neuer Möglichkeiten.
Eine dieser Möglichkeiten besteht darin, besonders dünne Grundwerkstoffe (Wanddicke < 8 mm) prüffähig zu machen. Aus diesem Grund arbeitet die SLV-Duisburg im Rahmen einer Machbarkeitsstudie seit einigen Jahren erfolgreich mit der Westnetz GmbH zusammen. Ziel dieses gemeinsamen Forschungsprojektes ist die Etablierung der dünnwandigen Phased-Array-Prüfung in Normen- und Anwendungsregelwerken sowie der Einsatz des Verfahrens im dünnwandigen Rohrleitungsbau als Ersatz für die bisher verwendete Durchstrahlungsprüfung. Im Rahmen der Zusammenarbeit besteht große Zuversicht, dass diese zerstörungsfreie Prüfmethode in Zukunft erheblich wirtschaftlicher wird und schnellere Ergebnisse liefert als die konventionelle Durchstrahlungsprüfung.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten im Wanddickenbereich ab 6 mm ergeben sich unter anderem, wenn gleiche Dimensionen in hohen Stückzahlen gefertigt werden.So hat sich beispielsweise die Prüfung an Rohrrundnähten für Kavernenspeicher mithilfe einer Kombination der Phased-Array- und der TOFD-Prüftechnik (weitere Ultraschallprüftechnik) gegenüber der konventionellen Ultraschallprüfung und Röntgenprüfung als eine deutlich effizientere Prüftechnik erwiesen. Der Einsatz dieser Prüftechnik in mehreren Projekten zeigt eine mögliche Reduzierung der Prüfungsdauer von bis zu 60 % im Vergleich zur konventionellen Prüftechnik. Darüber hinaus können die Ergebnisse deutlich einfacher archiviert und ausgewertet werden, da die Ergebnisse unmittelbar nach der Prüfung in digitaler Form vorliegen und abgespeichert werden können.
Perspektivisch ist ein schrittweiser Wechsel der Prüftechniken hin zu der Phased-Array-Prüfung zu erwarten. Als Innovationstreiber dieser Prüftechnik beraten wir Sie gerne bei der Umsetzung Ihrer Prüfaufgaben mittels Phased-Array-Technologie.
Autoren:
Marco Stausberg von der SLV-Duisburg, stausberg@slv-duisburg.de
Hendrik Schoppen von der Westnetz GmbH, hendrik.schoppen@westnetz.de