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Schneller fehlerfrei prüfen

Klassische Schweißnahtprüfung und mehr
Schneller fehlerfrei prüfen

Im Rahmen der Qualitätssicherung kommt der zerstörungsfreien Materialprüfung, speziell der Schweißnahtprüfung, eine besondere Bedeutung zu. Mit dem Sonoscreen ST10 hat Sonotec ein mobiles Ultraschallprüfgerät entwickelt, das diese Prüfungen maßgeblich erleichtert. Dazu tragen unter anderem hinterlegte Datenbanken, ein großes Display und die intuitive Menüführung des Geräts bei.

Die Autorin: Anne-Luise Gellner, Marketingleiterin, Sonotec Ultraschallsensorik Halle GmbH, Halle (Saale)

Die Sockel- und Turm-Elemente von Offshore-Windkraftanlagen sind aus bis zu 70 mm dicken hochbelastbaren Stahlblechen gefertigt. Die einzelnen Segmente werden mit Längs- und Rundnähten im Lichtbogenschweißverfahren verschweißt. Der Qualität dieser Schweißnähte kommt eine besondere Bedeutung zu, denn Offshore-Komponenten sind extremen Belastungen ausgesetzt. Wind und Wellen fordern ihre mechanische Stabilität heraus und gleichzeitig greift das korrosive Mehrwasser die Materialien an. Die am weitesten verbreitete Methode zur Qualitätssicherung an diesem Punkt im Prozess ist 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 der Hersteller 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.
Der Anwender kann über Drehen und Drücken des linken Drehknopfes durch das Menü blättern und bedient das Gerät intuitiv. 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 dieser Vergleichswerte wird bei der Bewertung nach DAC Punkt für Punkt eine Vergleichskurve erstellt. „Manchmal liegt dabei ein Messpunkt nicht so präzise auf der Kurve, wie er sollte. Mit dem Sonoscreen ST10 kann dieser einfach einzeln editiert werden. Mit den herkömmlichen Geräten muss dagegen die gesamte Justierung ab dem fehlerhaft gemessenen Punkt noch einmal wiederholt werden. Das ist sehr zeitaufwendig“, so Korngiebel.
Winkelprüfköpfe für die Schweißnahtprüfung
Das Gerät ist kompatibel mit allen gängigen Prüfköpfen – darunter sämtliche ergonomisch geformte Senkrecht- und Winkel-Prüfköpfe 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°. Der Hersteller 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, etwa an verschiedene Rohrbauformen. Dadurch lassen sich die Vorgaben der DIN EN 1714 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 das Unternehmen 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 Impuls-Echo-Senkrechtprüfköpfe – 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. 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 der Hersteller die Menüführung für die Schweißnahtprüfung, die 70 % aller Einsatzfälle ausmacht, optimierte, kann das Gerät für viele weitere Prüfungen genutzt werden. Ein Beispiel aus dem Bereich Kunststoffe ist die Dickenmessung – der Sender des Geräts ist so leistungsstark, dass er sogar Kunststoffwände mit Stärken bis zu 100 mm durchschallen kann. I
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