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Werkstoffprüfung - zerstörungsfrei (ZfP)

Wir entwickeln und realisieren Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) von Rohr- und Flachprodukten aus Stahl sowie neue Methoden zur Prozesskontrolle und geben ad-hoc Hilfestellungen.

Ultraschallprüfsysteme

Lesen Sie mehr über unser Projekt "Automatisierte Ultraschall-Prüfanlage für Castor Behälter".
Foto zeigt Prüfkopf einer Ultraschall-Prüfanlage.

Anlagen zur Ultraschallprüfung geschweißter Rohre, Bleche und Behälter

Konzeption und Bau von Ultraschall-Prüfanlagen für den Einsatz in Produktionsbetrieben erfordern umfangreiche Kenntnisse auf dem Gebiet der industriellen Ultraschall-Anwendung. Wir haben langjährige Erfahrungen im Bau kundenspezifischer Lösungen. Neben umfassendem Know-how in der Prüftechnik bieten wir überzeugende Prüf- und Auswertekonzepte mit solider Ausführung sowie übersichtlicher und einfacher Bedienbarkeit der Systeme.

Prüftechnik, Prüfelektronik, Prüfmechanik, Anlagensteuerung und die Einbindung in die betriebliche Datenerfassung (BDE) bilden ein optimal aufeinander abgestimmtes Komplettsystem.

Computergestützte Simulation von ZfP-Verfahren

Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist in 2D und 3D seit Jahren bei uns im Einsatz, um bspw. Prüfverfahren und deren Auswertung besser zu verstehen und zu optimieren. Wir arbeiten mit dem Programm COMSOL Multiphysics, mit dem sich verschiedene physikalische Szenarien miteinander koppeln lassen.

Wir führen auch Simulationen in den Hauptbereichen elektromagnetischer Systeme und in der Akustik durch.

Zur Auslegung von Ultraschall- und Wirbelstromprüfungen setzen wir das kommerzielle Softwarepaket CIVA ein.

Bildgebende Ultraschallprüfung

Foto Bildschirmanzeiger von bildgebender Ultraschallprüfung

Im Einsatz zur besseren Fehlercharakterisierung

Die bildgebende Ultraschallprüfung hat in den letzten Jahren durch zunehmend verfügbare Handgeräte mit speziellen Softwaremodulen an Bedeutung gewonnen. Wir nutzen diese Technik in Form von selbst entwickelter und kommerzieller Hard- und Software. Hierzu zählen:

  • Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT)
  • Total Focusing Method (TFM)
  • Time of Flight Diffraction (ToFD)

Die bildgebende Ultraschallprüfung setzen wir vor allem zur im Vergleich zur Vergleichsfehlermethode besseren Fehlercharakterisierung ein.

Magnetische Streuflussprüfung

Rohre markieren und sortieren

In einem magnetisch gesättigten Rohr werden die magnetischen Feldlinien durch Außen- und Innenfehler in ihrer Ausbreitung gestört, so dass ein sog. Streufluss entsteht. Der an der Oberfläche austretende Streufluss kann mit magnetfeldempfindlichen Sensoren registriert und zum Nachweis der Inhomogenität genutzt werden. Die Signale werden weiterverarbeitet (gefiltert, klassifiziert ...) und zur Markierung und Sortierung von Rohren verwendet.

Weltweit erstmalig haben wir eine betriebliche Prüfanlage entwickelt und realisiert, die zum Streufluss-Nachweis Giant Magnetoresistance-Sensoren (GMR) nutzt.

Wirbelstromprüfung

Foto Anlage zur Wirbelstromprüfung.

Prüfung von Stahlrohren mit kleinerem Außendurchmesser

Rohre können automatisiert bei hohen Prüfgeschwindigkeiten auf Ungänzen oder Materialverwechslungen geprüft werden. Diese Prüfmethode wird oft in Multiprüfblöcken mit anderen Verfahren, in der Regel Ultraschallprüfung, kombiniert.
Wir unterstützen Produktionsbetriebe in den Bereichen Anlagenüberprüfung, Sondenauslegung, Sondenfertigung, Filtertechniken (z. B. Wavelet) und Auswerteverfahren.

Koppelmittelfreie Ultraschall-Wanddickenmessung

bei Temperaturen bis 600 °C – entwickelt von SZMF

Mit Elektrodynamischen Permanentmagnet-Wandlern (EPW) können Ultraschall-Wanddickenmessungen ohne Koppelmittel an elektrisch leitfähigen Werkstoffen auch bei hohen Temperaturen durchgeführt werden.

Im Gegensatz zur konventionellen Technik wird Ultraschall (US) erst im Prüfling über elektromagnetische Wechselwirkung angeregt, so dass ein Koppelmittel zur Schallübertragung überflüssig ist. In ferromagnetischen Stählen werden besonders effektiv transversale US-Wellen angeregt. Mit speziellen Sende- und Empfangselektroniken können EPW mit fast allen gängigen US-Prüf- und Auswerteeinrichtungen betrieben werden.

Visualisierung der Ultraschallausbreitung

Bild zeigt Visualisierung der Ultraschallausbreitung.

Direkte Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Werkstoff Stahl

Unser System zur US-Visualisierung beruht auf dem photoelastischen Effekt. Dieser ermöglicht es, Transversal- und Longitudinalwellen im Werkstoff Glas sichtbar zu machen. Verschiedene Glassorten werden eingesetzt, in denen die Schallgeschwindigkeiten sehr ähnlich denen in Stahl sind. Das ist eine Grundvoraussetzung für die direkte Übertragbarkeit der Ergebnisse. Mit vorhandener Auswertesoftware erfolgt die quantitative Vermessung der photoelastischen Bilder (orts- und zeitabhängig). Verlässliche Aussagen zu tatsächlichem Einschallwinkel, Schallbündeldivergenz, Fokuspunkten etc. von realen Prüfköpfen sind so möglich.

Infrarotradiometrie

Vielschichtig einsetzbar!

Die Einsatzgebiete reichen von der einfachen Schichtdickenmessung auf einem Substrat (z. B. Lack) bis zur anspruchsvollen längenskalierten Tiefenprofilierung thermischer und/oder optischer Eigenschaften.
Praxisbeispiele für das Verfahren sind die Charakterisierung von Korrosionsschutzprimern auf Automobilblechen hinsichtlich deren Schweißbarkeit, die Dickenbestimmung von Zunderschichten auf Lochdornen und die Tiefenprofilierung von Härtewerten.

Thermografie

Thermografieaufnahme

Die aktive Thermografie benötigt eine thermische oder mechanische Anregung, bei der häufig Induktionsspulen, Blitzlampen oder Leistungsultraschall verwendet werden. Einsatzgebiete sind z. B. Feuchtedetektion, Delamination oder Überprüfung auf Risse, Inhomogenitäten oder sonstige Einschlüsse.

Bei der passiven Thermografie wird ein durch den Prozess bedingtes Abkühlen beobachtet.

Zerstörungsfreie Materialerkennung

Unser patentiertes Verfahren erkennt Rohre mit falschem Werkstoff

In der Produktion von Stahlrohren müssen Werkstoff-/Chargenverwechslungen vermieden werden. Um dies sicherzustellen werden u. a. elektromagnetische Verfahren eingesetzt. Auf Grund ihrer unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften können Materialien so differenziert werden. Hierbei liegen Messdaten oft sehr eng beieinander (gerade bei Stählen mit gleicher Legierung und unterschiedlicher Wärmebehandlung).

Eine erweiterte Auswertung mit erhöhter Sensitivität und Trennschärfe wurde auf Basis unterschiedlicher Data-Mining-Algorithmen entwickelt und patentiert.

Optische 3D-Vermessung

Schnelle geometrische Erfassung großer Objekte und Bereiche

In der Vermessung von Gebäuden und Anlagen werden 3D-Laserscanner verwendet.

Der Strahl eines Laser-Abstandmesssystems wird in zwei orthogonale Winkel abgelenkt und bestimmt dabei mit hoher Messfrequenz die Entfernung sämtlicher Objektpunkte im Scanbereich. Aus den Messdaten erstellen wir anschließend CAD-Modelle.

Röntgenprüfung mit digitaler Röntgentechnik

Normgerechte Prüfung und Bewertung

Als Röntgenquelle nutzen wir unsere 200 kV-Mikrofokus-Röntgenanlage und einen 320 kV-Direktstrahler. Damit sind u. a. Schweißnahtprüfungen nach DIN EN ISO 17636-2 Prüfklasse B möglich. Leistungsfähige, teils eigenentwickelte Software ermöglicht die normgerechte Prüfung und Bewertung durch zertifiziertes Prüfpersonal (EN 9712 Level 2 und 3).

Großflächige 3D-Verformungsmessung

Foto Anlage von GOM zur 3D-Verformungsmessung.

Berührungslose, materialunabhängige Bestimmung von 3D-Oberflächenkoordinaten

Für statisch als auch dynamisch belastete Proben. Diese können in der Größe von einigen Millimetern bis hin zu mehreren Metern mit großen Verschiebungen und Deformationen (>> 100 %) vermessen werden.

Wir nutzen zwei ARAMIS-Systeme, die nach dem Prinzip der digitalen Bildkorrelation arbeiten. So erhalten wir präzise Angaben über 3D-Verschiebung und -Geschwindigkeiten sowie gleichzeitig über Dehnungen und Dehnraten über einen Winkelbereich von fast 180°.

Bauteilmetallografie (oberflächenabrasiv)

Bauteil im Betrieb untersuchen

Häufig werden mit diesem Verfahren temperatur- oder korrosionsbelastete Bauteile untersucht. Wir beurteilen die Charakteristika wie Korngröße, Ausscheidungsentwicklungen und Porenbildungen und leiten dadurch die Lebensdauer von Bauteilen ab.
Wir untersuchen Bauteile verschiedenster niedrig- und hochlegierter Stähle und Nickelwerkstoffe. Sprechen Sie uns an!

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Zerstörungsfreie Materialprüfung nach DIN EN ISO 9712

Wir stellen uns Ihren Herausforderungen bei der Enwicklung von Sonderverfahren.

Qualifizierung und Zertifizierung von Personal im Bereich ZfP.

© Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH
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