Untersuchungen zum Einfluss von Geometrie- und Temperaturabweichungen bei der Stangenprufung mit Ultraschall- Gruppenstrahlertechnik

摘要

Bei der automatisierten Prufung von Stangen mit Ultraschall- Gruppenstrahlertechnik besteht grundsatzlich die Moglichkeit, Prufkopfparameter wie Einschallwinkel, Fokustiefe und Schallbundelbreite programmgesteuert an sich verandernde Prufbedingungen anzupassen. Zu diesen zahlt die Temperatur des Koppelmediums (Wasser), die in einem Bereich von 10°C bis 50°C liegen kann, was zu unterschiedlichen Schallgeschwindigkeiten fuhrt und den Einschallwinkel verandert. Mit der Folge, dass unter Umstanden die geforderte 100%-Abdeckung des Prufvolumens nicht mehr gewahrleistet ist. Auch geometrische Abweichungen, wie sie durch die fertigungsbedingte Streuung des Pruflings gegeben sind, konnen Einfluss auf das Prufergebnis nehmen. So fuhren Abweichungen vom idealen Geradheitszustand zu Fehlpositionierungen des Prufkopfs, was wiederum Einfluss auf die Lage und Beschaffenheit des Schallbundels in der Stange hat. Ahnliches gilt fur nicht vollkommen kreisformig ausgebildete Stangendurchmesser, die unterschiedliche Schalleintrittsbedingungen bewirken und Abweichungen von den theoretisch ermittelten Werten zur Folge haben. Im Rahmen eines vom BMWi geforderten Forschungsvorhabens wurde der Einfluss dieser Parameter untersucht und ihre Auswirkungen fur den Betrieb einer automatisierten Prufanlage unter realen Betriebsbedingungen ermittelt. Dies betrifft vor allem den maximal moglichen Schallbundelversatz innerhalb des Arrays, der die Anzahl der erforderlichen Pruftakte bestimmt und damit die maximale Vorschubgeschwindigkeit des Pruflings. Des Weiteren werden Moglichkeiten zur programmgesteuerten Kompensation der untersuchten Temperatur- und Geometrieabweichungen durch eine flexible Anpassung der Gruppenstrahler- Prufkopfparameter aufgezeigt.