Optimierung der Ultraschallprüfung an Radsatzwellen in der Instandhaltung

摘要

Currently at Deutsche Bahn AG (DB) ultrasonic inspections in maintenance procedures for wheelset axles with a bore hole are, to the greatest possible extent, carried out using automated ultrasonic inspection system. Although the acceptance levels are in accordance with DIN 27201 part 7, the testing results have shown in recent years that in the case of true indications, the effective defect sizes were far below the level of acceptance. Due to this experience it can be assumed that the mechanized ultrasonic inspection systems are testing substantially more sensitively than required. In research cooperation between Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) and DB the effective flaw detection sensitivity of existing mechanized ultrasonic inspection system was determined. The results are showing that the experience of the recent years can be confirmed, when influencing parameters, like the geometry of a wheelset axle, are respected.%Für die Gewährleistung eines sicheren Betriebes ist es erforderlich, dass ermüdungsbedingte Fehler im Bauteil frühzeitig und zuverlässig gefunden werden können. Bei der Deutschen Bahn AG werden für die Prüfung von Radsatzwellen mit Längsbohrung seit über 15 Jahren mechanisierte Ultraschallsysteme der zerstörungsfreien Prüfung, HPS genannt, erfolgreich eingesetzt. Die Parametrierung der HPS-Anlagen wird kontinuierlich weiterentwickelt und optimiert. In einem Forschungsvorhaben, das kürzlich in Kooperation mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt wurde, konnte gezeigt werden, dass die verwendeten Prüfsysteme in ausgewählten Wellenbereichen in der Lage sind, wesentlich kleinere Fehlertiefen sicher zu detektieren, als die durch die DIN 27201-7 vorgeschriebene Fehlertiefe von 2 mm. Die Untersuchungen haben allerdings auch gezeigt, dass das Nachweisvermögen wesentlich durch die Geometrie des Bauteils bestimmt wird. Eine Aussage über die erzielbare Nachweisempfindlichkeit und letztlich der Prüffähigkeit bei einer abgesenkten Nachweisgrenze für eine bestimmte Radsatzwellenbauart kann nur bei einer gleichzeitigen Betrachtung von Prüfgegenstand und Prüfsystem erfolgen. Durch geeignete Simulationen kann bereits während des Radsatzwellendesigns, auf eine optimierte Prüffähigkeit der Radsatzwelle hingewirkt werden. Des Weiteren wird der Einfluss auf die Falschanzeigenrate durch Änderungen an der Geometrie einer Radsatzwelle aufgezeigt.