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Entwicklung und Anwendung eines leistungsfähigen Ultraschallverfahrens zur zerstörungsfreien Prüfung von komplexen Bauteilen aus schwerprüfbaren Werkstoffen am Beispiel von Schiffspropellern - von der Simulation über die Prüfung bis zur Bewertung

 
: Rieder, H.; Spies, M.

ZfP-Zeitung (2009), Nr.116, S.48-51
ISSN: 0948-5112
ISSN: 1616-069X
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer ITWM ()
Ultraschall; zerstörungsfrei; Bronzelegierung; imaging; SAFT; mechanisierte Prüfung

Abstract
Ein zentraler Punkt bei der Schiffssicherheit ist der Erhalt der Manövrierfähigkeit. Ein Schaden am Propeller kann zu einer erheblichen Einschränkung oder gar zum vollständigen Verlust der Manövrierfähigkeit und damit unter Umständen zu erheblichen Gefährdungen der Umwelt führen. Viele der Propellerschäden entstehen ohne direkte äußere Einwirkungen, wie zum Beispiel Grundberührung, sondern resultieren aus Produktions- und Reparaturfehlern. Im Rahmen des Verbundvorhabens ProRepaS wurde ein bruchmechanisches Konzept zur sicherheitstechnischen Bewertung von innen liegenden (eingeschlossenen) Fehlstellen bei gegossenen Schiffspropellern aus Cu3-Legierungen entwickelt. Voraussetzung dafür war unter anderem die Entwicklung eines leistungsfähigen Verfahrens zur zerstörungsfreien Prüfung von Prope llerwerkstoffen mit Ultraschall. Dazu wurde ein automatisiertes, transportables Ultraschallprüfsystem entwickelt, mit dessen Hilfe bei der flächenhaften Abtastung nicht nur die hochfrequenten Ultraschallprüfdaten digitalisiert aufgezeichnet werden, sondern auch die gekrümmte Oberflächenkontur erfasst wird, um den Effekt der räumlich mehrfach gekrümmten Oberfläche bei der tomographischen Bilderzeugung berücksichtigen zu können. Zur Verbesserung der Bildqualität wurde die Synthetische Apertur Fokus Technik entsprechend weiterentwickelt. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten umfassten: (i) die Modellierung und Simulation der Prüfanwendung in Bezug auf Schallschwächung, Materialstruktur, gekrümmte Bauteiloberflächen und Prüfkopfeigenschaften; (ii) die Anpassung der bildgebenden Auswe rtealgorithmen (SAFT++); (iii) die Entwicklung und Anpassung der Prüf- und Manipulationstechnik im Hinblick auf die erschwerten Randbedingungen einer Prüfung beim Hersteller und der In-situ-Prüfung vor Ort, insbesondere im Trockendock. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die durchgeführten Arbeiten und illustriert anhand von ausgewählten Beispielen den Vor-Ort-Einsatz des Verfahrens an realen Schiffspropellern.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-115639.html