Prüfung von Eisenbahnrädern und -schienen mit Induktionsthermographie

Eisenbahnräder werden nach aktuellem Stand nach DIN EN 13262 mit dem aufwendigen Magnetpulververfahren zum Nachweis von Oberflächen- und oberflächennahen Fehlern geprüft. Mit dieser Methode werden zusätzliche Medien, speziell eine Magnetpulversuspension benötigt, welche teilweise gesundheitsschädlich sind und Entsorgungskosten nach sich ziehen. Die Industrie sucht daher nach neuen Prüfmethoden, welche ohne Prüfmittel auskommen, kontaktlos arbeiten und ein großes Automatisierungspotential bieten. Anhand dieser Kriterien hat sich die induktiv angeregte Thermografie als das Verfahren mit dem größten Erfolgspotential herauskristallisiert. Das IZFP hat einen Demonstrator zur vollautomatisierten Prüfung von fabrikneuen Eisenbahnrädern aufgebaut, um dieses Verfahren zu qualifizieren und zu validieren. In Verbindung mit einem Roboter zur Manipulation von Infrarotkamera und Induktor wird eine komplett automatisierte Prüfung vorgenommen. Eine Kombination von Signal- und Bildverarbeitungsalgorithmen in Verbindung mit thermografischen Auswertealgorithmen ermöglicht darüber hinaus eine automatische und robuste Fehlererkennung. Ergebnisse dazu werden präsentiert. Des Weiteren wurde im Rahmen eines europäischen Verbundprojekts die Prüfung von Schienen vom fahrenden Prüfzug aus untersucht. Es treten u. a. rissartige Fehler auf, die meist schräg von der Oberfläche in den Schienenkopf einlaufen. Für diese Prüfaufgabe sind Prüfzüge mit hochentwickelter Wirbelstrom- und Ultraschalltechnik bereits seit langem in Einsatz. Im Juli 2012 bestand die Möglichkeit, in einem ersten Stichversuch eine induktionsthermographische Schienenprüfung im Prüf- und Validationscenter Wegberg- Wildenrath der Siemens AG zu erproben. Dazu wurde ein Prüfwagen der RWTH Aachen eingesetzt. Natürliche Oberflächenrisse in einem Schienenstück wurden bei einer Zuggeschwindigkeit von bis zu 15 km/h nachgewiesen. Die Messungen wurden durch Simulationen und analytische Abschätzungen unterstützt.