Quantitative US-Prüfung an druckführenden Komponenten mit getaktetem US-Gruppenstrahler

US-Prüfungen werden an Hand von Bezugsreflektoren in ihrer Nachweisempfindlichkeit eingestellt und bewertet. Dabei wird zumindest für Komponenten von großer sicherheitstechnischer Bedeutung im Rahmen der Regelwerke durch eine entsprechende Prüfplanung sichergestellt, dass Fehler in beliebiger Lage und Orientierung nachgewiesen werden. Allerdings ermöglichen diese Prüfungen keine quantitative Prüfung, d.h. eine Darstellung der Befunde nach Fehlerart und -größe. Gegebenenfalls sind zur Bewertung von Anzeigen Analysemessungen durchzuführen, die aufwendig sind und ein häufig personenbezogenes Expertenkönnen voraussetzen. In der Konsequenz sind bruchmechanisch kritisch zu bewertende Fehler wesentlich größer als die nachzuweisenden Bezugsfehler. Um für bruchmechanische Bewertungen hinreichend aussagekräftige Prüfergebnisse zu erhalten, muss die Ultraschallprüfung bei üblichen Prüfgeschwindigkeiten und vertretbarem Prüfaufwand Fehlerbilder mit tomographischer Qualität liefern. Unbedingt erforderlich dafür ist eine Rekonstruktion der Befunde unter möglichst allen Einschallwinkeln (-90° bis +90°) bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit und Auflösung. Mit Hilfe des "getakteten Gruppenstrahlers" unter Verwendung von Rekonstruktionsalgorithmen der Ultraschallmigration und effizienten, integrierten Rechnerstrukturen können auch bei hohen Prüfgeschwindigkeiten in Echtzeit Ultraschallfehlerbilder erzeugt werden, aus denen beliebige Einschallwinkel und Fokussierungen berechnet werden. Zusätzlich gestattet die Rekonstruktionstechnik die Verletzung des "Sampling Theorems", das der Gruppenstrahlertechnik zu Grund liegt. Damit können synthetische Aperturen erzeugt werden, die auch bei großen Schallwegen eine Fokussierung erlauben mit Auflösungen, die im Wesentlichen durch die Apertur des Einzelelementes bestimmt werden. Das Leistungsvermögen dieser Technik wird an verschiedenen Beispielen - dickwandige Komponenten, Rohrleitungsschweißnähte und Turbinenwellen - aufgezeigt.