Dreidimensionale Ultraschall-Tomographie an schwer prüfbaren strukturellen Werkstoffen

Die Ultraschallprüfung spielt in vielen industriellen Bereichen eine wichtige Rolle. Eine ihrer Hauptaufgaben ist die Bestimmung von Ort, Form, Größe und Orientierung von Fehlern. Im Hinblick auf eine quantitative zerstörungsfreie Bewertung hat sich die Synthetische Apertur Fokus Technik (SAFT) bewährt. Ihre Anwendung ist insbesondere bei der Inspektion von stark schallschwächenden Materialien interessant, da dieser tomographische Algorithmus zu einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis bei der Fehlerrekonstruktion führt. Eine zweite Möglichkeit, den ungünstigen Schalleigenschaften dieser Materialien zu begegnen, bietet die Phased-Array-Technik. Hier führt die Schallfeldfokussierung zu einer Erhöhung der Schallenergie in den entsprechenden zu inspizierenden Tiefenbereichen bei gleichzeitiger Reduzierung des Streuquerschnitts. Dieser Beitrag stellt Ergebnisse und Fortschritte bei der Inspektion schwer prüfbarer Werkstoffe vor, die jüngst durch den Einsatz dieser beiden Verfahren erzielt wurden. Zwei große Werkstoffgruppen werden adressiert: zum einen die kohlefaserverstärkten Kunststoffe (KFK), bei denen zusätzlich zur Schallschwächung die richtungsabhängigen Schallgeschwindigkeiten zu berücksichtigen sind. Stellvertretend für die Gruppe der Gusswerkstoffe werden Ergebnisse präsentiert, die bei der Prüfung von DuplexStahl erzielt wurden, der durch sein ferritisch-austenitisches Mischgefüge als extrem schallschwächend anzusehen ist.