Zur Problematik der Teifenvermessung von Oberflächenrissen mit Ultraschallprüfköpfen

Zur Detektion von Oberflächenrissen werden heute unter anderem Ultraschallprüftechniken eingesetzt. Für die Inspektion der prüfkopffernen Oberfläche ist dies die 45 Grad- Transversalwellenprüfung unter Ausnutzung des Winkelspiegeleffektes. Die Inspektion der prüfkopfseitigen Oberfläche erfolgt mit 70 Grad-SEL-Köpfen oder Kriechwellenprüfköpfen. Während sich diese Techniken durch ein gutes bis sehr gutes Fehlernachweisvermögen auszeichnen, ist eine amplitudenmäßige Fehlerbewertung, d.h. eine Abschätzung der Rißtiefe aus der Echohöhe sehr schwierig oder sogar unmöglich. Spezialtechniken wie Rißtiefenortung, Deltatechnik oder Oberflächenwellentechniken hängen stark von den Randbedingungen (Topologie, Spannungsverteilung und den Rißspitzen) ab und haben - von Sonderfällen abgesehen - in die Prüfpraxis bislang keinen Eingang gefunden. Im IzfP wurde eine hochempfindliche SE-Technik entwickelt, um senkrecht zur Oberfläche orientierte Innenrisse in dickwandigen Bauteilen sicher nachzuweisen un d die unhandliche Tandemprüfung zu ersetzen /1-3/. Die hohe Empfindlichkeit dieser "LLT" (Longitudinal,-Longitudinal-Transversalwellen) Technik resultiert aus der effizienten Umwandlung einer Longitudinalwelle am Riß in eine Transversalwelle und der gleichzeitigen Ausnutzung der spiegelnden Reflektionen. Erste Versuche mit nichtoptimierten LLT-Prüfköpfen an mit Nuten versehenen Stahlplatten zeigten, daß diese Technik zu einer Oberflächenprüftechnik zum Nachweis und insbesondere zu amplitudenmäßigen Bewertung von Oberflächenrissen entwickelt werden kann. Im Gegensatz zu den zur Zeit verwendeten Ultraschallprüfmethoden zeigt die LLT-Technik einen monotonen Verlauf der Echohöhe-Rißtiefen-Kurven mit hoher Dynamik, deren Lage durch die Auslegung der Prüfköpfe verändert werden kann. Im folgenden werden einige typische Ergebnisse eines umfangreichen Untersuchungsprogramms präsentiert, welches gemeinsam vom IzfP und dem Rheinisch-Westfälischen TÜV in Siegen durchgeführt wurde.