Verbesserung der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (POD) mittels SAFT bei der Ultraschallprüfung von schwer prüfbaren Werkstoffen

Der sichere Betrieb von Transportmitteln wie Flugzeugen, Bahnen und Fähren erfordert die permanente Inspektion relevanter Bauteile und Komponenten. Wie auch bei der Anwendung von ZfP-Verfahren in anderen industriellen Bereichen wird die Auswahl der geeigneten Prüfmethode im Hinblick auf das zu untersuchende Material und die aufzufindenden Fehler bestimmt. Insbesondere in den genannten sicherheitsrelevanten Bereichen muss gezeigt werden, dass das gewählte Verfahren die erforderlichen Nachweiseigenschaften besitzt. Im Hinblick auf die Ultraschallprüfung von Schiffsantriebskomponenten und Bauteilen im Off-Shore-Bereich befassen wir uns in diesem Beitrag mit der Detektion und der Größenbestimmung von innen liegenden Fehlern. Die Grobkornstruktur und/oder die gemischte Phasenstruktur der aufgrund ihrer Festigkeitseigenschaften und ihrer Korrosionsbeständigkeit üblicherweise eingesetzten Werkstoffe wie Duplexstähle und Bronze-Gusslegierungen (Cu3) führen zu einer starken Schwächung des Ultraschalls durch Streuung. Die Ultraschallprüfung muss daher im Hinblick auf die kleinste zu detektierende Fehlergröße optimiert werden. Eine Möglichkeit bietet die Synthetische Apertur Fokus Technik SAFT, die zu einer Reduzierung des Gefügerauschens und damit zu einer Erhöhung des Nutzsignals bei der bildgebenden Ultraschallprüfung führt. Auf der Basis verschiedener, an Duplex- und Cu3-Testblöcken mit Modellfehlern unterschiedlichen Durchmessers aufgezeichneter Ultraschall-HF-Daten haben wir eine â versus a-Analyse zur Bestimmung der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (englisch: Probability of Det ection, POD) durchgeführt. Dem internationalen Standard MIL-HDBK-1823 in der aktuellen Version von 2007 folgend haben wir POD-Kurven aus den Ultraschall-Rohdaten und den SAFT-Daten ermittelt. Wir zeigen, dass die Anwendung von SAFT zu einer erheblichen Verbesserung der POD führt und den Einsatz der Ultraschallprüfung als quantitatives ZfP-Verfahren zur Sicherung der Integrität solcher Bauteile aus schwerprüfbaren Werkstoffen unterstützt