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Neubau- und Revisionsmaßnahmen im Kraftwerksbau sind regelmäßig mit umfangreichen Schweißarbeiten an Druck führenden Bauteilen verbunden. Der erforderliche Nachweis der ordnungsgemäßen Ausführung der Schweißnähte erfolgt klassisch mittels der Durchstrahlungsprüfung (Röntgentechnik), mit der unerwünschte Strahlenexpositionen oder Kontaminationen der Umwelt verbunden sind. Einsatzzeiten und -Örtlichkeiten für die Durchstrahlungen müssen deshalb zwischen Prüfern und den verantwortlichen aller anderen Gewerke auf den Baustellen eng abgestimmt werden. Während der Durchstrahlungsprüfung dürfen im Strahlenschutzbereich

keine andersartigen Arbeiten verrichtet werden, wodurch lästige und teilweise längere Stillstandszeiten entstehen. Bei Verwendung dieser innovativen Phased Array Ultraschalltechnik entfallen sämtliche Strahlenschutzregelungen. Die Schweißnaht Prüfungen können teil- oder vollmechanisiert bei hohen Prüfgeschwindigkeiten und einfachem Handling nahezu parallel mit den Schweißarbeiten ausgeführt werden. Quasi nach Abkühlen der Schweißnaht auf Temperaturen unterhalb ca. 60° C. Gegenüber der Durchstrahlungsprüfung ergeben sich so bedeutsame terminliche, wie auch finanzielle Einsparpotenziale für alle Beteiligten.

Vorteile des Verfahrens

  • Keine Strahlenschutzmaßnahmen notwendig
  • Kurze Prüfzeiten
  • Direkt im Anschluss an die Schweißung ab Prüftemperaturen von ca. 40°C verfügbar
  • Prüfergebnisse direkt im Anschluss an die Prüfung verfügbar
  • Bildgebendes Verfahren bei Teilmechanisierung
  • Vergleich der Ergebnisse von mehreren Prüfungen an einer Prüfstelle bei wiederkehrender Prüfung

Beschreibung des Prüfsystems

Bei der Ultraschallprüfung handelt es sich um ein akustisches Verfahren zur Auffindung von Materialfehlern. Dabei wird durch einen geeigneten Schwinger ein Schallimpuls erzeugt, der über ein Koppelmittel in das Bauteil übertragen wird. Durch Grenzflächen mit unterschiedlichen Schallwiderständen im Prüfkörper (Risse, Dopplungen, Rückwand etc..) wird der Schallimpuls reflektiert und zum Schwinger zurück gesendet. Dieser fungiert jetzt als Empfänger. Durch die Laufzeit zwischen Senden und Empfangen wird die zurück gelegte Wegstrecke berechnet (Impuls-Echo-Verfahren).

Aufgrund der Reflektionsgesetze sind bei der Ultraschallprüfung mehrere Einschallwinkel für den Fehlernachweis notwendig. Bei der Phased-Array-Technik sind in einem Prüfkopf mehrere Wandler untergebracht.

Somit ist es möglich, durch eine zeitverzögerte Ansteuerung der Elemente einen variablen Einschallwinkel zu realisieren. Aus diesem Grund sind annähernd alle Fehlerschräglagen nachweisbar. Bei der automatisierten Prüfung werden zusätzlich zu den Ultraschalldaten die Positionsdaten gespeichert. Durch die Datenverarbeitung erhält man auch hier ein bildgebendes Verfahren, deren Darstellung man direkt mit dem Projektionsbildern der Durchstrahlungsprüfung vergleichen kann.

Die ZWP Anlagenrevision hat gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut IZfP und der CSW Engineering diese Technologie bundesweit als Erster erfolgreich für den Ersatz der Durchstrahlung an Rohrleitungen im Kraftwerksbau qualifiziert. Mit diesem Verfahren wurden seit 2009 über 15.000 Schweißnähte erfolgreich geprüft.

Das Prüfverfahren ist gem. DIN EN ISO/IEC 17025:2005 akkreditiert.

Weitere Einsatzmöglichkeiten: Schweißnahtprüfung an Gashochdruckleitungen mit Phased Array

Auch hier hat sich die Durchstrahlungsprüfung als bewährtes Prüfverfahren etabliert. Dieses Prüfverfahren erfordert jedoch einen erheblichen Aufwand zur Einhaltung der Strahlenschutzbestimmungen, da eine weite räumliche Abgrenzung des Prüffeldes notwendig ist. Als Folge dieser Forderungen können keine sonstigen Arbeiten zeitgleich im Umfeld der Prüfung durchgeführt werden.

Phased-Array bietet als Ersatz für die Röntgenprüfung viele Vorteile, da sie umfangreiche Informationen über den Prüfbereich zur Verfügung stellt.

Dieses Verfahren kann einen großen Beitrag im Bereich Betriebssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Verbesserung der Arbeitsbedingungen leisten.

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