Mi.3.A - Bahn / 19.09.2012U. Börner, F. Sondermann |
Mi.3.A.1
12:30
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Ultraschallprüfung an Hohlwellen mit einem Gruppenstrahler-Kegelarray
U. Völz, arXes-tolina, Dresden
R. Boehm, T. Heckel, BAM, Berlin
W. Spruch, Büro für Technische Diagnostik, Brandenburg
Kurzfassung:
Bei der wiederkehrenden Ultraschallprüfung von Eisenbahn-Radsatzwellen mit Längsbohrung von innen w...
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Bei der wiederkehrenden Ultraschallprüfung von Eisenbahn-Radsatzwellen mit Längsbohrung von innen werden in der Regel konventionelle Systeme mit mechanischer Rotation der Prüfköpfe eingesetzt. Damit ist ein hoher technischer Aufwand verbunden, um eine sichere elektrische Kontaktierung und eine ausreichende Schallankopplung der Ultraschallprüfköpfe bei schnellen Prüffahrten zu erreichen. Eine Anpassung an unterschiedliche Bohrungsdurchmesser erfolgt durch den Wechsel des kompletten Prüfkopfträgers.
Die vorgestellte Technik arbeitet mit einem zentrisch in der Bohrung befindlichen rotationssymmetrischen Gruppenstrahler, dessen Schwingerelemente auf einem Kegel angeordnet sind. Der Einschallwinkel wird durch den Kegelwinkel und die Schallgeschwindigkeitsverhältnisse bestimmt. Die Rotation des Schallbündels wird ohne mechanische Bewegung im Wesentlichen durch die elektronische Verschiebung des aktiven Schwingerbereiches realisiert. Kleine Rotationswinkelschritte und die Schallbündelformung werden durch unterschiedliche Steuerung derselben Schwingergruppe erreicht. Die Zeit für die Prüfung einer Welle reduziert sich dadurch und die aufwändige und störanfällige elektrische Kontaktierung mit Schleifringen entfällt. Derselbe Kegelprüfkopf ist für einen großen Bohrungsdurchmesserbereich (z. B. 30 – 70 mm) einsetzbar. Die Anpassung erfolgt ausschließlich durch die verschiedenen Durchmesser der Abdichtungen für den koppelmittelgefüllten Bereich. Vorteile der neuen Prüftechnik sind die kürzeren Prüfzeiten, der geringere Wartungsaufwand für das Prüfsystem und die Eignung des Kegelarrays für alle Bohrungsdurchmesser.
Neben den theoretischen und praktischen Untersuchungen zur Realisierung eines solchen Prüfsystems werden erstmals auch Ergebnisse aus der Anwendung in einer Prüfanlage gezeigt.
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Mi.3.A.2
12:50
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CORFAT – Überwachung von Transportfahrzeugen auf Straße und Schiene und Frachtschiffen mittels Schallemissionsprüfung bezüglich Korrosion und Rissbildung
A. Jagenbrein, P. Tscheliesnig, TÜV AUSTRIA Services, Wien, Österreich
Kurzfassung:
Der Hauptgrund für den Ausfall von Transportfahrzeugen bzw. Frachtschiffen ist neben menschlichen F...
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Der Hauptgrund für den Ausfall von Transportfahrzeugen bzw. Frachtschiffen ist neben menschlichen Fehlern meistens Versagen der Struktur verursacht durch Ermüdung oder Korrosion. Besonders beim Transport gefährlicher Güter führte Versagen der Struktur zu Unfällen mit schwerwiegenden Schäden für Mensch, Umwelt und Industrie. Hierbei sind nicht nur die finanziellen Folgekosten sonder auch der Vertrauensverlust zu berücksichtigen.
Daher werden Transportfahrzeuge und Frachtschiffe meist basierend auf periodischen Überprüfungen überwacht. Diese Verfahren sind meist zeit- und kostenintensiv. Zudem gibt es trotz erfolgter Kontrolle mehrere Versagensfälle mit verhängnisvollen Auswirkungen auf die Umwelt aufgrund extremer Betriebsbedingungen.
Solche Schadensentwicklungen können durch veränderte Betriebsbedingungen beschleunigt werden und müssen daher rechtzeitig erkannt werden. Regelmäßig wiederkehrende Überprüfungen sind dazu nicht geeignet. Das Entstehen bzw. die Veränderung von Schäden in Strukturen sind nur mittels Dauerüberwachung möglich. Die Hauptursachen, Korrosion und Ermüdung, können mittels Überwachung basierend auf Schallemissionsprüfung (AT) erkannt werden. Die hohe Empfindlichkeit dieser Technologie bedingt aber verstärkte Sensibilität gegenüber Störgeräuschen. Dieser Nachteil muss durch den Einsatz geeigneter Filter und Datenbearbeitung bewältigt werden.
Eine umfassende Strategie zur Überwachung der Struktur von Transportfahrzeugen bzw. Frachtschiffen basierend auf Schallemissionsprüfung und nachfolgender Bewertung mittels konventioneller zerstörungsfreier Prüfung (zfP) soll im Rahmen des EU-geförderten Projektes CORFAT (SCP7-GA-2008-218637) erstellt werden. Weiter- bzw. Neuentwicklungen sind vor allem für Messgeräte erforderlich, besonders bei Verwendung in explosionsgefährdeten Zonen. Im Projektkonsortium sind führende Firmen, Institute und Organisationen vertreten, die in den Bereichen AT, zfP, Inspektion, Zulassung, Forschung, und Reparatur tätig sind.
Diese neue vorbeugende Überwachungstechnologie muss für die Anwendung an Transportfahrzeugen bzw. Frachtschiffen angepasst werden und entsprechende Regelwerke für Installation und Durchführung sind zu erstellen.
Ergebnisse von Laborversuchen und Messungen an Transportfahrzeugen und Frachtschiffen während der Fahrt unter verschiedenen Betriebsbedingungen werden gezeigt. Ein Messsystem, inklusive eigensicherer Sensoren, entwickelt für den Einsatz in explosionsgefährdeten Zonen wird beschrieben.
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Mi.3.A.3
13:10
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Innovative Prüfsysteme für eine zuverlässige Diagnose von Radsätzen im Bahnwesen
F. Wolfsgruber, Actemium Cegelec Mitte, Nürnberg
G. Engl, Erlangen
W. Haase, M. Schöll, E. Zaus, Framatome, Erlangen
R. Meier, IPRM, Erlangen
Kurzfassung:
Die Tendenz des Betriebes des rollenden Materials im Bahnwesen bewegt sich immer stärker auf hohe ...
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Die Tendenz des Betriebes des rollenden Materials im Bahnwesen bewegt sich immer stärker auf hohe Geschwindigkeiten, hohe Verfügbarkeit, aber ebenso auf hohe Zuverlässigkeit des rollenden Materials zu. Die Deutsche Bahn AG hat diese Maximen konsequent umgesetzt, wobei die zerstörungsfreie Prüfung einen wesentlichen Beitrag durch aussagefähige und zuverlässige Prüfsysteme hoher Produktivität leistet. So ist die zerstörungsfreie Radsatzprüfung (Räder und Achswellen) in drei Anwendungsgebiete mit charakteristischer Ausprägung der zugehörigen Prüfanlagen eingeteilt:
• in der Fertigung: Achsen und Räder getrennt
• in der schweren Instandhaltung: Prüfung der Achswellen und der Räder am Radsatz im ausgebauten Zustand, auch in kombinierter Anwendung
• in der leichten Instandhaltung: Prüfung der Achswellen und der Räder am Radsatz und am Zug (im eingebauten Zustand)
Für alle diese Anwendungen gibt es innovative Ansätze, deren Anwendung eine gesteigerte Aussagefähigkeit über den Zustand der geprüften Bauteile sowie einen höheren Durchsatz und damit eine gesteigerte Produktivität bedeutet.
Einen wesentlichen Beitrag liefert dabei die Gruppenstrahlertechnik (Phased Array), die in den meisten Fällen die einzige Methodik darstellt, um eine umfassende Prüfung mit der erforderlichen hohen Prüfempfindlichkeit und Erreichung des Prüfumfanges sowie mit der leichten Handhabbarkeit der Prüfsysteme zu erreichen. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Unterscheidungsfähigkeit zwischen Fehler und anderen Anzeigenursachen (Anzeigenanalyse).
Dazu werden folgende Anwendungen vorgestellt:
• Unterflurprüfsystem: Radprüfung am Zug (UFPE 3.Generation)
• Radprüfung am ausgebauten Radsatz (AURA 2.Generation)
• Achswellenprüfsystem am Zug und am ausgebauten Radsatz
o Hohlwellen
o Vollwellen
• Konsequenzen für Prüfsysteme in der Fertigung
Die Steigerung der Prüfqualität und der Produktivität wird für diese Anwendungen erläutert.
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