Die Ultraschallprüfung gehört zu den sogenannten zerstörungsfreien Prüfmethoden. Das heißt, dass der Werkstoff nicht aufgeschnitten werden muss, um Haarrisse oder Materialfehler im Stahlgefüge zu finden. Das Werkstück kann sogar oft im verbauten Zustand gecheckt werden.
Das Prinzip der Ultraschallprüfung von Stahl
- Die Ultraschallprüfung macht sich zunutze, dass sich Schallwellen in verschiedenen Medien unterschiedlich schnell ausbreiten. Ein Teil der Schallwellen wird an Grenzflächen, wie z. B. Luft und Stahl, reflektiert, während sich der andere Teil weiter ausbreitet. So können kleinste Risse im Material erkannt werden.
- Vor der Ultraschallprüfung wird das Werkstück mit einem sogenannten Koppelmittel (Gel, Öl oder Wasser) versehen. Anhand von genormten Tabellen finden Sie das richtige Mittel für die unterschiedlichen Werkstoffe.
- Der Stahl wird nun mit einem Prüfkopf der senden und empfangen kann abgefahren. Der Schwingungsbereich des Prüfkopfes beträgt 0,02 bis 50 MHz.
- Befindet sich in dem Werkstoff ein Riss, Einschluss oder Hohlraum, wird der Schall hier verändert an den Prüfkopf zurückgesendet. Bei Veränderungen im Stahl benötigt der Schall entweder länger oder kürzer als im übrigen Gefüge. Dieses Verfahren nennt sich Reflexionsschallverfahren.
- Das Durchschallungsverfahren ist eine weitere Methode der Ultraschallprüfung. Im Gegensatz zum Reflexionsschallverfahren benötigen Sie hier aber zwei Prüfköpfe, die an einem Ultraschallgerät angeschlossen sind. Ein Prüfkopf sendet hier und der zweite empfängt. Der zu prüfende Werkstoff befindet sich hier zwischen den Köpfen. Dieses spezielle Verfahren wird aber weniger häufig angewendet.
- Durch die zeitlichen Unterschiede der Schallreflexion, kann dann der oder die Prüfköpfe ein Signalbild auf einen Monitor senden. So wird dann die Größe und Lage der Beschädigung im Material sichtbar gemacht.
Anwendungsbereiche der Ultraschallprüfung
- Die Ultraschallprüfung kann bei allen Materialien angewendet werden, die schallleitfähig sind. Stahl und die meisten Metalle besitzen diese Eigenschaften.
- Das Verfahren wird vor allem bei der Überprüfung von Schweißnähten, Gussstücken, Schmiedestücken oder Rohren angewendet.
- Die Deutsche Bahn verwendet die Ultraschallprüfung für ihre Schienen und die Räder ihrer Züge.
- In Autowerkstätten oder bei Gebrauchtwagenhändler wird mit der Ultraschallprüfung die Lackstärke gemessen. So kann man erkennen, ob Teile nachlackiert wurden, was auf einen Unfall hindeuten würde.
Stahl mithilfe der Ultraschallprüfung zu untersuchen, hat gegenüber anderen Prüfverfahren viele Vorteile, da der Werkstoff nicht zerstört werden muss. Der Nachteil dieses Verfahren ist, dass ein Koppelmittel verwendet werden muss. Dies ist aus technischen Gründen aber oft einfach nicht möglich.
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