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Verstehen der Ultraschall-Dickenmessung

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Die Ultraschall-Dickenmessung spielt in fast allen industriellen Anwendungen eine Rolle

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Die Ultraschall-Dickenmessung spielt in fast allen industriellen Anwendungen eine Rolle. Um besser zu verstehen, wie die Technologie funktioniert und wie sie angewendet werden kann, setzte sich MEPCA mit dem Technologiespezialisten Cygnus Instruments zusammen.

Wie funktioniert die Ultraschall-Dickenmesstechnik?

Die Durchführung von Ultraschall-Dickenmessungen ist eine der grundlegendsten Praktiken innerhalb einer Familie von Analysetechniken, die als zerstörungsfreie Prüfung (NDT) bekannt sind.

Mit einem Ultraschall-Dickenmessgerät (UTG) kann ein Ingenieur die Dicke eines Materials nur von einer Seite prüfen (im Gegensatz zum Bohren eines Lochs in das Material und der Verwendung einer Schieblehre).

Um das Gerät zu betreiben, wird eine einfache Kalibrierung am zu messenden Material durchgeführt und dann Ultraschall über einen Schallkopf (manchmal auch als Sonde bezeichnet) in das Material eingeleitet; das Messgerät misst die Zeit, die der Ultraschall benötigt, um das Material zu durchdringen und wieder zurückzukehren - und so kann eine Dickenmessung berechnet und dargestellt werden.

Was sind die typischen Anwendungen für die Ultraschall-Dickenprüfung bei der Instandhaltung von Anlagen?

Mit einem Dickenmesser kann jedes Metall (oder dichtes technisches Material wie HDPE) gemessen werden, so dass der Umfang der Ultraschall-Dickenprüfung bei der Anlagenwartung sehr groß ist. Die häufigste Anwendung für das UTG ist jedoch bei Rohrleitungen.

Rohrleitungen können unzähligen Korrosionsarten ausgesetzt sein; galvanische Korrosion, Ablagerungen, mikrobiologisch beeinflusste Korrosion (MIC) und chemische Einflüsse können zu Wandverdünnungen in Rohren führen. Und im Gegensatz zu einigen anderen Anlagegütern innerhalb der Anlagenwartung hören Rohrleitungen selten auf zu arbeiten; daher ist Erosion - aufgrund von strömenden Flüssigkeiten (und Luftblasen) - eine einfache und allgegenwärtige Ursache für Wanddickenverlust. Wenn sie ignoriert oder vergessen wird, besteht die Gefahr eines möglichen Rohrleitungsversagens, das zu einer möglicherweise sehr kostspieligen Abschaltung und, schlimmer noch, zu Arbeitsunfällen führen kann.

Der einfache Einsatz eines UTG als Teil der regelmäßigen, geplanten Anlagenwartung - oder bei Bedarf für weitere Ad-hoc-Inspektionen - wird jedoch dazu beitragen, dass die Wandstärkenverdünnung in Rohrleitungen nicht nur überwacht, sondern auch als Teil eines vorausschauenden Wartungsprogramms einbezogen werden kann. Cygnus-Dickenmessgeräte sind mit der Möglichkeit ausgestattet, die Ergebnisse aufzuzeichnen und darüber zu berichten. Diese Berichte können exportiert (über Kabel, SD-Karte oder Bluetooth) und in eine Tabellenkalkulation geladen werden, wo sie analysiert und in ein umfassenderes vorbeugendes Wartungsprogramm aufgenommen werden können.

Kann ein UTG also in Situationen verwendet werden, in denen die zu prüfenden Gegenstände beschichtet sind?

Bei den meisten UTGs ist es nicht möglich, einfach und schnell durch eine Beschichtung hindurch zu messen. Cygnus Instruments bietet jedoch eine besondere Ultraschalltechnik an, die als Multiple Echo bezeichnet wird. Die Vorteile dieser Technik sind, dass sie unglaublich genau und einfach anzuwenden ist und dass die Methode Beschichtungen natürlich ignoriert (es wird nur das Substrat gemessen, das dem Verschleiß unterliegt).

Was ist mit den Gefahrenbereichen, sind die Prüfgeräte hier sicher in der Anwendung?

Auch hier gilt, dass UTGs im Allgemeinen nicht in gefährlichen Umgebungen eingesetzt werden können. Cygnus Instruments stellt jedoch das weltweit einzige UTG her, das in einer explosionsgefährdeten Umgebung der Zone 0 eingesetzt werden kann. Das eigensichere Dickenmessgerät von Cygnus Instruments ist dank der ATEX-Zertifizierung nach Marking Group I & Group II seit fast zwei Jahrzehnten ein fester Bestandteil der Inspektionsindustrie.

Was sind die wichtigsten Überlegungen bei der Wahl eines Ultraschall-Dickenmessgerätes?

Ein Ultraschall-Dickenmessgerät muss einfach zu bedienen sein; einige UTGs können sehr fortschrittliche Funktionen haben, aber in den meisten Fällen ist diese Komplexität für den heutigen Ingenieur, der schnelle und genaue Messungen durchführen möchte, von geringem Nutzen.

Neben der Einfachheit ist natürlich auch die Genauigkeit von entscheidender Bedeutung; und die Multiple-Echo-Technik ist bei diesem Problem äußerst hilfreich. In anderen Messmodi können auch die Beobachtung und Aufzeichnung der Ultraschallwellenform (allgemein als A-Scan bekannt) und unterstützende Funktionen wie MSI (Measurement Stability Indicator) helfen, möglichst genaue Ergebnisse zu erzielen.

Schließlich ist auch die Haltbarkeit ein wichtiger Gesichtspunkt. Wie bei jedem Produkt sind auch Ultraschall-Dickenmessgeräte nicht alle gleich konstruiert, und ein Gerät, das formale Falltests bestanden hat und IP-zertifiziert ist, trägt natürlich dazu bei, die Lebensdauer des UTG zu verlängern und sicherzustellen, dass das Gerät, wenn es gebraucht wird, korrekt funktioniert.