Artikel-Nr. VK-IND06

IND06 Winkelkopfprüfung

Veranschaulichung der Verwendung von Ultraschall-Winkelprüfköpfen zur Ungänzenortung

Der Versuch veranschaulicht die Verwendung von Ultraschall-Winkelprüfköpfen zur Ungänzenortung. Es werden Messungen mit Vorlaufstrecken unterschiedlicher Einfallswinkel ausgeführt, wobei eine Vorlaufstrecke für die Ungänzenortung in Aluminium justiert wird.

Keywords: Impuls-Echo-Verfahren, A-Mode, Reflexion, Einschallwinkel, Schallgeschwindigkeit, Longitudinalwelle, Transversalwelle, Brechung, Winkelecho, Sprungabstand

Schema Prüfkörper und Winkelvorlaufstrecke

Schema Prüfkörper und Winkelvorlaufstrecke

Ungänzen liegen oft nicht parallel zur Oberfläche des Prüfkörpers, so dass eine Einschallung unter einem bestimmten Winkel, d.h. eine Untersuchung mit Winkelprüfköpfen, praktischer oder sogar erforderlich ist. Während die Kalibrierung von Normalprüfköpfen zur Tiefenmessung lediglich die Laufzeit und die Schallgeschwindigkeit benötigen, müssen bei Winkelprüfköpfen weitere geometrische Faktoren wie der Einschallwinkel, die Länge der Vorlaufstrecke, die Schallaustrittsstelle sowie die zusätzliche Anregung von Transversalwellen infolge der schrägen Schalleinkopplung berücksichtigt werden. Im Unterschied zur Praxis, wo zur Kalibrierung genormte Kalibrierkörper verwendet werden, wird im Versuch ein vereinfachter Prüfkörper aus Aluminium verwendet. Durch die Verwendung verschiedener Winkelvorlaufstrecken in Kombination mit einem Normalprüfkopf können die Ultraschallechos für verschiedene Einschallwinkel untersucht werden.

Für die 38°/17°-Vorlaufstrecken und den Aluminiumprüfkörper ergeben sich bei einer Messanordnung, wie sie in der Grafik schematisch dargestellt ist, in etwa folgende Werte.

Kenngröße 38° trans. 17° long. 17° trans. Einheit
Schallaustrittsstelle 16,8 16,0 14,7 mm
Sprungabstand 48,9 46,0 36,8 mm
Einschallwinkel 44,5 40,7 18,5 °
Schallgeschwindigkeit 3091,2 6436,6 3093,2 m/s
Schallgeschwindigkeit 18,9 13,0 12,9 mm