Q NET Engineering GmbH
Thermographie
Situation
Thermische Prüfverfahren wurden in den letzten Jahren bis hin zur Anwendungsreife entwickelt und erlangen zunehmende Bedeutung als zerstörungsfreie Prüftechniken für industrielle Anwendungen zur Charakterisierung moderner Hochleistungsmaterialien. Durch Nutzung unterschiedlicher Anregungstechniken bzw. Auswerteverfahren, ist es möglich, für unterschiedliche Aufgabenstellungen maßgeschneiderte thermische Verfahrensvarianten bereitzustellen und optimal an die anstehende Prüfaufgabe zu adaptieren, um bestmögliche Prüfergebnisse zu erzielen. Wegen ihrer hohen Prüfgeschwindigkeit, ihrem modularen Aufbau und ihrer berührungslosen Arbeitsweise (abgesehen von der Anregung bei der Ultraschallangeregten Thermographie), eignen sich die thermischen Prüftechniken in hohem Maße für die online Prüfung auch von Bauteilen mit komplexen Geometrien in der industriellen Qualitätssicherung sowie zur 100%-Qualitätskontrolle oder zur Prüfung sicherheitsrelevanter Bauteile und Komponenten im Rahmen einer wiederkehrenden Prüfung.
Aktive thermische Prüftechniken
Im Fraunhofer IZFP werden verschiedene Varianten thermischer Prüftechniken entwickelt und angewendet, die unterschiedliche physikalische Effekte zur Energieeinbringung (Aufheizung) bzw. unterschiedliche Auswertetechniken nutzen, um für verschiedene Aufgaben der zerstörungsfreien Materialcharakterisierung die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen. Q NET Engineering unterstützt die stetige Weiterentwicklung thermischer Prüfverfahren des Fraunhofer IZFPs und empfiehlt sich als Partner bei Kunden zur Umsetzung thermographischer Prüfverfahren für industrielle Anwendungen. Im Folgenden möchten wir einige Varianten aktiver thermischer Prüftechniken vorstellen:
Impulsthermographie
Die Hochgeschwindigkeits-Impulsthermographie nutzt die Erzeugung instationärer Wärmeleitungsprozesse durch Lichtabsorption an der Materialoberfläche, um Fehlstellen wie z.B. Delaminationen oder Bindefehler nachzuweisen und Schichtdicken von Verbundmaterialien zu messen. Das Verfahren zeichnet sich dabei durch seine hohe Prüfgeschwindigkeit und seine Berührungslosigkeit aus.
Beispiel 1: Impulsthermographie an einem Stahlring mit Nickelbeschichtung (Quelle: IZFP, U. Netzelmann, G. Walle)
Beispiel 2: Impulsthermographie an einer Zylinderkopfdichtung (Quelle: IZFP)
Induktivangeregte Thermographie
Bei der induktiv angeregten Thermographie wird durch einen gepulsten oder kontinuierlichen Wirbelstrom, Wärme in das Bauteil eingebracht. So können oberflächennahe Risse, die durch ihre Orientierung im Bauteil den induzierten Stromverlauf verändern und dadurch auch zu einer lokalen Temperaturänderung führen, nachgewiesen werden. Die Temperaturerhöhungen werden mit hochempfindlichen Wärmebildkameras detektiert und anschließend ausgewertet. Der Vorteil dieser Anregungstechnik liegt in der kurzen Inspektionszeit, der hohen Nachweisempfindlichkeit und der Möglichkeit auch Risse unter der Oberfläche zu detektieren.
Beispiel 3: Induktiv angeregte Thermographie an einem Schmiedeteil mit Riss in der Mantelfläche (Quelle: IZFP)
Ultraschallangeregte Thermographie
Bei der ultraschallangeregten Thermographie wird das Material mittels Ultraschall beaufschlagt. Hierdurch können infolge von Reibungsprozessen, bedingt durch Ultraschallschwingungen im Prüfling, z.B. Risse oder Delaminationen in unterschiedlichen Materialien nachgewiesen werden, die mittels Impulsthermographie nicht detektiert werden können.
Beispiel 3: Ultraschallangeregte Thermographie an einer Stahlprobe mit natürlichem Fehler (Quelle: IZFP, U. Netzelmann, G. Walle)
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