umwelt-online: KTA 3201.3 - Komponenten des Primärkreises von Leichtwasserreaktoren - Teil 3: Herstellung (9)

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Formblätter zu den Abschnitten 4 und 5

Formblatt A-1a: Deckblatt

Formblatt A-1b: Deckblatt

Formblatt A-1c: Deckblatt

Formblatt A-2: Werkstoffliste

Formblatt A-3: Schweißstellenliste

Formblatt A-4a: Prüffolgeplan

Formblatt A-4b: Prüffolgeplan

Formblatt A-5a: Schweißplan

Formblatt A-5b: Schweißplan

Formblatt A-6a: Wärmebehandlungsplan

Formblatt A-6b: Protokoll über Wärmebehandlung

Formblatt A-7: Werkstoffprüf- und Probenentnahmeplan

Formblatt A-8: Anhang

Formblatt A-9: Isometriestückliste

Formblatt A-10: Fertigungsisometrie

Formblatt A-11: Inhaltsverzeichnis Endablage

Formblatt A-12: Schweißprotokoll

Formblatt A-13: Schweißprotokoll (Folgeseite)

Formblatt A-14a: Schweißprotokoll Sammelbescheinigung (Deckblatt)

Formblatt A-14b: Schweißprotokoll Sammelbescheinigung (Kontrollblatt)

Formblätter zu Abschnitt 12

Formblatt A-15a: Prüfbericht über Ultraschallprüfung

Formblatt A-15b: Prüfbericht über Ultraschallprüfung

Formblatt A-15c: Prüfbericht über Ultraschallprüfung

Formblatt A-16: Prüfbericht über Oberflächenprüfung

Formblatt A-17a: Prüfbericht über Durchstrahlungsprüfung Schweißnähte - Seite 1

Formblatt A-17b: Prüfbericht über Durchstrahlungsprüfung Schweißnähte - letzte Protokollseite

Formblatt A-18: Prüfbericht über Ultraschall-Tandemprüfung

Formblatt A-19: Anhang zu den Prüfberichten gemäß den Formblättern a 14 bis a 18

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B 1 Allgemeines

(1) Die Festlegungen dieses Anhangs sind zu erfüllen, wenn alle in den Absätzen 2 bis 4 genannten Voraussetzungen gegeben sind:

(2) Art der Schweißverbindungen:

1. ferritische Stumpfnahtschweißverbindungen,
2. ferritische Stutzeneinschweißungen,
3. ferritische DHV-(K-)Nahtschweißungen,
4. ferritische Fertigungsschweißungen (soweit nicht erneut vergütet)

an simuliert wärmebehandelten Teilen von Arbeitsprüfstücken sowie an Verfahrensprüfstücken, wenn im Rahmen der Verfahrensprüfung dieselbe Grundwerkstoffschmelze wie am Bauteil verwendet wird.

(3) Komponenten:

1. Reaktordruckbehälter,
2. Dampferzeuger (Primär- und Sekundärmantel),
3. Hauptkühlmittelpumpe,
4. Druckhalter,
5. Hauptkühlmittelleitung.

(4) Werkstoffe:

1. 20 MnMoNi 5 5,
2. 22 NiMoCr 3 7,
3. GS-18 NiMoCr 3 7.

B 2 Prüfumfang

B 2.1 Erweiterte Querschliffuntersuchungen

Erweiterte Querschliffuntersuchungen sind durchzuführen, wenn dies aufgrund der vorangegangenen allgemeinen metallographischen Untersuchungen am Querschliff gemäß Tabelle B-1 vorgesehen ist.

B 2.2 Tangentialschliffuntersuchungen

(1) An allen Prüfstücken gemäß Anwendungsbereich ist ein Probenabschnitt für Tangentialschliffe mit Abmessungen gemäß Abschnitt B 3.2.1 bereitzustellen.

(2) Bei Arbeitsprüfstücken von Längsnähten ist mindestens je Grundwerkstoffschmelze ein Probenabschnitt zu reservieren.

(3) Die Tangentialschliffe sollen vorhandene Reparaturschweißungen mit erfassen.

(4) Anzeigen oder Unregelmäßigkeiten in der Wärmeeinflusszone als Ergebnis der zerstörungsfreien Prüfung sind bei der Festlegung der Prüfstückentnahme möglichst so zu berücksichtigen, dass mit der Tangentialschliffuntersuchung Aufschlüsse über ihre Art und Ausbildung erhalten werden.

(5) Der Umfang der durchzuführenden Tangentialschliffuntersuchungen ist vom Hersteller mit dem Sachverständigen nach folgenden Kriterien festzulegen:

1. Bei den Werkstoffen 20 MnMoNi 5 5 und GS-18 NiMoCr 3 7 ist je Komponente an einer ausgesuchten Schmelze eine Tangentialschliffuntersuchung durchzuführen, wenn die erweiterten Analysengrenzen nach KTA 3201.1 in Anspruch genommen werden.
   Hinweis: Die Analysengrenzen, die nicht zu Relaxationsversprödung und Relaxationsrissbildung führen, können im Zuge der fortschreitenden Werkstoffbegutachtung bei positiven Erfahrungen mit Zustimmung des Sachverständigen erweitert werden.
2. Beim Werkstoff 22 NiMoCr 3 7 ist je Komponente an einer ausgesuchten Schmelze eine Tangentialschliffuntersuchung durchzuführen, wenn bei zwei oder mehr der nachfolgenden Elemente die Grenzgehalte überschritten sind:
   Cu< 0,120 %
   Sn< 0,011 %
   P< 0,008 %
   S< 0,008 %
   N< 0,013 %
   Mo< 0,620 %

(6) An weiteren Schmelzen sind Tangentialschliffuntersuchungen durchzuführen, wenn bei der Fertigung oder bei Schweißsimulationsuntersuchungen Hinweise auf Rissbildung oder Versprödung auftreten.

B 3 Prüfung

B 3.1 Erweiterte Querschliffuntersuchungen

B 3.1.1 Prüfstückabmessungen

Die Abmessung des Prüfstücks soll betragen (siehe Bild B-1):

1. Länge (l): ca. 10 mm in Schweißrichtung.
2. Breite (b) bei:
   ba) Stumpfnähten:
   Breite der Decklage oder breiteste Stelle der Naht, zusätzlich jeweils ca. 15 mm unbeeinflusster Grundwerkstoff zu beiden Seiten,
   bb) bei T-Stößen:
   Gesamter Nahtbereich an der drucktragenden Wand, zusätzlich jeweils ca. 15 mm unbeeinflusster Grundwerkstoff zu beiden Seiten.
3. Dicke (s): Dicke des Grundwerkstoffes.

B 3.1.2 Durchführung der Untersuchung

(1) Die Untersuchung soll an dem für die allgemeine metallographische Untersuchung entnommenen Querschliff durchgeführt werden.

(2) Der Querschliff darf gemäß seiner Abmessung, ausgehend von der Bezugsdicke in mehrere Teile zerlegt werden (siehe Bild B-1). Er ist nach geeigneter Ätzung auszuwerten. Die Untersuchungen sind an beiden Nahtflanken vorzunehmen.

B 3.1.3 Auswertung

(1) Die Querschliffe sind vom Hersteller gemeinsam mit dem Sachverständigen auszuwerten.

(2) Die Grobkornbereiche neben den Deck-, Füll- und Wurzellagen (siehe auch Bild B-2) sind zu ermitteln.

Bild B-1: Probenstücke für erweiterte Querschliffuntersuchungen

(3) An beiden Nahtflanken sind zu bestimmen:

1. die Bereiche der maximalen Sekundärkorngröße nach DIN EN ISO 643,
2. maximale Zwickellänge (entlang der Schmelzlinie) und maximale Zwickelbreite (Tiefenausdehnung der Grobkornzone). Die Angaben über die maximale Zwickellänge und -breite erfolgen gemäß Bild B-2 in N- und Q-Richtung in realen Längen,
3. prozentualer Grobkornanteil:
   Die prozentualen Grobkornanteile sind gemäß Bild B-2 (Zwickellänge Z) über die aufsummierten Einzellängen der Grobkornzonen nach folgender Formel zu berechnen:

   ( B-1)

   wobei N die Bezugsdicke ist.

(4) Das Gefüge des unbeeinflussten Grundwerkstoffs, der Wärmeeinflusszonen und des Schweißguts ist zu bestimmen.

B 3.1.4 Dokumentation

Die Untersuchungsergebnisse sind in einem Bericht zusammenzufassen und gemäß Abschnitt 4.2 der Endablage zuzuführen. Der Bericht muss enthalten:

1. Übersichtsaufnahme des geätzten Querschliffs in geeigneter Vergrößerung (im Allgemeinen 2:1),
2. metallographische Aufnahme des Grundwerkstoffs von einer Oberfläche und der Mitte (bis 500:1),
3. metallographische Aufnahme von Schweißgut und Wärmeeinflusszone quer zur Schmelzlinie (Schweißgut/ WEZ/Grundwerkstoff) sowie eine charakteristische metallographische Aufnahme der Grobkornzone (500:1) mit Lagezuordnung im Makroschliff,
4. metallographische Aufnahme eines vollständigen Zwickels der Grobkornzone in geeigneter Vergrößerung (Lagezuordnung im Makroschliff),
5. Angabe der maximalen Zwickellänge und -breite,
6. Angabe des prozentualen Grobkornanteils (bezogen auf die Bezugsdicke N) auf beiden Nahtflanken.

Bild B-2: Auswertung von Grobkornanteilen

Zone 1: Schweißgut
Zone 2: Grobkornzone (überhitzt ohne Umkörnung)
Zone 3: Ursprünglich überhitzte Zone, die beim Schweißen nachfolgender Raupen umgekörnt wurde
Zone 4: Feinkornzone

B 3.2 Tangentialschliffuntersuchung

B 3.2.1 Prüfstückabmessungen

Die Abmessung des Prüfstücks soll betragen:

1. Länge: Die Länge soll mindestens 100 mm Schweißnahtlänge betragen.
2. Breite: Die Breite des Prüfstücks soll zu beiden Seiten der Schmelzlinie je 10 mm Grundwerkstoff erfassen.
3. Dicke: Die Dicke soll der Länge der Nahtflanke N (siehe auch Bild B-2) entsprechen.

B 3.2.2 Durchführung der Untersuchung

(1) Die Untersuchung ist an der aufgrund der Grobkornauswertung nach Abschnitt B 3.1.3 ungünstiger zu bewertenden Nahtflanke vorzunehmen.

(2) Die Tangentialschliffuntersuchung ist mehrstufig in mindestens drei Schliffebenen auszuführen, wobei die gesamte Wanddicke zu erfassen ist. Der Tangentialschliff kann gemäß den geometrischen Gegebenheiten in mehrere Teile zerlegt werden.

(3) Die Tangentialschliffebenen werden parallel zur Schmelzebene durch die Wärmeeinflusszone gelegt. Dabei ist die erste Schliffebene an den jeweils äußeren (schmelzliniennahen) Rand der Wärmeeinflusszone zu legen. Durch stufenweises Weiterschleifen sind weitere parallele Tangentialschliffflächen innerhalb der Wärmeeinflusszone zu untersuchen. Die Anzahl der zu untersuchenden Tangentialschliffflächen und der Abstand der Flächen voneinander richtet sich nach den jeweiligen Prüfbefunden. Die Wärmeeinflusszone ist jedoch wenigstens durch drei jeweils zueinander parallele Tangentialebenen zu untersuchen, wobei der grundwerkstoffseitige, der schweißgutseitige und der mittlere Bereich der Wärmeeinflusszone erfasst werden müssen.

B 3.2.3 Auswertung

Die Schliffebenen werden ausgewertet auf Reinheitsgrad, Anzahl und Größe der Werkstofftrennungen (z.B. Heißrisse, Relaxationsrisse), Seigerungszonen mit Härteunterschieden, Gefügeaufbau.

B 3.2.4 Dokumentation

Die Untersuchungsergebnisse sind in einem Bericht zusammenzufassen und gemäß Abschnitt 4.2 der Endablage zuzuführen. Der Bericht muss enthalten:

1. metallographische Übersichtsaufnahme des geätzten Tangentialschliffs in geeigneter Vergrößerung,
2. metallographische Aufnahmen in repräsentativem Umfang an Mikroschliffen in geeigneter Vergrößerung mit Lagezuordnung zum Makroschliff.

Tabelle B-1: Durchführung von erweiterten Querschliffuntersuchungen in Abhängigkeit von der Nahtausbildung

Makro- skopisches Bild der Naht- ausbildung	Befund am Makroschliff	20 MnMoNi 5 5 22 NiMoCr 3 7 GS-18 NiMoCr 3 7		20 MnMoNi 5 5 22 NiMoCr 3 7 GS-18 NiMoCr 3 7 1
		Verfahrens- prüfung	Arbeits- prüfung	Verfahrens- prüfung	Arbeits- prüfung
	WEZ verläuft gleichmäßig; wenige stärkere Einbrände sind zugelassen.	-	-	Eine erweiterte Querschliffuntersuchung (EQ) ist nur dann durchzuführen, wenn eine Tangential- schliffuntersuchung an einer ausgewählten Schmelze nach Abschnitt B 2.2 festgelegt wurde.
	Es sind in größerem Umfang örtlich stärkere Einbrände einiger Schweißraupen im Grundwerkstoff nachzuweisen.	EQ	-2	EQ	- 2 3
	WEZ verläuft ungleichmäßig.	EQ	EQ	EQ	EQ
1) Erweiterte Analysengrenzen gemäß Abschnitt B 2.2 Absatz 5 werden in Anspruch genommen. 2) Dient eine Arbeitsprüfung zur Verlängerung einer Verfahrensprüfung, dann ist eine erweiterte Querschliffuntersuchung (EQ) durchzuführen. 3) Wurde eine Tangentialschliffuntersuchung nach Abschnitt B 2.2 festgelegt, so ist eine EQ durchzuführen.

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C 1 Allgemeines

(1) Dieser Anhang beschreibt die Durchführung der manuellen Ultraschallprüfung.

(2) Es sind Festlegungen zur Justierung von Prüfsystemen für die Prüfung nach dem Impulsverfahren in Reflexion oder Durchschallung und zur Beschreibung von Anzeigen getroffen.

C 2 Begriffe, Kurzzeichen, Formeln

C 2.1 Begriffe

Es gelten die Festlegungen nach DIN EN 1330-4.

C 2.2 Kurzzeichen

In diesem Anhang werden folgende Kurzzeichen verwendet:

C 2.3 Formeln

Die zu berechnenden Größen sind nach folgenden Formeln zu ermitteln:

1. Die auf den 20 dB-Echohöhenabfall bezogene Schallbündelbreite C:

   ( C-1)

2. Umrechnung der Echohöhe von Querbohrungen in die Echohöhe von Kreisscheibenreflektoren:

   ( C-2)

   wobei S > 0,7 · N und D_Z> 1,5 · λ.

3. Umrechnung der Echohöhe von Kugelbodenbohrungen in die Echohöhe von Kreisscheibenreflektoren:

   ( C-3)

   wobei S > 0,7 · N und D_k > 1,5 · λ.

4. Der auf den 6 dB-Echohöhenabfall bezogene Schallbündeldurchmesser D_S:

   DS = 2 · S · tan γ6

   ( C-4)

5. Mittelwert der Geräteverstärkung ¯G_T:

   ( C-5)

6. Korrigierte Registrierlänge R_LK:

   ( C-6)

7. Schallweg ohne Seitenwandeinfluss

   ( C-7)

8. Verstärkungskorrektur AV^~:

   ( C-8)

   oder

   ( C-9)

9. Empfindlichkeitskorrektur ΔV:

   ( C-10)

11. Resultierende Geräteempfindlichkeit zur Einstellung der Registrierschwelle

    GR = GK + ΔVT + ΔV~

    ( C-11)

    mit

    ΔVT = ΔVkoppl + ΔVκ

    ( C-12)

12. Nullpunktverschiebung bei SEL-Prüfköpfen

    S = 1,5 · s + a

    ( C-13)

13. Schalllaufweg bis zur Prüfzonenmitte bei LLT-Prüfköpfen

    SJust - SLW + 2 · STW

    ( C-14)

    
    

    ( C-15)

    
    

    ( C-16)

    oder in der Näherung für Stahl

    ( C-17)

C 3 Allgemeine Forderungen

C 3.1 Prüfdurchführung

(1) Bei der Einstellung der Prüfempfindlichkeit und bei der Prüfung ist das gleiche Koppelmittel zu verwenden. Es sind nur solche Koppelmittel zu verwenden, die zu keiner Schädigung des Prüfgegenstandes (z.B. Korrosion) führen. Nach der Prüfung sind alle Rückstände des Koppelmittels vom Prüfgegenstand zu entfernen.

(2) Prüfgegenstand, Vergleichskörper und Prüfköpfe sollen annähernd die gleiche Temperatur aufweisen.

(3) Bei der Einstellung der Prüfempfindlichkeit und während des Prüfens darf nur der Verstärkungssteller und kein anderes die Echohöhe beeinflussendes Bedienungselement (z.B. für Frequenzbereich, Impulsstärke, Auflösung, Schwellwert) verstellt werden. Die Verwendung eines Schwellwertes ist nur in begründeten Ausnahmefällen zulässig.

(4) Vor Beginn der Prüfung sind nach Ablauf der vom Gerätehersteller angegebenen Einlaufzeiten die Einstellung der Prüfempfindlichkeit und die Entfernungsjustierung vorzunehmen. Beide Einstellungen sind in angemessenen Zeitabständen zu überprüfen. Ergeben sich hierbei deutliche Abweichungen zur vorhergehenden Kontrolle, sind alle danach durchgeführten Prüfungen mit der korrigierten Einstellung zu wiederholen.

(5) Die Nennfrequenz soll im Bereich von 1 MHz bis 6 MHz liegen. Die Wahl der für die Prüfung zu verwendenden Nennfrequenzen und Schwingerabmessungen hat sich sowohl nach der erforderlichen Prüfempfindlichkeit (Registrierschwelle) für die zu prüfenden Volumenbereiche als auch nach der Geometrie des Bauteils (Schallweg) zu richten. Im Allgemeinen ist bei Nennwanddicken gleich oder kleiner als 40 mm eine Frequenz von 4 MHz und bei Nennwanddicken größer als 40 mm eine Frequenz von 2 MHz anzuwenden.

(6) Bei gekrümmten Kontaktflächen soll der Prüfkopf im Bereich des Schallaustrittspunkts mittig aufsitzen. Bei Senkrechtprüfköpfen sind die Kontaktflächen des Prüfkopfes im Allgemeinen nicht anzupassen. Der Prüfkopf ist so auszuwählen, dass der Abstand zwischen den Kontaktflächen des Prüfkopfes und des Prüfgegenstandes nicht mehr als 0,5 mm (D_Kon kleiner als √2d) beträgt. Durch die Verwendung von Schutzfolien kann die Ankopplung von Einschwinger-Senkrechtprüfköpfen verbessert werden. Bei der Einschallung in konkave Kontaktflächen des Prüfgegenstandes muss die ebene Kontaktfläche eines Winkelprüfkopfes immer angepasst werden, es sei denn, aufgrund sehr großer Krümmungsradien kann eine ausreichende Ankopplung erreicht werden. Bei Einschallung in konvexe Kontaktflächen des Prüfgegenstandes muss die ebene Kontaktfläche eines Winkelprüfkopfes angepasst werden, wenn entsprechend Bild C-1 bei Durchmessern des Prüfgegenstandes bis 200 mm für die Abmessung der Kontaktfläche in Krümmungsrichtung L größer als d/10 erfüllt ist und bei größeren Durchmessern als 200 mm für diese Abmessung L größer als √2d erfüllt ist.

C 3.2 Prüfsystem

(1) Grundsätzlich sind Prüfgeräte und Prüfköpfe zu verwenden, die die Anforderungen nach DIN EN 12668-1 oder nach DIN EN 12668-2 erfüllen. Abweichend hiervon dürfen Prüfgeräte oder Prüfköpfe verwendet werden, die vor Inkrafttreten dieser Normen gefertigt wurden, falls sie die Anforderungen der DIN 25450 erfüllen. Für die Kontrolle der Eigenschaften der kompletten Prüfausrüstung ist die DIN EN 12668-3 anzuwenden.

(2) Das Kombinieren von Geräten, Kabeln und Prüfköpfen verschiedener Hersteller ist zulässig, wenn sichergestellt ist (z.B. über Messungen an Bezugsreflektoren), dass die Genauigkeit der Ergebnisse nicht beeinträchtigt wird.

Bild C-1: Anpassbedingungen für ebene Kontaktflächen von Winkelprüfköpfen bei Einschallung in konvexe Kontaktflächen des Prüfgegenstandes ⁰⁹

C 3.3 Vergleichskörper und Bezugsreflektoren

(1) Bei Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe für Vergleichskörper und Prüfgegenstand ist der Unterschied der Schallgeschwindigkeit bei der Entfernungsjustierung und bei der Schrägeinschallung für die Winkelabweichung zu berücksichtigen.

(2) Falls nicht der Kalibrierkörper Nr. 1 nach DIN EN 12223 oder der Kalibrierkörper Nr. 2 nach DIN EN 27963 zur Einstellung der Prüfempfindlichkeit herangezogen werden, gilt:

1. für den verwendeten Vergleichskörper:
   aa) Der Vergleichskörper muss in den prüftechnisch relevanten Eigenschaften (Werkstoff, konstruktive Ausführung, Form, Wanddicke, Wärmebehandlung) dem Prüfgegenstand entsprechen.
   ab) Die Ausbildung des Schallbündels darf grundsätzlich nicht behindert sein, d.h. alle Abmessungen senkrecht zum Hauptstrahl sollen bei Schallwegen bis zu 2 · N größer sein als die Schwingerabmessung und bei größeren Schallwegen größer als die Schallbündelbreite C.
   ac) Die Abmessungen der Kontaktfläche sollen größer sein als die 1,5fache wirksame Abmessung der Prüfkopfsohle.
   ad) Die Lage der Bezugsreflektoren im Vergleichskörper muss so gewählt werden, dass sich deren Echos nicht gegenseitig stören und nicht mit Kantenechos verwechselt werden können.
2. für den verwendeten Bezugsreflektor:
   ba) Die Rückwände sollen eben und senkrecht zum Hauptstrahl orientiert sein sowie Abmessungen haben, die größer sind als die Schallbündelbreite C, jedoch nicht kleiner als die Schwingerabmessung.
   bb) Querbohrungen sollen senkrecht zum Hauptstrahl und parallel zur Kontaktfläche verlaufen. Die Länge der Querbohrungen soll größer sein als die Schallbündelbreite C, jedoch nicht kleiner als die Schwingerabmessung. Der Durchmesser soll im Allgemeinen 3 mm betragen.
   bc) Die Böden von Flachbodenbohrungen sollen bei der Einkopftechnik senkrecht zum Hauptstrahl verlaufen.
   bd) Kugelbodenbohrungen sollen so orientiert sein, dass die Richtungen von Bohrungsachse und Hauptstrahl möglichst wenig voneinander abweichen.
   be) Rechtecknuten sollen senkrecht (quer) zum Hauptstrahl verlaufen und die Nutflanken senkrecht zur Oberfläche stehen. Die Nuten sollen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, eine Breite gleich oder kleiner als 1,0 mm und, sofern erzeugnisformspezifisch nicht anders geregelt, eine Tiefe von 1,0 mm haben. Die Länge von Rechtecknuten soll größer sein als die Schallbündelbreite C, jedoch nicht kleiner als die Schwingerabmessung.
   bf) Falls die Echohöhen von Quer- und Kugelbodenbohrungen in die Echohöhen von KSR umgerechnet werden sollen, sind die Formeln C-2 und C-3 zu beachten.

C 4 Einstellung des Prüfsystems

C 4.1 Entfernungsjustierung

(1) Die Entfernungsjustierung soll am Prüfgegenstand, am Kalibrierkörper Nr. 1, am Kalibrierkörper Nr. 2 oder an artgleichen Vergleichskörpern durchgeführt werden.

(2) Bei Longitudinalwellen-Winkelprüfköpfen soll ein Vergleichskörper (z.B. nach Bild C-2) verwendet werden.

(3) Es dürfen zwei Verfahren angewendet werden:

1. Entfernungsjustierung mit Hilfe eines Senkrechtprüfkopfes am Prüfgegenstand oder am Vergleichskörper und anschließende Nullpunktkorrektur mit dem Winkelprüfkopf (Vorlaufstrecke),
2. Justierung an zwei schallwegmäßig möglichst weit auseinander liegenden Bohrungen.

In jedem Fall soll mit einem Senkrechtprüfkopf am Kalibrierkörper Nr. 1 oder am Kalibrierkörper Nr. 2 vorjustiert werden.

Hinweis: Diese Vorgehensweise ist wegen des unter einem anderen Einschallwinkel vorhandenen Transversalwellenanteils erforderlich.

C 4.2 Anwendung der AVG-Methode

C 4.2.1 Kriterien für die Anwendung der AVG-Methode

Es gelten die folgenden Kriterien:

1. Die AVG-Methode darf nur bei Prüfköpfen angewendet werden, für die prüfkopfspezifische AVG-Diagramme vorhanden sind.
2. Der auswertbare Schallweg beginnt für Einzelschwingerprüfköpfe bei S = 0,7 · N und für SE-Normalprüfköpfe ab Beginn des Fokusbereichs.
3. Bei Vorliegen eines Seitenwandeinflusses darf die AVG-Methode nur bis zum im Abschnitt C 2.3 Formel C-7 angegebenen Schallweg angewendet werden.
4. Die AVG-Methode ist bei der Schrägeinschallung nur bei Wanddicken größer als 5 · λanwendbar.
5. Bei bedämpften Prüfköpfen darf die AVG-Methode nur dann angewendet werden, wenn das Verhältnis der Bandbreite Δf) zur Nennfrequenz kleiner als 0,75 ist.
6. Bei Prüfköpfen mit angepassten Kontaktflächen darf die AVG-Methode grundsätzlich nicht angewendet werden. Bei der Prüfung mit Winkelprüfköpfen, deren ebene Kontaktflächen angepasst sind, ist an Prüfgegenständen mit d größer als 100 mm bei der Einschallung in eine konkave Kontaktfläche des Prüfgegenstandes die Anwendung der AVG-Methode erlaubt, wenn die Bedingung L kleiner als √d erfüllt ist.

Bild C-2: Vergleichskörper zur Einstellung der Prüfempfindlichkeit bei der Schrägeinschallung

C 4.2.2 Anzuwendende Bezugsreflektoren

(1) Zur Erzeugung eines Bezugsechos sollen, sofern keine Rückwandechos vom Prüfgegenstand erzeugt werden können, folgende Reflektoren verwendet werden:

1. die Rückwand des Kalibrierkörpers Nr. 1 mit 25 mm Dicke und die Rückwand des Kalibrierkörpers Nr. 2 mit 12,5 mm Dicke,
2. der Reflektor R100 des Kalibrierkörpers Nr. 1 oder der Reflektor R25 des Kalibrierkörpers Nr. 2 , wenn die prüfkopfspezifischen Korrekturfaktoren (Unterschied zwischen den Echoanzeigen von Kreisbogen und ebener Rückwand) bekannt oder ermittelt worden sind,
3. Quer-, Flachboden- oder Kugelbodenbohrungen.

(2) Für die Umrechnung der Echohöhe einer Quer- oder Kugelbodenbohrung in die Echohöhe eines Kreisscheibenreflektors sind die Formeln C-2 und C-3 zu verwenden.

C 4.3 Einstellung der Prüfempfindlichkeit bei der Vergleichskörper- und Bezugslinienmethode

(1) Bei der Vergleichskörpermethode wird die Anzeige aus dem Prüfgegenstand durch direkten Vergleich mit der eines Bezugsreflektors bei etwa gleichem Schallweg verglichen. Dies darf mit Bezugsreflektoren im Bauteil oder im Vergleichskörper erfolgen.

(2) Die Einstellung der Prüfempfindlichkeit hat mittels eines am Ende des Justierbereiches liegenden Bezugsreflektors zu erfolgen. Werden bei der Prüfung Echos von Reflektoren im Prüfgegenstand festgestellt, dürfen weitere Bezugsreflektoren des entsprechenden Vergleichskörpers, die schallwegmäßig dieselbe oder die nächst größere Entfernung aufweisen, verwendet werden. Bei gleichzeitiger Anwendung von unterschiedlichen Arten von Bezugsreflektoren (siehe Bild C-2) ist die kleinere Echohöhe als Bezugshöhe zu verwenden.

(3) Bei der Bezugslinienmethode wird zur Vereinfachung der Echohöhenbeschreibung die Erzeugung einer Bezugslinie mit Hilfe eines oder mehrerer gleichartiger Reflektoren in unterschiedlicher Tiefe in Vergleichskörpern (z.B. Stufenkeil oder nach Bild C-2) oder mit Hilfe von Bezugsreflektoren im Prüfgegenstand in unterschiedlicher Entfernung empfohlen. Für die Anforderungen an die Bezugsreflektoren gilt Abschnitt C 3.3 Absatz 2 Aufzählung b.

Bild C-3: Erzeugen von Anzeigen von Querbohrungen in unterschiedlichen Entfernungen

Bild C-4: Gestufte Bezugslinie ⁰⁹

(4) Die Bezugslinie ist über mindestens drei Echoanzeigen der Bezugsreflektoren (z.B. Querbohrungen) in verschiedenen Positionen zu erzeugen (siehe Bild C-3). Das Echo mit der höchsten Amplitude soll auf ungefähr 80 % der Bildschirmhöhe eingestellt werden. Die erhaltene Linie darf über den durch die Reflektoranzeigen abgegrenzten Entfernungsbereich hinaus maximal um 20 % extrapoliert werden. Die Verstärkung des Gerätes ist so zu wählen, dass die Bezugslinie im Justierbereich zwischen 20 % und 100 % der Bildschirmhöhe liegt. Ist dies nicht für den gesamten Justierbereich möglich, muss die Verstärkung gemäß Bild C-4 eingestellt werden.

C 4.4 Korrekturen bei der Einstellung der Prüfempfindlichkeit

C 4.4.1 Transferkorrektur

(1) Die Bestimmung der Transferkorrektur soll an mindestens vier Stellen des Prüfgegenstands in der vorgesehenen Prüfrichtung erfolgen.

(2) Die Transferkorrektur soll nach Bild C-5 mittels Durchschallung am Vergleichskörper und am Prüfgegenstand ermittelt werden.

(3) Zur Berücksichtigung der Transferkorrektur bei der Schrägeinschallung soll ΔV_Taus der V- oder W-Durchschallung verwendet werden.

C 4.4.2 Bestimmung der Schallschwächung

(1) Die Schallschwächung soll bei der Senkrechteinschallung nach Bild C-6 und bei der Schrägeinschallung nach Bild C-7 unter Berücksichtigung von ΔV_Sermittelt werden.

(2) Die gesonderte Bestimmung der Schallschwächung darf entfallen, wenn sie über einen schallwegunabhängigen, konstanten Zuschlag (z.B. über die Transferkorrektur gemäß C 4.4.1) berücksichtigt wird.

C 4.4.3 Ankopplungs- und Schallschwächungsschwankungen

(1) Für die Transferkorrektur ist der Mittelwert aus den Durchschallungswerten am Prüfgegenstand zu verwenden, sofern die Schwankungsbreite 6 dB nicht überschreitet. Ergibt sich eine größere Schwankungsbreite als 6 dB, ist für die Transferkorrektur der Mittelwert aus 20 Durchschallungswerten zuzüglich eines gemäß Abschnitt C 2.3 Aufzählung h zu berechnenden Zuschlags ΔV^~= 1,7 · Standardabweichung zu verwenden.

(2) Ist der so ermittelte Wert für ΔV - größer als 6 dB, ist der Prüfgegenstand in Prüfabschnitte einzuteilen, für die die Transferkorrektur jeweils gesondert zu berücksichtigen ist. Diese Einteilung hat so zu erfolgen, dass in jedem Prüfabschnitt ΔV^~ gleich oder kleiner als 6 dB ist.

C 4.4.4 Berücksichtigung der Korrekturen

(1) Unter Berücksichtigung der vorstehenden Empfindlichkeitskorrekturen ergibt sich die resultierende Geräteempfindlichkeit zur Einstellung der Registrierschwelle gemäß Formel C-11.

(2) Wird die Schallschwächung schallwegabhängig berücksichtigt, erfolgt dies mit dem in ΔV_Tenthaltenen Schwächungsanteil ΔV_κ gemäß Bild C-8 bei Anwendung der AVG-Methode oder gemäß Bild C-9 bei Anwendung der Bezugslinienmethode.

(3) Ist es nicht erforderlich, die Schallschwächung schallwegabhängig zu berücksichtigen, so enthält ΔV_Teinen schallwegunabhängigen, konstanten Anteil für die Schallschwächung ΔV_κ.

(4) Ist eine zusätzliche Korrektur zur Berücksichtigung größerer Schwankungen gemäß Abschnitt C 4.4.3 erforderlich, so hat dies über ΔV^~ zu erfolgen. Andernfalls entfällt der Korrekturwert in der obigen Gleichung.

C 4.5 Einstellung der Geräteverstärkung

Unter Berücksichtigung der Ankopplungs- und Schwächungsverluste ist die Geräteverstärkung so einzustellen, dass die Registrierschwelle für den jeweiligen Bereich der Prüfempfindlichkeit mindestens 20 % der Bildschirmhöhe erreicht.

C 4.6 Kontrolle der Einstellung des Prüfsystems

Vor Prüfbeginn ist eine Kontrolle der Einstellung des Prüfsystems vorzunehmen. Dazu sind geeignete Kalibrier- oder Vergleichskörper zu verwenden.

Bild C-5: Bestimmung der Transferkorrektur bei der Senkrechteinschallung und bei der Schrägeinschallung in V- oder W-Durchschallung

Bild C-6: Bestimmung der Schallschwächung bei der Senkrechteinschallung (Beispiel)

Bild C-7: Bestimmung der Schallschwächung bei der Schrägeinschallung

Bild C-8: Berücksichtigung der Schallschwächung im AVG-Diagramm für den Fall κ₂> κ₁(Beispiel)

Bild C-9: Berücksichtigung der Schallschwächung bei der Bezugslinien-Methode für den Fall κ₂> κ₁(Beispiel)

C 5 Beschreibung der Anzeigen

C 5.1 Echohöhe

Die maximale Echohöhe einer Reflexionsstelle ist bezogen auf die jeweils gültige Registrierschwelle in dB anzugeben.

Hinweis: Die Reproduzierbarkeit der Echohöhenbestimmung beträgt im Allgemeinen ± 3 dB.

C 5.2 Reflektorausdehnung

C 5.2.1 Allgemeine Forderungen

Registrierlängen gleich oder größer als 10 mm sind auszumessen. Kürzere Registrierlängen sind als "< 10" zu protokollieren.

C 5.2.2 Bestimmung der Registrierlänge bei festgelegter Registrierschwelle

Die Ausdehnung eines Reflektors (siehe Bild C-10) ist durch die Verschiebestrecke des Prüfkopfes gegeben. Diese Verschiebestrecke wird dadurch begrenzt, dass das Echo die Registrierschwelle entweder um 0 dB oder um 6 dB oder um 12 dB unterschreitet. Wird hierbei das Untergrundrauschen erreicht, so ist die Registrierlänge bis zum Absinken des Echos auf das Niveau des Untergrundrauschens anzugeben. Der Abstand der Registrierschwelle zum Untergrundrauschen ist dabei zu protokollieren.

C 5.2.3 Bestimmung der Halbwertslänge

Bei der Ausmessung der Halbwertslänge von Reflektoren sind die zugehörigen Prüfkopfverschiebungen bei Echohöhenabfällen von 6 dB zur Maximalechohöhe zu bestimmen. Dabei sind bei SE-Prüfköpfen die akustische Trennebene und bei linienfokussierenden Prüfköpfen der Linienfokus senkrecht zur Ausdehnungsrichtung des Reflektors auszurichten.

C 5.2.4 Methoden zur genaueren Bestimmung der Reflektorlänge

Die Bestimmung der Reflektorlänge darf durch eine der in den Abschnitten C 5.2.4.1 bis C 5.2.4.4 beschriebenen Korrekturen oder Untersuchungen optimiert werden.

C 5.2.4.1 Korrektur bei gekrümmten Oberflächen

Bei gekrümmten Oberflächen ist in der ermittelten Tiefenlage die Länge mathematisch oder grafisch zu korrigieren.

Bild C-10: Bestimmung der Registrierlänge

C 5.2.4.2 Auswahl des Prüfkopfes

Einschallpositionen und Einschallwinkel sind so zu wählen, dass der vorliegende Schallweg zum Reflektor eine möglichst geringe Abweichung zu 1,0 · N aufweist, jedoch größer als 0,7 · N ist. Dabei darf eine höhere Nennfrequenz als bei der Prüfung verwendet werden.

C 5.2.4.3 Berücksichtigung der Schallbündelbreite

(1) Die Schallbündelbreite DS ist am Ort des Reflektors zu ermitteln. Ist die gemessene Länge des Reflektors größer als diese Schallbündelbreite, gilt als Registrierlänge die korrigierte Registrierlänge nach Formel C-6.

(2) Diese Schallbündelbreite ist entweder rechnerisch oder experimentell zu ermitteln.

(3) Rechnerisch ist sie nach der Formel C-4 zu ermitteln, wenn Prüfköpfe verwendet werden, deren Kontaktfläche nicht angepasst ist. Bei der Schrägeinschallung ist für γ₆der horizontale Öffnungswinkel einzusetzen. Der Öffnungswinkel ist aus den jeweils zugehörigen Datenblättern der verwendeten Prüfköpfe zu entnehmen.

(4) Muss die Schallbündelbreite experimentell ermittelt werden, so sind Messungen an einem Vergleichskörper gemäß Abschnitt C 3.3 durchzuführen. In diesen Vergleichskörper ist in gleicher Tiefenlage wie der auszumessende Reflektor ein Bezugsreflektor einzubringen. Als Bezugsreflektor darf der Boden einer Bohrung von 3 mm Durchmesser verwendet werden. Bei gleichem Schallweg wie der des auszumessenden Reflektors ist die Halbwertslänge am Bezugsreflektor zu ermitteln. Das so ermittelte Maß entspricht der Schallbündelbreite am Ort des Reflektors.

C 5.2.4.4 Einsatz von SE-Prüfköpfen und fokussierenden Prüfköpfen

(1) Mit SE-Prüfköpfen oder fokussierenden Prüfköpfen mit geeignetem Schallfeld ist die Länge des Reflektors im Fokusbereich mittels der Halbwertsmethode zu bestimmen.

(2) Dabei dürfen zur Erhöhung der Messgenauigkeit und zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit bei fokussierenden Prüfköpfen in einem Prüfraster mehrere Echodynamiken vom Reflektor aufgenommen werden. Der Rasterabstand ist dabei kleiner als der Durchmesser des Fokusschlauches des Prüfkopfes zu wählen. Eine typische Messanordnung zur Aufzeichnung der Echodynamiken enthält Bild C-11.

Bild C-11: Messanordnung beim Einsatz fokussierender Prüfköpfe zum Ausmessen der Reflektorausdehnung

C 5.2.5 Einsatz von zusätzlichen Ultraschallprüftechniken zur Bestimmung der Reflektorausdehnung

Sollen zur genaueren Bestimmung der Reflektorausdehnung (Länge oder Tiefe) zusätzliche Ultraschallprüftechniken angewendet werden, sind die verfahrenstechnischen Anforderungen in einer Prüfanweisung festzulegen.

Hinweis: Beispiele für Ultraschallprüftechniken zur genaueren Ermittlung der Reflektorausdehnung sind:

1. Synthetische Apertur Fokussierungstechnik (SAFT),
2. Beugungslaufzeitverfahren (TOFD),
3. Rissspitzensignalverfahren,
4. Echotomographie.

C 5.3 Formbedingte Anzeigen

(1) Sollen Anzeigen aus dem Wurzelbereich einer Schweißnaht als formbedingt eingestuft werden, sind Kontrollmessungen zum Nachweis der Anzeigenursache durchzuführen.

Bild C-12: Nachweis von formbedingten Anzeigen aus dem Wurzelbereich einseitig geschweißter Nähte

(2) Wenn nachgewiesen werden soll, dass die an beiden Nahtseiten aufgenommenen Anzeigen von den beiden Flanken des Wurzeldurchhangs und nicht von Schweißnahtfehlern hervorgerufen werden, darf dies durch Ausmessung der Projektionsabstände am Prüfstück erfolgen (siehe Bild C-12a). Die genauen Projektionsabstände sind an Rechtecknuten von je 1 mm Breite und Tiefe an einem Vergleichskörper zu bestimmen (siehe Bild C-12b). Ergibt sich hierbei, dass die Projektionsabstände der entsprechenden Anzeigen sich deutlich überlappen [(2a - a') gleich oder größer als 3 mm], gelten die Anzeigen als formbedingt. Wird ein kleinerer Abstand als 3 mm ermittelt, dürfen die Reflexionsstellen nicht mehr als getrennt behandelt werden.

C 6 Kriechwellentechnik

C 6.1 Beschreibung des Verfahrens

(1) Longitudinalwellenprüfköpfe mit Einschallwinkeln von üblicherweise 75 Grad bis 80 Grad erzeugen zusätzlich zur longitudinalen Hauptwelle eine sich parallel zur Kontaktfläche ausbreitende Longitudinalwelle (primäre Kriechwelle).

(2) Durch die Ausbreitung der Kriechwelle entlang der Kontaktfläche werden ständig Transversalwellen abgestrahlt, so dass die Intensität der Kriechwelle mit dem Schallweg rasch abfällt. Bei SE-Kriechwellenprüfköpfen mit Schwingerabmessungen von z.B. 6 mm · 13 mm liegt der Fokusabstand bei ca. 10 mm.

(3) Wenn die Kriechwelle aus geometrischen Gründen, z.B. bei Anschweißnähten, in das Volumen eintaucht, breitet sie sich als normale Longitudinalwelle ohne Abstrahlung aus. Dadurch ergeben sich größere nutzbare Schallwege von 30 mm bis ca. 50 mm.

C 6.2 Vergleichskörper

(1) Für die Justierung von Kriechwellenprüfköpfen sind Vergleichskörper gemäß Bild C-13 zu verwenden.

(2) Die Krümmungen der Kontaktflächen von Vergleichskörper und Prüfgegenstand sollen übereinstimmen.

C 6.3 Einstellung der Prüfempfindlichkeit

Für den Prüfbereich ist eine Bezugslinie nach den zutreffenden Vorgaben des Abschnittes C 4.3 durch Anschallen der entsprechenden Bezugsreflektoren im Vergleichskörper nach Abschnitt C 6.2 zu erzeugen.

Bild C-13: Vergleichskörper und Registrierschwelle für die Justierung von Kriechwellenprüfköpfen

C 6.4 Anpassen der Prüfköpfe

(1) Bei der Prüfung auf konvex gekrümmter Kontaktfläche des Prüfgegenstandes hat die Auswahl des Prüfkopfes nach Bild C-14 zu erfolgen.

(2) Bei der Prüfung auf konkav gekrümmter Kontaktfläche des Prüfgegenstandes sind spezielle Prüfköpfe mit jeweils angepassten Kontaktflächen zu verwenden.

C 7 Wellenumwandlungstechnik I (sekundäre Kriechwelle)

C 7.1 Beschreibung des Verfahrens

(1) Beim Auftreffen von Transversalwellen auf eine Gegenfläche unter einem Winkel von ca. 31 Grad wird eine Longitudinalwelle (sekundäre Kriechwelle) annähernd parallel zur Oberfläche erzeugt (Bild C-15). Der Auftreffwinkel von 31 Grad wird bei planparallelen Prüfgegenständen durch die begleitende Transversalwelle eines 70 Grad-Longitudinalwellenprüfkopfes erreicht.

(2) Die sekundäre Kriechwelle wird infolge ihrer streifenden Ausbreitung z.B. dazu benutzt, die innere Oberfläche einer Schweißnaht zu prüfen, ohne vom Wurzeldurchhang beeinflusst zu werden (Bild C-16). Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Intensität der sekundären Kriechwelle - bedingt durch die permanente Abstrahlung von Transversalwellen - mit dem Schallweg rasch abfällt.

(3) Bei der Einschallung mit dem Longitudinalwellenprüfkopf an planparallelen Prüfgegenständen wird eine Echofolge erzeugt, deren Einzelechos mit NE 1 und NE 2 bezeichnet werden (Bild C-17). Zum Nachweis von Reflektoren wird das NE 2 benutzt. Das NE 1 kann zur Tiefenabschätzung herangezogen werden.

(4) Im Falle von dünneren Prüfgegenständen (Wanddicke größer als 8 mm und gleich oder kleiner als 20 mm) wird bei der Einschallung mit dem Longitudinalwellenprüfkopf (Typ 70 Grad SEL) eine Echofolge erzeugt, die sowohl den Longitudinalwellenanteil (Hauptecho-HE) als auch den umgewandelten Transversalwellenanteil (Nebenechofolge-NE) enthält (Bild C-18).

Hinweis: Hervorgerufen durch die beim Eintritt des Schalls in den Prüfgegenstand gleichzeitig entstehende Transversalwelle können Störanzeigen auftreten, da die sehr steil einfallende Transversalwelle besonders empfindlich auf Unregelmäßigkeiten der prüfkopffernen Oberfläche (z.B. Körnerschläge, Kennzeichnungen) und auf Formabweichungen reagiert. Deshalb sind besonders wichtig:

1. die Beachtung der Prüfkopfposition in Bezug auf die Schweißnahtmitte,
2. die Kenntnis der Schallgeschwindigkeiten und des damit verbundenen Einschallwinkels der Transversalwelle,
3. die Kenntnis über die unterschiedlichen Echodynamiken.

Bei exakter Zuordnung der Anzeige zur Schweißnaht und bei Berücksichtigung der Tatsache, dass ein Reflektor bei direkter Anschallung mit Longitudinalwellen von 70 Grad eine große Dynamik bewirkt - im Gegensatz zur begleitenden Transversalwelle von ca. 31 Grad - ist die Unterscheidung von solchen Störanzeigen und eigentlichen Fehlern möglich.

Eine sinnvolle Prüfung mit sekundären Kriechwellen nach (2) und (3) beginnt ab Wanddicken größer als 15 mm. Bei Wanddicken größer als 8 mm und gleich oder kleiner als 20 mm erfolgt die Prüfung mit Longitudinalwellenprüfköpfen (Typ 70 Grad SEL). Das Vorhandensein des HE und der NE weist darauf hin, dass die Schallwellen an tieferen Materialtrennungen reflektiert werden. Anzeigen von Wurzelkerben geringerer Tiefe werden von tiefen Fehlern durch das Ausbleiben der NE unterschieden (Bild C-18).

Bild C-14: Anwendungsgrenzen und Anpassbedingungen für Kriechwellen-Prüfköpfe bei der Prüfung auf konvex gekrümmten Kontaktflächen des Prüfgegenstandes ⁰⁹

C 7.2 Prüfkopf

Bei planparallelen Oberflächen werden 70 Grad-Longitudinalwellenprüfköpfe in Einzelschwinger- oder SE-Bauweise eingesetzt, die neben der Longitudinalwelle unter 70 Grad begleitend eine Transversalwelle unter ca. 31 Grad abstrahlen, die an der Innenoberfläche die sekundäre Kriechwelle erzeugt.

Hinweis: Für die Auswahl des Prüfkopfes soll dessen Abhängigkeit der Echohöhe von der Nuttiefe bezogen auf das NE 2 und auf die zu prüfende Wanddicke bekannt sein.

C 7.3 Entfernungsjustierung

(1) Die Entfernungsjustierung soll für Longitudinalwellen durchgeführt werden.

(2) Eine Vorjustierung zur Einstellung der Schallgeschwindigkeit (Spreizung) soll mittels Senkrechteinschallung am Prüfgegenstand oder am artgleichen Vergleichskörper durchgeführt werden.

(3) Eine Korrektur der Vorjustierung (Nullpunktverschiebung) unter Einbeziehung der Transversalwellenanteile im Schallweg erfolgt am Prüfgegenstand oder Vergleichskörper mittels Anschallen einer Rechtecknut nach der Wellenumwandlungstechnik. Dabei wird das NE 2 optimiert. An der Kontaktfläche wird a ermittelt. Mit a und unter Berücksichtigung der Formel C-13 kann die Nullpunktverschiebung (SEL-Prüfkopf) durchgeführt werden. Eine Markierung am Bildschirm ist zweckmäßig. An einer Kante kann mit Hilfe von NE 1 und NE 2 (Bild C-17) die Justierung kontrolliert werden.

C 7.4 Einstellung der Prüfempfindlichkeit

(1) Die Einstellung der Prüfempfindlichkeit ist an einem hinsichtlich Werkstoff und Geometrie artgleichen Vergleichskörper vorzunehmen.

(2) Zur Erzeugung eines Bezugsechos sollen Rechtecknuten gemäß Abschnitt C 3.3 Absatz 2 Aufzählung be verwendet werden.

(3) Bei der Prüfung mit der sekundären Kriechwelle wird das an der Nut reflektierte NE 2 optimiert und dadurch die Bezugsempfindlichkeit ermittelt.

(4) Im Falle der Prüfung gemäß Abschnitt C 7.1 Absatz 4 hat die Einstellung der Prüfempfindlichkeit an entsprechenden Rechtecknuten mit Longitudinalwellen zu erfolgen. Registrierschwelle ist die Bezugsechohöhe der direkten Longitudinalwelle minus 6 dB. Die Anzeige der Kante am Vergleichskörper muss die Registrierschwelle um mindestens 10 dB überschreiten. Anderenfalls ist die Registrierschwelle entsprechend zu vermindern.

C 7.5 Korrekturen bei der Einstellung der Prüfempfindlichkeit

C 7.5.1 Transferkorrektur

Die Transferkorrektur ist mit zwei gleichen Transversalwellen-Winkelprüfköpfen (Einschallwinkel größer als 35 Grad) in V-Durchschallung im Grundwerkstoff des Bauteils und am Vergleichskörper vorzunehmen. Dabei ist die Frequenz des Longitudinalwellenprüfkopfes zu verwenden.

C 7.5.2 Schweißnahtbedingte Schallschwächungskorrektur

Empfindlichkeitsunterschiede, hervorgerufen durch das Schweißgut, sind in geeigneter Weise zu ermitteln und zu berücksichtigen.

C 7.6 Prüfdurchführung

Die Prüfung erfolgt üblicherweise durch Verschieben des Prüfkopfes auf einem schmalen Bereich parallel zur Schweißnaht. Dabei wird die Prüfkopfposition durch Bewegen des Prüfkopfes senkrecht zur Naht optimiert. Dies hat in mehreren Spuren zu erfolgen, so dass der gesamte zu erfassende Prüfbereich vollständig erfasst wird.

C 8 Wellenumwandlungstechnik II (LLT-Technik)

C 8.1 Allgemeines

(1) Die LLT-Technik wird zum Auffinden von senkrecht oder annähernd senkrecht zur Oberfläche ausgerichteten Reflektoren bei der Volumenprüfung von Prüfgegenständen mit parallelen oder konzentrisch gekrümmten Oberflächen bis zu 80 mm Nennwanddicke eingesetzt.

(2) Das Prinzip der LLT-Technik wird in Bild C-19 dargestellt. Der Sendeschwinger erzeugt eine Longitudinalwelle mit einem Winkel α_LW, der zwischen 7 Grad und 45 Grad beträgt. Diese Welle wird an der Rückwand des Prüfgegenstandes reflektiert und trifft auf den senkrecht ausgerichteten Reflektor. Hier erfolgt eine Wellenumwandlung des größten Teils der Energie in eine Transversalwelle, die mit einem Winkel α_TWzum Prüfkopf zurückläuft und vom Empfangsschwinger empfangen wird.

(3) Der Vorteil der LLT-Technik ist die kompakte Bauform von LLT-Prüfköpfen mit der Anordnung von Sende- und Empfangsschwinger in einem Gehäuse.

C 8.2 Prüfköpfe, Prüfzonen, Vergleichskörper, LLT-Empfindlichkeitsdiagramme

C 8.2.1 Anwendung von Prüfköpfen

(1) LLT-Prüfköpfe sind durch die Anordnung von Sende- und Empfangsschwingern für die Prüfung einer bestimmten Tiefenzone (Prüfzone) bei der jeweiligen Wanddicke und Krümmung des Prüfgegenstandes ausgelegt. Der Anwendungsbereich ist an Hand prüfkopfspezifischer Datenblätter zu bestimmen.

(2) LLT-Prüfköpfe, die für die Prüfung an ebenen Prüfgegenständen ausgelegt wurden, dürfen bei der Prüfung an in Prüfrichtung konzentrisch gekrümmten Oberflächen beim Vorliegen von großen Krümmungsradien (R größer als 1000 mm) eingesetzt werden.

C 8.2.2 Prüfköpfe und ihre Prüfzonen

C 8.2.2.1 Lage und Höhe der Prüfzonen

(1) LLT-Prüfköpfe sind nur in einer begrenzten Prüfzone (Tiefenzone) empfindlich. Die Lage der Prüfzone wird durch den Einschallwinkel α_LW, den Auftreffwinkel aTW und durch die Anordnung der Schwinger bestimmt.

(2) Die Höhe der Prüfzone wird durch den Tiefenbereich (Z_Ha, Z_Hb, Bild C-19) bestimmt, in dem die Empfindlichkeit auf den halben Wert (-6 dB) gegenüber dem Maximum in der Prüfzonenmitte (Y_Sa, Y_Sb, Bild C-19) abgenommen hat. Die Prüfzonenhöhe hängt von der Wanddicke, der Nennfrequenz und den Abmessungen des Sende- und des Empfangsschwingers ab.

C 8.2.2.2 Prüfzonenaufteilung

(1) Liegen keine Datenblätter vor, an Hand derer die Prüfzonenaufteilung abgeschätzt werden kann, sind Lage und Abmessung der Prüfzonen durch Messung mit den ausgewählten Prüfköpfen an Vergleichskörpern mit Flachbodenbohrungen zu bestimmen. Die Prüfzonen müssen das zu prüfende Volumen abdecken, die Prüfzonen müssen sich überlappen.

(2) Das zu prüfende Volumen umfasst im Allgemeinen den "nicht oberflächennahen Bereich" ab 10 mm Tiefe von der prüfkopffernen und von der prüfkopfnahen Oberfläche.

C 8.2.3 Vergleichskörper

(1) Der Vergleichskörper für die Bestimmung von Prüfzonenabmessung und -lage muss hinsichtlich der Geometrie und der akustischen Eigenschaften dem Prüfgegenstand entsprechen. Die Bezugsreflektoren sind Flachbodenbohrungen in der gleichen Größe wie die zu registrierenden Kreisscheibenreflektoren. Die Bezugsreflektoren sind stirnseitig in der auf Grund des vorgesehenen Prüfkopfes vorgegebenen Prüfzonenmitte (Tiefenlage, Abstand Y_Sa, Y_Sb, Bild C-19) einzubringen. Zur Absicherung der Prüfzonenaufteilung sind in den Überlappungsbereichen der Zonenränder zusätzliche Bezugsreflektoren einzubringen.

(2) Der Abstand der Bezugsreflektoren von den Stirnflächen hat mindestens 20 mm zu betragen.

Bild C-15: Reflexion mit Wellenumwandlung beim Longitudinalwellen-Winkelprüfkopf

Bild C-16: Prüfung des innenoberflächennahen Bereiches von Schweißnähten mit sekundären Kriechwellen

Bild C-17: Schallfeldgeometrien bei der Umwandlung von Transversalwellen

Bild C-18: Prüfung von Komponenten mit Nennwanddicken größer als 8 mm und gleich oder kleiner als 20 mm mittels Longitudinalwellen (Prüfkopf 70 Grad SEL)

C 8.2.4 Erstellung von LLT-Empfindlichkeitsdiagrammen

(1) Mit Hilfe eines Empfindlichkeitsdiagramms lässt sich die Justierung der Prüfempfindlichkeit vereinfachen.

(2) Die Diagramme sind durch Messungen an Flachbodenbohrungen des Vergleichskörpers nach Abschnitt C 8.2.3 für die jeweilige Prüfzone zu erstellen. Die an den Flachbodenbohrungen gemessenen Echohöhen werden über der Tiefenlage (Y_FBB, Bild C-20) aufgetragen. In das Diagramm ist auch die Bezugshöhe der Stirnfläche (Maximum des Stirnflächenechos) einzutragen. Der Abstand zwischen der Bezugshöhe der Stirnfläche und dem Maximum der Empfindlichkeitskurve aus den Echohöhen der Flachbodenbohrungen definiert den Wert ΔV_LLT.

(3) Zur Erzeugung eines Tiefenmaßstabes ist die Reflektortiefenlage über dem Schalllaufweg in einem weiteren Diagramm aufzutragen (siehe Bild C-21). Hierzu sind mindestens drei stirnseitig in den Vergleichskörper eingebrachte Flachbodenbohrungen erforderlich.

C 8.3 Entfernungsjustierung

(1) Der jeweilige LLT-Prüfkopf ist so zu betreiben, dass zunächst nur der Empfangsschwinger im Impulsechobetrieb für Transversalwellen arbeitet. Die Entfernungsjustierung ist am 100 mm-Kreisbogen des Kalibierkörpers Nr. 1 vorzunehmen. Die Justierung ist so durchzuführen, dass der Schalllaufweg bis zur Prüfzonenmitte in der Mitte des Justierbereichs (S_Just) liegt. Dieser ist gemäß den Formeln C-14 bis C-17 zu berechnen und einzustellen.

Anschließend ist der Sendeschwinger ebenfalls anzuschließen und das Ultraschallgerät in den SE-Betrieb umzustellen.

(2) Zur Abschätzung der Tiefenlage von Reflektoren ist ein Tiefenmaßstab, der entsprechend Abschnitt C 8.2.4 ermittelt wurde, zu benutzen.

C 8.4 Justierung der Prüfempfindlichkeit

C 8.4.1 Allgemeines

(1) Die Justierung der Prüfempfindlichkeit hat unter Anwendung folgender Bezugsreflektoren zu erfolgen:

1. Endflächen (Stirnflächen) oder Flachbodenbohrungen senkrecht zur Kontaktfläche des Prüfgegenstandes oder Vergleichskörpers
2. Flachbodenbohrungen, die je nach Prüfaufgabe zur Kontaktfläche des Prüfgegenstandes geneigt sind.

Die Flachbodenbohrungen sind in der gleichen Größe wie die zu registrierenden Kreisscheibenreflektoren auszuführen.

(2) Bei der Einstellung der Prüfempfindlichkeit sind der Zonenrandzuschlag und die Transferkorrektur zu berücksichtigen.

C 8.4.2 Justierung an Endflächen senkrecht zur Kontaktfläche des Prüfgegenstandes

(1) Für diese Art der Justierung müssen prüfkopfspezifische LLT-Empfindlichkeitsdiagramme gemäß Abschnitt C 8.2.4 vorliegen.

(2) Bei der Einstellung der Prüfempfindlichkeit ist für die Prüfzonenmitte (Ys) der Wert ΔV_LLTaus dem prüfkopfspezifischen LLT-Empfindlichkeitsdiagramm (siehe Bild C-20) zu entnehmen und um 6 dB für den Zonenrand zu erhöhen. Die Einstellung ist mit Hilfe von Flachbodenbohrungen zu überprüfen.

C 8.4.3 Justierung an Flachbodenbohrungen

Stehen keine Empfindlichkeitsdiagramme zur Verfügung oder sollen Reflektoren geneigt zur Kontaktfläche des Prüfgegenstandes aufgefunden werden, hat die Einstellung der Prüfempfindlichkeit an Flachbodenbohrungen in einem Vergleichskörper zu erfolgen. Für jede Prüfzone müssen mindestens drei Flachbodenbohrungen vorhanden sein.

C 8.5 Transferkorrektur

(1) Bei ferritischen Stählen darf die Transferkorrektur pauschal mit 2 dB angenommen werden.

(2) Bei austenitischen Stählen ist der Unterschied der akustischen Eigenschaften zwischen dem artgleichen Vergleichskörper und dem Prüfgegenstand zu ermitteln und zu berücksichtigen. Dies darf auch pauschal erfolgen.

C 8.6 Prüfdurchführung

(1) Die Prüfung mit der LLT-Technik ist für jede Prüfzone getrennt durchzuführen.

(2) Der Prüfkopf ist am Prüfgegenstand für jede Prüfzone im Abstand a'_LLT(siehe Bild C-20) zur Schweißnahtmitte anzukoppeln. Die Abstände a'_LLTsind am Vergleichskörper zu ermitteln.

(3) Die Prüfköpfe sind für jede Prüfzone senkrecht zur Schweißfortschrittsrichtung soweit zu bewegen, dass das Prüfvolumen vollständig erfasst wird.

(4) Die Ankopplung des LLT-Prüfkopfes ist durch Beobachtung des Untergrundrauschens zu überwachen.

Bild C-19: Prinzip der LLT-Technik

Bild C-20: Beispiel für ein LLT-Empfindlichkeitsdiagramm

Bild C-21: Beispiel für LLT-Reflektortiefenmaßstäbe

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