Rissprüfung mit Flying Laser Spot Thermografie Kontakt Dr. Philipp Myrach [email protected] Dr. Mathias Ziegler [email protected] Motivation und Prinzip Blitzanregung - homogen Blitzlampe IR-Filter Laseranregung - lokal Probe NIR-Laser Probe IR-Kamera IR-Kamera • Homogener Energieeintrag senkrechter 1-dim Wärmefluss • Flächige Fehler und Inhomogenitäten modifizieren Wärmefluss 〤 Senkrechte Risse sind nicht detektierbar Scan T T x • Lokaler Energieeintrag sphärischer 3-dim Wärmefluss • Höchste Bestrahlungsstärken • Variable Sensitivität (v, P) √ Riss = thermischer Widerstand • Laterale Wärmeleitung behindert • Asymmetrie in Temperaturverteilung • Wärmestau am Riss am stärksten x x Riss = optische Falle • Absorptionsgraderhöhung • Emissionsgraderhöhung (wie Hohlraumstrahler) • Komplexe Rissgeometrie & instationäre Risstemperatur Senkrechte Risse sind detektierbar Messaufbau Laserscanner kombiniert mit IR-Kamera • • • • • Diodenlaser mit Scanner ( = 940nm, Pmax = 500 W) Dichroitischer Strahlenteiler: HR (0,8…1) µm, AR (3…5) µm IR-Kamera: = (3…5) µm, f = 300 Hz, NETD = 20 mK Prüffläche: 26×26 cm2 Prüfgeschwindigkeit: (0,5…100) cm2s-1 Anwendungsbeispiele Mikrorisse im MT Vergleichskörper 1 • 90MnCrV8 Stahl • Keine Beschichtung • Spannungskorrosionsund Schleifrisse • Rissweiten: 0,1…3 µm • Rissbreiten: 2,0 µm…1,0 mm Referenzprüfkörper (EN ISO 9934-2) für die Magnetpulverprüfung (MT) 50 mm/s Ergebnis der fluoreszierenden Magnetpulverprüfung 12,5 mm/s 2 mm 2 mm Ergebnis der Laser-Thermografie: Die Erkennbarkeit von Mikrorissen variiert mit der Laser-Scangeschwindigkeit Risse in Kurbelwelle Gesenkgeschmiedete Kurbelwelle mit markierten Rissen Magnetpulverprüfung mit Rissanzeigen Laser-Thermografie-Prüfung links: Risskontur, rechts: Ablösung • INS-Projekt „Erarbeitung einer Richtlinie zur zerstörungsfreien Risserkennung mit lokal angeregter Thermografie“ • EU-FP7 Grant Agreement No. 284607 „ThermoBot“ CT-Prüfung (BAM 8.5) links: Aufsicht, rechts: Seitenansicht Sicherheit in Technik und Chemie www.bam.de
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