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Messung der Wanddicke mit dem Ultraschall-Wanddickenmessgerät PosiTector
UTG
Wozu benötigt man ein Ultraschall - Wanddickenmessgerät?
Einsatzbereiche von Ultraschall-Wanddickenmessgeräten
Ultraschall-Wanddicken Messgeräte (Ultraschall-Dickenmessgeräte, Ultraschall-Wandstärkemessgeräte) messen die Wanddicke von Materialien wie Stahl, Kunststoff und mehr mit Hilfe von Ultraschall. Ultraschall-Wanddickenmessgeräte sind ideal für die Messung der Auswirkungen von Korrosion oder Erosion an Tanks, Rohren oder anderen Strukturen, bei denen der Zugang auf eine Seite beschränkt ist. Mehrfachecho-Thru-Paint-Modelle wie das PosiTector UTG M messen die Metalldicke einer lackierten Struktur, ohne dass die Beschichtung entfernt werden muss.
Was ist Ultraschall-Wanddickenmessung genau?
Ultraschall-Dickenmessverfahren werden zur Messung eines breiten Spektrums von Substraten und Anwendungen im Hinblick auf den Verlust an Materialdicke aufgrund von Korrosion oder Erosion eingesetzt. Ultraschall-Dickenmessgeräte sind für die Messung der Dicke von metallischen (Gusseisen, Stahl und Aluminium) und nicht-metallischen Substraten (Keramik, Kunststoff und Glas) sowie von anderen Ultraschallwellenleitern konzipiert, sofern diese relativ parallele Ober- und Unterseiten haben.
Ein Ultraschalldickenmessgerät erleichtert die schnelle Prüfung der Dicke großer metallischer Strukturen in kleinen Messintervallen und liefert eine detailgetreue Darstellung der Dicke einer gescannten Oberfläche. Wenn der Zugang nur von einer Seite des Substrats möglich ist, ist die Ultraschall-Wanddickenmessung die effizienteste Methode zur Überwachung der Auswirkungen von Erosion oder Korrosion und ist sowohl für die Qualitätssicherung als auch für die Qualitätskontrolle von essentieller Bedeutung.
Ultraschall-Wanddickenmessgeräte zur Messung der Auswirkungen von Korrosion - PosiTector UTG C-Serie
PosiTector UTG-C Korrosionssonden messen die Wanddicke von Materialien wie Stahl, Kunststoff und mehr.
Ultraschall-Dickenmessgeräte wie diese sind ideal für die Messung der Auswirkungen von Korrosion oder Erosion an Tanks, Rohren oder anderen Strukturen, bei denen der Zugang erschwert bzw. auf eine Seite beschränkt ist.
- 5-MHz-Doppelelement-Wandler
- Unsere beliebtesten Ultraschall-Dickensonden zur Messung der Korrosionseinflüsse auf Stahlsubstraten
- Wählen Sie zwischen kabelgebundenen, integrierten und Xtreme-Sonden
PosiTector UTG M
Durch Lackschicht hindurch messendes Wanddickenmessgerät
Unser Ultraschall-Wanddickenmessgerät UTG M verfügt über eine sog. Thru-Paint-Funktion, mit der die Metalldicke einer lackierten Struktur durch die Lackschicht hindurch schnell und genau gemessen werden kann, ohne dass die Beschichtung entfernt werden muss. Ideal auch für die Messung gestrahlter Materialien und anderer Anwendungen, die eine besonders haltbarere Sondenoberfläche erfordern.
- 5-MHz-Kontaktsonde mit verschleißfester Aluminiumoxid-Sondenspitze und kabelgebundener Sonde
- Multiple-Echo-Technik mittelt 3 oder mehr Echos für exakte und besonders zuverlässige Messungen
- Umschalten zwischen Einzel- und Mehrfach-Echomodus
- Der Multiple-Echo-Modus eliminiert die Schichtdicke
- Einzel-Echo-Modus erkennt Vertiefungen/Fehler und erhöht den Messbereich
PosiTector UTG CLF Ultraschall-Wanddickenmessgerät für Gusseisen, Aluguss etc.
Niederfrequenz-Ultraschall-Dickensonden messen die Wanddicke von dämpfenden Materialien wie Guss/Duktil-Eisen, Aluminiumguss und Zinkguss.
- Niederfrequenz-2,25-MHz-Doppelelement-Schallkopf mit kabelgebundener Sonde
- Eigener Algorithmus unterscheidet Rückwandreflexionen von Kornrauschen (Reflexionen), das in Gussmaterialien vorkommt
- Ideal für die Messung von dämpfenden Materialien wie Gusseisen
PosiTector UTG P Ultraschall-Wanddickenmessgerät für dünne Materialien wie Metalle und Kunststoffe
Präzisions-Ultraschall-Dickenmessgeräte sind für hochauflösende Messungen und dünne Materialien wie Metalle und Kunststoffe ausgelegt. Der automatische Multi-Echo-Modus gewährleistet die beste Genauigkeit bei dünnen Metallen.
- 15 MHz Einzelelement-Delay Line Wandler mit kabelgebundener Sonde
- Automatischer Einzel- oder Mehrfach-Echomodus, je nach Materialdicke
- Automatische Temperaturkompensation der Sondenspitze
- Ideal für Anwendungen durch den Lack hindurch zur schnellen und genauen Messung der Metalldicke einer lackierten Struktur, ohne die Beschichtung entfernen zu müssen
- Präzisionssonde ideal für dünne Materialien
- Minimaler Messbereich Stahl: 0,2 mm
- Minimaler Messbereich Kunststoff: 0,125 mm
Funktion von Ultraschall-Wanddickenmessgeräten
Mögliche Szenarien der Messung von Wanddicke mit Ultraschall-Wanddickenmessgeräten
Erosion
Erosion ist der Prozess, bei dem eine Schutzschicht oder ein Substrat durch Reibung infolge wiederholter mechanischer Interaktion abgetragen wird. Typische Ursachen für Erosion sind Kavitation, Aufprall von flüssigen oder festen Partikeln und Relativbewegungen gegen sich berührende feste Oberflächen oder Flüssigkeiten.
Korrosion
Korrosion ist der Prozess, bei dem ein Substrat und seine Eigenschaften durch eine chemische Wirkung oder Veränderung beschädigt oder abgetragen werden. Bei Metallen wird die auf Korrosion zurückzuführende Verschlechterung meist durch einen Oxidationsprozess verursacht.
Erosions- und Korrosionstests
Der Einsatz zerstörungsfreier Prüfmethoden minimiert Sicherheitsbedenken, gewährleistet die Einhaltung von Vorschriften und reduziert die Häufigkeit größerer Reparaturen (und damit die Kosten). So besteht beispielsweise bei Schiffsanwendungen ein erhebliches Risiko eines katastrophalen Versagens des Substrats aufgrund von unerkannter Korrosion oder Erosion. Die Konsequenzen, die mit Korrosions- oder Erosions- Schäden verbunden sind, können jedoch viel subtiler sein. Nehmen wir den Fall eines Propellerblatts, das abgenutzt oder beschädigt ist. Eine wahrscheinliche Auswirkung ist eine Verringerung des Wirkungsgrads des Propellers, was sich direkt in einer Verringerung der Leistung und einer Zunahme der Turbulenzen (Vibrationen) niederschlägt. Dies führt zu einer Verringerung der Höchstgeschwindigkeit und einem Anstieg des Kraftstoffverbrauchs. Darüber hinaus schafft die durch den beschädigten Propeller verursachte Kavitation eine Umgebung, die dem Propeller selbst noch mehr schadet.
Weitere Informationen zur Ultraschall-Wanddickenmessung finden Sie in dem Artikel
"Messung der Auswirkungen von Erosion und Korrosion".
Welche Anwendungsbereiche gibt es für die Ultraschalldickenmessung?
Mit Ultraschall-Schichtdickenmessgeräten kann eine präzise Messung der verbleibenden Wanddicke eines Substrats an Rohren, Druckbehältern, Lagertanks, Kesseln oder anderen erosions- oder korrosionsanfälligen Geräten vorgenommen werden.
Zwar sind viele Industriezweige von Erosion und Korrosion betroffen, aber die maritime Atmosphäre ist eine der aggressivsten Korrosionsumgebungen. Die Korrosionsrate wird durch verschiedene Faktoren wie Meerwasser, Feuchtigkeit, Wind, Temperatur, Luftverunreinigungen und biologische Organismen beeinflusst. Erosion ist in der Schifffahrt auch aufgrund von Abrieb durch den Aufprall von Wasser und Verunreinigungspartikeln, Aufprall durch Turbulenzen in schnell fließenden Flüssigkeiten und Kavitation durch von Luftblasen erzeugte Druckwellen üblich. Erosion beeinträchtigt nicht nur das Substrat selbst, sondern kann auch Schutzbeschichtungen beschädigen, was die Wahrscheinlichkeit von Substratkorrosion erhöht. Schiffe, Jachthäfen, Pipelines, Offshore-Strukturen und Entsalzungsanlagen sind allesamt Systeme, die in unterschiedlichem Maße der maritimen Erosion und Korrosion ausgesetzt sind.
Was sind die Unterschiede zwischen den PosiTector UTG C-, PosiTector UTG M- und PosiTector UTG P-Sonden?
Die PosiTector UTG C Ultraschallsonde (Korrosion) verwendet einen Doppelelement-Wandler, einen gebündelten "V-Pfad" und eine V-Pfad-Kompensation, um die Dicke von Metallen mit starker Korrosion oder Lochfraß genau zu messen. Die UTG C Single Echo Sonde ignoriert nicht die Stärke der äußeren Beschichtung: für eine optimale Messgenauigkeit kann es notwendig sein, die Beschichtung an der Messstelle zu entfernen.
Die PosiTector UTG M Ultraschall-Schichtdickensonde (Multi-Echo) verwendet einen Einzelelement-Wandler, um die Metalldicke einer neuen oder leicht korrodierten Struktur genau zu messen, wobei die Dicke von Schutzschichten ignoriert wird. Der Ultraschallstrahl bewegt sich auf einem geraden Weg zur Rückwand des Materials im 90°-Winkel zur Oberfläche. Wenn drei aufeinanderfolgende Rückwandechos erkannt werden, führt die Sonde eine zeitbasierte Berechnung durch, um die Schichtdicke aus dem Messwert zu eliminieren.
Die PosiTector UTG P Ultraschall-Schichtdickensonde (Präzision) verwendet einen Einzelelement-Wandler mit Verzögerungsleitung zur genauen Messung der Dicke dünner Materialien, einschließlich Kunststoffen und Metallen. Sie schaltet je nach Material und Dicke automatisch zwischen den Modi Einzelecho oder Mehrfachecho um.
Ultraschall-Materialgeschwindigkeit
Was sind einige gängige Materialgeschwindigkeiten?
In der nachstehenden Tabelle sind die Ultraschall-Longitudinalwellen-Geschwindigkeiten einiger gängiger Materialien aufgeführt, die in der Regel mit Ultraschall-Dickenmessgeräten gemessen werden. Die spezifischen Materialgeschwindigkeiten können aufgrund von Temperatur, Zusammensetzung, Körnung und anderen Faktoren variieren. Die beste Genauigkeit erzielen Sie, wenn Sie die Geschwindigkeit an einer Probe mit bekannter Dicke überprüfen.
PosiTector UTG - Vorprogrammierte Geschwindigkeiten
Wählen Sie aus einer Liste vorprogrammierter gängiger Materialgeschwindigkeiten oder geben Sie einfach Ihre eigenen ein.
| Materialgeschwindigkeit | Mindestbereich* | Maximaler Bereich* |
|---|
| Material (Menüoption) | m/s | mm | mm |
|---|---|---|---|
| Eisen (Iron) | 4547 | 1,02 | 96,52 |
| SS 303 (SS303) | 5664 | 1,02 | 127,00 |
| STAHL1018 (Steel) | 5918 | 1,02 | 127,00 |
| ALU 2024 (Alum) | 6375 | 1,27 | 127,00 |
| PLEXIGLAS (Plexi) | 2692 | 1,02 | 50,80 |
| PVC (PVC) | 2388 | 0,89 | 50,80 |
| POLYSTYRENE (Poly) | 2057 | 0,89 | 50,80 |
* Der Bereich kann sich je nach Oberflächenrauhigkeit, Temperatur oder Materialeigenschaften ändern.
Funktionsprinzip von Ultraschall-Wanddickenmessgeräten
PosiTector UTG-Ultraschalldickenmessgeräte senden einen Ultraschallimpuls in das zu messende Material. Dieser Impuls wandert durch das Material zur anderen Seite. Wenn er auf eine Grenzfläche wie Luft (Rückwand) oder ein anderes Material trifft, wird der Impuls zur Sonde zurückreflektiert. Die Zeit, die der Impuls benötigt, um sich durch das Material auszubreiten, wird vom Ultraschall-Wanddickenmessgerät gemessen und im Folgenden als t1 und t2 dargestellt.
Single-Echo Sonden
PosiTector UTG C Single-Echo-Sonden verfügen über einen Wandler mit zwei Elementen und automatischer V-Pfad-Kompensation. Die Dicke wird durch Messung von t1 (unbeschichtet) oder t2 (beschichtet), Division durch zwei und anschließende Multiplikation mit der Schallgeschwindigkeit für dieses Material (Stahl) bestimmt. Siehe Abbildung 1 unten.
Abbildung 1
Bei unbeschichteten Materialien hängt t1 direkt mit der Materialdicke zusammen.
Wenn ein Material beschichtet ist, verlängert sich die Ausbreitungszeit und wird oben in der rechten Animation als t2 angegeben.
Beschichtungen, wie z. B. Farbe, haben eine geringere Schallgeschwindigkeit als Metall. Daher führt die Single-Echo-Methode zu einem Dickenergebnis, das größer ist als die tatsächliche Dicke der Beschichtung und des Metalls zusammen. Das Ergebnis wird einen wesentlich höheren, unbekannten Wert der Lackdicke enthalten. Daher ist es nicht einfach, die Dicke des Lacks zu messen und sie vom Ergebnis der Single-Echo-Messung abzuziehen.
Multi-Echo
PosiTector UTG M- und
UTG P-Ultraschall-Wanddickensonden im Multi-Echo-Modus bestimmen die Dicke durch Messung der Zeit zwischen mindestens drei aufeinanderfolgenden Rückwandechos.
Abbildung 2
In Abbildung 2 oben wird im Mehrfachechomodus nur die Zeit zwischen den Echos gemessen. Unabhängig davon, ob der Stahl beschichtet ist oder nicht, sind alle Zeiten zwischen den Echos gleich lang. Im Mehrfachechomodus bestimmt das Dickenmessgerät die Dicke, indem es t1 + t2 + t3 misst, diese Werte durch sechs teilt und dann mit der Schallgeschwindigkeit für dieses Material multipliziert. Die sich daraus ergebende Dickenberechnung des Geräts ist daher eine genaue Messung nur der Stahldicke, ohne Berücksichtigung der Schichtdicke.
Die Schallgeschwindigkeit wird in Zoll pro Mikrosekunde oder Meter pro Sekunde angegeben. Sie ist für alle Materialien unterschiedlich. So breitet sich beispielsweise Schall durch Stahl schneller aus (~0,233 in/µs) als durch Kunststoff (~0,086 in/µs).