Ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, das hochfrequente Schallwellen in ein Bauteil einbringt, um innere Unstetigkeiten zu erkennen, Wanddicken zu messen oder Klebeverbindungen zu beurteilen, indem Echos, Dämpfung und Laufzeit der zurückkehrenden Signale analysiert werden.

Prinzip

Trifft ein Ultraschallimpuls auf eine Grenzfläche mit akustischer Impedanzdifferenz (Riss, Delamination, Einschlüsse), wird ein Teil der Energie reflektiert, der Rest übertragen; Messung von Reflexionsamplitude, Laufzeit und Signalform ermöglicht Ortung und Größenbestimmung von Fehlern.

Demonstration

Eine Phased-Array-Ultraschallprüfung erzeugt Karten von Delaminationen in einer Verbundflügelholme durch Lenken und Fokussieren der Strahlen und liefert sektorielle B-Scans; A-Scan-Daten (Amplitude, Laufzeit) werden zur Quantifizierung der Delaminationsfläche und der verbleibenden Steg­dicke für Reparaturentscheidungen verwendet.

Fehlanwendung

Konventionelle Kontakt-UT-Sonden ohne Anpassung von Frequenz oder Koppelmittel an stark dämpfende oder grobkörnige Werkstoffe anzuwenden oder Rückstreuung und modekonvertierte Signale in Verbundwerkstoffen mit echten ebenen Fehlern zu verwechseln.

Konsequenz

Korrekte Ultraschallprüfung liefert präzise Lage- und Größenangaben für Untergrundfehler, ermöglicht gezielte Reparaturen, Annahme/Ablehnung und Restlebensdauerbewertungen und reduziert unnötige Bauteilentfernungen.

Umkehrung

Die Radiographie verwendet ionisierende Strahlung, um ein Projektionsbild innerer Merkmale zu erzeugen; Radiographie kann andere Fehlerarten (z. B. volumetrische Porosität) nachweisen und hat andere Empfindlichkeiten und Zugangsanforderungen als Ultraschallverfahren.

Abgrenzung

Wirksam bei vielen Metallen, Schweißnähten und zahlreichen Verbundwerkstoffen, aber begrenzt bei stark dämpfenden Materialien, rauen oder schwer zugänglichen Oberflächen, komplexen Geometrien und bestimmten Wabenkernen; erfordert passende Kalibriernormale und oft ein Koppelmedium für Kontaktmethoden.

Semantische Spannung

Wird oft mit passiver akustischer Emission oder Schallprüfungen verwechselt; Ultraschallprüfung ist ein aktives Pulse-Echo- oder Durchschallungsverfahren, während akustische Emission passive Signale während Belastung aufzeichnet.

Synthese

Die Ultraschallprüfung ist ein aktives ZfP-Verfahren, das Materialien mit gesteuerten Schallimpulsen befragt und zurückkehrende Wellenformen interpretiert, um Untergrundfehler zu erkennen und zu vermessen und dabei Auflösung, Eindringtiefe und Zugänglichkeit abzuwägen.