Entwicklung der Ultraschallprüfung von schweren Rotorschmiedeteilen in den letzten Jahrzehnten

Alle Arten von schweren Schmiedeteilen, die in der Energieanlagenindustrie zum Einsatz kommen – darunter Rotorwellen ebenso wie Scheiben, Sicherungsringe oder Verbindungsbolzen –, werden vor der Auslieferung an den Kunden umfassenden zerstörungsfreien Prüfungen unterzogen. Da diese Schmiedeteile einfache Formen aufweisen, eignen sie sich sehr gut für vollständige volumetrische Prüfungen mittels Ultraschall. Anfangs wurden diese Prüfungen manuell mit Geradstrahlsonden und analogen Geräten durchgeführt. Höhere Anforderungen an Zuverlässigkeit, Effizienz, Sicherheit und Leistung der Maschinen haben zu höheren Anforderungen an die Ultraschallprüfung geführt, die sich in Form von mehr Scanrichtungen, höheren Empfindlichkeitsanforderungen und verbesserten Dokumentationsmöglichkeiten äußern. Dies sowie der zunehmende Einsatz hochlegierter Werkstoffe für immer größere Bauteile erhöhen den Bedarf an immer ausgefeilteren Methoden zur Prüfung der Schmiedeteile. Winkelscans und Dimensionsmessverfahren wie DGS wurden eingeführt, und seit nunmehr mehr als 15 Jahren gewinnen mechanisierte und automatisierte Prüfungen an Bedeutung, da sie eine bessere Dokumentation sowie eine einfachere Auswertung der aufgezeichneten Daten mithilfe verschiedener Ansichten (B-, C- oder D-Scans), Projektionen oder Tomographieansichten ermöglichen. Die jüngste bedeutende Entwicklung war die Verfügbarkeit von Phased-Array-Prüfköpfen, um die Flexibilität der Prüfsysteme zu erhöhen. Viele Ergebnisse der laufenden Forschung im Bereich der Ultraschallprüfung wurden noch nicht umgesetzt. Die heutige Verfügbarkeit schneller Computer sowie großer und schneller Datenspeicher ermöglicht die Speicherung von HF-Prüfdaten und die Anwendung ausgefeilter Signalverarbeitungsmethoden. So bieten beispielsweise lineare Beugungstomographieverfahren wie SAFT Werkzeuge zur 3D-Rekonstruktion von Prüfdaten, was die Größenbestimmung und Lokalisierung von Fehlern vereinfacht sowie das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert. Während solche Methoden in der medizinischen Ultraschalltechnik bereits zum Einsatz kommen, müssen sie in der Stahlindustrie erst noch implementiert werden. Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung der Ultraschallprüfung von schweren Schmiedeteilen von den Anfängen bis heute am Beispiel der Saarschmiede GmbH, erläutert die Schwierigkeiten bei der Umsetzung von Veränderungen und gibt einen Ausblick auf den aktuellen Stand der Entwicklung.