Ultraschall-Computertomographie: Neue Maßstäbe bei der Ultraschallprüfung von Schmiedeteilen

Schmiedeteile gehören insbesondere in Maschinen zur Stromerzeugung in der Regel zu den kritischsten Bauteilen und erfordern daher eine intensive volumetrische Prüfung, um eine ausreichende Lebensdauer zu gewährleisten. Dies geschieht üblicherweise durch manuelle oder automatisierte Ultraschallprüfungen. Wir berichten über eine bahnbrechende Neuerung in der Ultraschallprüfung: Die Ultraschall-Computertomographie nutzt Analytik (d. h. einen mathematischen Algorithmus) zur Rekonstruktion des Volumens (tatsächlich wird ein linearisierter diffraktiver tomographischer Ansatz zur Lösung des inversen Problems verwendet). Dies ermöglicht nicht nur die räumlich und visuell korrekte Darstellung von Anzeigen im 3D-Volumen, sondern verbessert auch das Signal-Rausch-Verhältnis erheblich, wodurch die Empfindlichkeit um bis zu eine Größenordnung gesteigert werden kann. Die Methode basiert auf der Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT). Bei der verwendeten Software handelt es sich um eine brandneue Implementierung von SAFT mit einem starken Fokus auf eine groß angelegte industrielle Anwendung: die vollständige 2D- sowie 3D-Rekonstruktion von Ultraschallprüfungen an schweren Rotorschmiedeteilen. Dieser Beitrag erläutert das Funktionsprinzip der Methode sowie die ersten Ergebnisse und Rechenzeiten. Die Ultraschall-Computertomographie wurde zudem mit dem Werner-von-Siemens-Preis als eines der 15 innovativsten Programme ausgezeichnet.