Di.3.C - Zustandsüberwachung / 11.05.2010M. Goldammer, D. Hentschel |
Di.3.C.1
13:00
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Sensoren zur Zustandsüberwachung von intralogistischen Anlagen
R. Zielke, TU Dortmund
H.-G. Rademacher, RIF, Dortmund
N. Sievers, W. Tillmann, TU Dortmund
Kurzfassung:
Eine effektive Instandhaltungsstrategie stellt die zustandsbezogene Instandhaltung dar. Diese leite...
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Kurzfassung: minimieren
Eine effektive Instandhaltungsstrategie stellt die zustandsbezogene Instandhaltung dar. Diese leitet Instandhaltungsmaßnahmen nicht nach festgelegten Inspektionsintervallen sondern in Abhängigkeit der Belastung ein. Grundlage hierzu ist die Kenntnis über den aktuellen Zustand der Anlage. Dieser wird mit entsprechender Sensorik ermittelt. Dabei kann, wie bei der Überwachung von Elektromotoren, auf Standardsensoren zurückgegriffen werden. Bei anderen Komponenten, die relevant für den Betrieb der Anlage sind, müssen jedoch neue Sensoren ausgewählt und ertüchtig werden. Hierfür ist ein Bauteilprüfstand notwendig, der die im realen Betrieb ermittelten Belastungen in der Weise auf das Bauteil überträgt, so dass ein zeitgerafftes Nachfahren ermöglicht wird. Hierdurch erfährt das Bauteil in wesentlich kürzerer Zeit die gleiche Schädigung, wie im realen Betrieb nach einigen Jahren.
Im Beitrag wird am Beispiel von Komponenten aus intralogistischen Anlagen diese Vorgehensweise demonstriert. So wird ausgehend von Nutzungs- und Belastungsprofilen ein Belastungsprogramm erstellt, welches ein zeitgerafftes Nachfahren ermöglicht. Parallel zu den Belastungsversuchen werden verschiedene Sensoren eingesetzt, um den Belastungszustand der Bauteilkomponenten aufzunehmen. Dabei werden auf Systeme zurückgegriffen, welche sich bereits zur zerstörungsfreien Prüfung bewährt haben. Anhand der Ergebnisse erfolgt dann eine Korrelation der Sensorsignale mit dem Bauteilzustand und eine Auswahl geeigneter Sensorik zur angestrebten Zustandsüberwachung.
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Di.3.C.2
13:20
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Ermittlung der Dispersion von Lamb-Wellen zur Zustandsüberwachung in anisotropen Bauteilen
J. Pohl, Hochschule Anhalt, Köthen
W. Hillger, A. Szewieczek, Hillger NDT, Braunschweig
G. Mook, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Kurzfassung:
Lamb-Wellen breiten sich in plattenähnlichen Strukturen großflächig aus und interagieren dabei mit ...
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Lamb-Wellen breiten sich in plattenähnlichen Strukturen großflächig aus und interagieren dabei mit Fehlstellen und Steifigkeitssprüngen. Dies eröffnet gute Chancen für die Strukturüberwachung im Sinne des Structural Health Monitoring (SHM).
Durch ein Netzwerk aus piezoelektrischen Sensoren lassen sich so komplexe Bauteile im Einsatzzustand auf eventuelle Fehlstellen hin untersuchen. Besonders für Leichtbaustrukturen aus Faserverbundwerkstoffen ist dies attraktiv. Die Kenntnis des richtungsabhängigen Dispersionsverhaltens der Lamb-Wellen im zu untersuchenden Bauteil ist notwendige Voraussetzung für die Auslegung des SHM-Systems und die Auswertung der Ergebnisse.
Es werden die am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik (IWF) der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg sowie dem Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik (FA) des DLR Braunschweig im Rahmen eines DFG-Projektes entwickelten Varianten zur richtungsabhängigen Analyse der Ausbreitung von Lamb-Wellen vorgestellt.
Dabei dienen an die Struktur applizierte piezoelektrische Wandler als Quelle für Lamb-Wellen in CFK-Strukturen. Für die Analyse der Wellenausbreitung kommen verschiedene Signalanregungen sowie Datenerfassungen und –auswertungen zur Anwendung. Die Ausbreitung des Wellenfeldes wird mittels Laservibrometrie (IWF) bzw. Luft-Ultraschall (FA) abgetastet und ausgewertet. Die Anregung erfolgt mit zeitbegrenzten oder quasi-kontinuierlichen Signalen. Die gewonnenen Messwerte enthalten die komplette Welleninformation für jeden Punkt des Objektes. Aus den so gewonnenen Daten werden über entsprechende Auswertungen die gewünschten Informationen über das Wellenverhalten ermittelt. Für mittels Luft-Ultraschall gewonnene Zeitdaten können beliebig orientierte B-Bilder ausgelesen werden, bei denen anhand der Steigung phasengleicher Amplituden der einzelnen Moden sich Phasengeschwindigkeiten für jeden Mode bestimmen lassen. Mittels einer spaltenweise angewendeten Hilberttransformation wird die Auswertung der Gruppengeschwindigkeit sowie der Modendämpfung ermöglicht. Durch Auswertung von Messwerten im Ortsbereich können Phasengeschwindigkeiten in einem breiten Frequenzbereich ausgewertet und zu einem Dispersionsdiagramm verarbeitet werden. Die Existenzbereiche einzelner Moden und Anisotropieeffekte werden somit erfasst. Die Auswertungen können generell für alle Wellenausbreitungsrichtungen durchgeführt werden und gestatten durch die Darstellung in Polardiagrammen die Analyse der Richtungsabhängigkeit.
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Di.3.C.3
13:40
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Qualifizierung der Guided Wave Prüfmethode
T.K. Vogt, Guided Ultrasonics, Brentford, Großbritannien
Kurzfassung:
Die Prüfung von Rohrleitungen mit geführten Ultraschallwellen, oder Guided Waves (GW), als Suchmeth...
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Die Prüfung von Rohrleitungen mit geführten Ultraschallwellen, oder Guided Waves (GW), als Suchmethode zählt zu den neueren Prüfmethoden. Obgleich inzwischen weltweit in der chemischen und petro-chemischen Industrie erfolgreich angewandt, ist das Wissen in der Industrie über die grundlegenden Fähigkeiten und Grenzen der Prüfmethode sehr beschränkt. Eine Qualifizierung der GW Prüfmethode liegt daher auf der Hand.
Jeder Anwendungsbereich, z.B. die Prüfung von Straßendurchführungen oder die Auffindung spezieller Fehlertypen, bedarf allerdings eigener Prüfparameter, Prüftechniken und Anweisungen. Aus diesem Grund ist eine generelle, alle Anwendungen umfassende Qualifizierung der GW Prüfmethode nicht sinnvoll. Vielmehr sollte eine erste, einleitende Qualifizierung mit einer sehr einfachen Anwendung beginnen, so dass Qualifikationen für spezielle Anwendungen auf dieser aufbauen können.
Die Qualifizierung der GW Prüfmethode basierend auf dieser Vorgehensweise wird in diesem Beitrag präsentiert.
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