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Innovatives Ultraschall-Prüfverfahren für GFK-Verbundwerkstoffe

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Zustandsbewertung eines Rotorblatts aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff einer Windkraftanlage mittels Ultraschallprüfung

Auf Kundenbedürfnisse reagieren, treibt Innovationen voran. Dies zeigt sich in unserer internationalen Zusammenarbeit mit UTComp und RPC Technologies, um die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) von industriellen Komponenten aus glasfaserverstärktem Kunststoffverbundwerkstoff (GFK) zu revolutionieren.

Das UltraAnalytix NDT System von UTComp kombiniert einen leistungsstarken proprietären Algorithmus mit unserem EPOCH 650 Ultraschallprüfgerät. Das Ergebnis ist ein schnelles und zuverlässiges System, das die Festigkeit und den Zustand von Tanks, Rohren und anderen kritischen Infrastrukturanlagen aus GFK-Verbundwerkstoff bewerten kann. Diese Bewertung erfolgt ohne Werkstoffprüfungen, Betriebsausfälle oder gefährliche Zugänge in Bereiche mit eingeschränktem Platz.

Das UltraAnalytix NDT System gewinnt weltweit durch das Netzwerk von Lizenznehmern von UTComp an Bedeutung. RPC Technologies, ein Unternehmen für technische Lösungen mit Firmensitz in New South Wales, Australien, ist ein Lizenznehmer und langjähriger Kunde von Evident. Das Unternehmen hat das System in Prüfprogramme in ganz Australien und Asien integriert.

In diesem Blogartikel beschreiben wir, wie diese Zusammenarbeit die Prüfherausforderungen für GFK-Verbundwerkstoffe bewältigt.

Was sind GFK-Verbundwerkstoffe?

Leichte, korrosionsbeständige, mechanisch feste und vielseitige GFK-Verbundwerkstoffe werden zur Herstellung verschiedener Infrastrukturanlagen verwendet, wie für Rohre, Kanalsysteme, Prozessbehälter, Lagertanks oder Lüftungsschächte. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt, wie der Erdöl- und Erdgasindustrie, chemischen Verarbeitung, Zellstoff- und Papierindustrie, Bergbauindustrie, Wasser- und Abwasserbehandlung, Lebensmittelverarbeitung und mehr.

Trotz zunehmender Akzeptanz von GFK-Verbundwerkstoffen als Alternative zu Metalllegierungen und anderen Materialien gibt es nach wie vor Hindernisse.

Die größten Herausforderungen sind Sensibilisierung und Wissen. GFK-Verbundwerkstoffe verhalten sich bei mechanischer und chemischer Beanspruchung völlig anders als Legierungen. Probleme treten normalerweise häufiger in Harzen oder Polymeren auf, als im faserverstärkten Kunststoff. Zudem sind die Schäden häufig nicht sichtbar und durch herkömmliche zerstörungsfreie Prüfverfahren nicht erkennbar.

Es gibt mehr als 200 Vorschriften und Normen für die Konstruktion von Tanks, Rohren und anderen Geräten aus GFK-Verbundwerkstoff. Diese Vorschriften bieten jedoch keine Anleitung für die zerstörungsfrei Prüfung von GFK-Materialien.

Aus diesem Grund ist das UltraAnalytix NDT System bahnbrechend. Das patentierte System kombiniert Ultraschalldaten, die vor Ort mit dem EPOCH 650 Prüfgerät erfasst wurden, mit externer visueller Prüfung und Analyse unter Verwendung des proprietären Algorithmus von UTComp.

Ultraschallprüfung eines GFK-Lagertanks

Techniker bei der betriebsbegleitenden Prüfung der Festigkeit und Halterung eines großen Flanschs von einem GFK-Lagertank mit dem EPOCH 650 Ultraschallprüfgerät

Verschiedene Werte, wie die GFK-Dicke, die Konstruktionssteifigkeit in Prozent und die Restlebensdauer werden genau vom UltraAnalytix NDT berechnet. Das System ermöglicht Anlagenbesitzern eine schnelle, zuverlässige und kostengünstige Methode, um die Betriebstauglichkeit von GFK-Komponenten zu bewerten und einzuschätzen, wann die Komponenten versagen.

Die Ergebnisse von UltraAnalytix wurden durch akademische Untersuchungen und durch über 500 Vergleiche mit Werkstoffprüfungen in der Praxis validiert. Mehr als 200 Unternehmen weltweit haben sich mit über 4000 Anlagen für das UltraAnalytix Prüfprogramm angemeldet.

Auswahl des richtigen Werkzeugs für die genaue Prüfung von GFK-Verbundwerkstoffen

Laut Jo Anne Watton, CEO von UTComp, begann UTComp schon vor mehr als 20 Jahren mit der Verwendung des EPOCH Prüfgeräts. Daher war das Team von UTComp bereits bei der Auswahl eines potenziellen Werkzeugs für das System mit der Technologie vertraut.

„Als wir unsere Technologie entwickelten, ermöglichte uns das EPOCH 650 Prüfgerät, Daten so zu erfassen, wie wir sie benötigten“, sagte Jo Anne Watton. „Wir brauchten die Rohdaten vom Backend, um unsere Analyse für eine genaue Prüfung von GFK-Verbundwerkstoffen durchführen zu können.”

Jo Anne Watton fuhr fort: „Wir haben das Prüfgerät auf sehr unkonventionelle Weise verwendet und dank Evident konnten die Herausforderungen bewältigt werden und innovative Wege zur Verwendung von Ultraschall zur Prüfung von GFK-Verbundwerkstoffen erprobt werden. Sie waren kooperativ bei der Lösungsfindung zu Problemen, die bei der Entwicklung unserer Technologie auftraten.”

Eine wachsende Zusammenarbeit schafft Innovation und Möglichkeiten für den ZfP-Bereich

Im Laufe der Jahre hat das Evident Team technischen Support und Softwarelösungen bereitgestellt, um Ultraschallprüffunktionen des Prüfgeräts zu erweitern und die Anforderungen von UTComp und seinen Lizenznehmern zu erfüllen, sagte Jo Anne Watton.

„Die Beziehung zwischen Evident, UTComp und RPC Technologies bestätigt unser Bestreben fortschrittliche industrielle Lösungen zu entwickeln und die Kundenbeziehungen in den Bereichen der Forschung und Prüfung zu stärken“, sagte Steven R. Berube, Vice President of Industrial Sales and Marketing NDT bei Evident.

Steven Berube betont: „Wir haben uns bewusst dafür entschieden, uns auf die Zusammenarbeit mit den Kunden zu konzentrieren, um ihre Herausforderungen zu lösen. Wir glauben, dass ist die beste Art und Weise, um die Entwicklung innovativer Lösungen zu beschleunigen. Mit diesen Lösungen können unsere Kunden ihre Expertise erweitern und neue Möglichkeiten für ihre Bereiche entwickeln.”

Erhalt von Daten zum Materialzustand eines GFK-Lagertank mit einem Ultraschall-Prüfgerät

Techniker bei der Bewertung des Zustands eines GFK-Lagertanks mit thermoplastischer Auskleidung (Doppellaminat) mit dem EPOCH 650 Ultraschallprüfgerät

Heute werden EPOCH 650 Prüfgeräte von allen UltraAnalytix NDT Lizenznehmern weltweit eingesetzt. RPC Technologies verwendet EPOCH Geräte überall in Australien (New South Wales, Victoria und Queensland) und in Indonesien (Batam), so Damean Halstead, UltraAnalytix Project and Inspections Manager bei RPC Technologies.

„Unsere GFK-Prüfarbeit konzentriert sich hauptsächlich auf industrielle Chemikalientanks für Wasseraufbereitungsanlagen, wie Entsalzungsanlagen, Wasserfiltration, Kläranlagen und Bergbaubetriebe. Wir haben UltraAnalytix auch im F&E-Bereich zur Untersuchung der Eignung von Umkehrosmose-Druckbehältern eingesetzt“, sagte Damean Halstead.

„Evident ist immer auf unsere Bedürfnisse eingegangen. Erst kürzlich besuchten Andrew Saliba, Industrial Sales Manager von Evident, und Nick Eleftheriou, Applications Specialist, unser Unternehmen in Newcastle. Sie waren sehr daran interessiert, wofür wir die Ultraschall-Prüfgeräte verwenden“, sagte Damean Halstead. „Mit UltraAnalytix erweitern wir die Grenzen der Einsatzmöglichkeiten dieser Geräte.“

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Broschüre: EPOCH 650 Ultraschallprüfgerät

NDT Applications Manager

Nick Eleftheriou has more than 25 years of continuous experience in project management for numerous ventures worldwide. His qualifications include ASME Plant Inspector, ISO 9712 Level III MT, PT, UT, PAUT Level II, and Technical Assessor. Through his studies, he has also achieved a Trade Certificate IV in Engineering, a diploma in business management, and a science degree in nondestructive testing.

Nick is the national president of the Australian Institute for Nondestructive Testing (AINDT) following five years as a director. He previously served as a volunteer for the South Australian Branch as a councilor through to a past branch president. During his tenure, he has frequently represented AINDT at national and international events, where he has submitted technical presentations and case studies to the industry.

Having joined Evident as the technical sales specialist for South Australia and the Northern Territory, Nick combines his expertise with a genuine passion for industry and technology. He now works as the NDT product manager for Australia and New Zealand.

Nick is also a parent, carer, volunteer, and ongoing life student, and he strives to be a high achiever in all aspects of his personal and professional life.

September 20, 2022
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