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Messung der Metalldicke durch Beschichtung hindurch


Überprüfung eines Flugzeuges mit einem MG2 Dickenmesser

Anwendungsbereich: Genaue Messung der Restwanddicke von Metallrohren, Tanks, Trägern, Schiffskörpern und anderen Strukturen durch Lack oder ähnliche Beschichtungen hindurch.

Hintergrund: Bei vielen Wartungsarbeiten in der Industrie und Petrochemie muss die Restdicke korrosionsanfälliger Metalle durch mindestens eine Lackschicht oder ähnliche nichtmetallische Beschichtung hindurch gemessen werden. Bei herkömmlichen Ultraschalldickenmessern führen Lack oder ähnliche Beschichtungen zu Messfehlern. Meist erhöht sich die scheinbare Dicke des Metalls um mehr als das Doppelte der Lackschichtdicke, da die Schallgeschwindigkeit in der Beschichtung viel kleiner ist. Es gibt zwei Lösungen für das Problem: die Echo-Echo-Messung und die TRHU-COAT-Messung.

Geräte: Die Echo-Echo- und die THRU-COAT-Messung sind mit zwei Korrosionsmessgeräten von Olympus möglich: den Modellen 38DL PLUS und 45MG. Die Echo-Echo-Messung wird in der Regel mit einem der folgenden Sender-Empfänger-Messköpfen durchgeführt: D790, D791, D797 oder D798. Für die THRU-COAT-Messung ist einer der beiden speziellen Sender-Empfänger-Messköpfe erforderlich, entweder D7906-SM oder D7908.

Sender-Empfänger-Messköpfe sind aufgrund der hervorragenden Ergebnisse bei rauen Oberflächen und Lochfraß schon lange der Industriestandard für Korrosionsprüfanwendungen. Deshalb werden sie in der Regel für alle allgemeinen Korrosionsmessanwendungen empfohlen. Einzelschwingermessköpfe mit Vorlaufstrecke werden für bestimmte Anwendungen empfohlen, wenn die Lackschicht glatt und eine höhere Messgenauigkeit erforderlich ist.

Funktionsweise: Die Schallgeschwindigkeit von Longitudinalwellen in Stahl beträgt circa 5.900 m/s, die Schallgeschwindigkeit in Lack oder ähnlichen Beschichtungen ist in der Regel kleiner als 2.500 m/s. Ein herkömmliches Ultraschallmessgerät, das die Gesamtdicke des beschichteten Metalls misst, misst fälschlicherweise die Lackschicht mit der Schallgeschwindigkeit von Stahl, sodass die Lackschicht mindestens 2,35 Mal (das ist das Verhältnis der beiden Schallgeschwindigkeiten) dicker erscheint, als sie tatsächlich ist. Bei dicken Beschichtungen und engen Toleranzen kann der durch die Lackschicht eingeführte Fehler signifikant für die gesamte Messung sein. Das Problem lässt sich lösen, wenn die Beschichtung beim Messen oder Berechnen der Dicke ausgeklammert wird.

Bei der Echo-Echo-Dickenmessung wird auf die bewährte Technik der Messung des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rückwandechos der Schallwelle durch das Testmaterial zurückgegriffen. Bei lackiertem Metall treten diese mehrfachen Rückwandechos nur im Metall und nicht in der Beschichtung auf, sodass das Intervall zwischen zwei Rückwandechos (Rückwandecho 1 und 2 oder Rückwandecho 2 und 3 usw.) nur die Metalldicke repräsentiert und die Beschichtungsdicke außer Acht lässt.

Bei der THRU-COAT-Messung wird eine patentierte Software eingesetzt, um das Zeitintervall von einem Echo in der Beschichtung zu bestimmen. Mit diesem Zeitintervall wird die Beschichtungsdicke berechnet und angezeigt. Wenn dieses Intervall vom Gesamtmesswert abgezogen wird, kann das Messgerät auch die Dicke des Metalluntergrunds berechnen und anzeigen.

Jedes dieser Verfahren besitzt Vor- und Nachteile, die bei der Auswahl für eine konkrete Anwendung berücksichtigt werden müssen:

Vorteile des Echo-Echo-Verfahrens:
• Funktioniert mit verschiedenen allgemeinen Messköpfen
• Funktioniert auch bei rauen Beschichtungen
• Kann mit einem geeigneten Messkopf bei hohen Temperaturen bis 500 °C durchgeführt werden

Nachteile des Echo-Echo-Verfahrens:
• Erfordert mehrere Rückwandechos, die bei schwer korrodierten Metallen möglicherweise fehlen
• Kleinerer Dickenbereich als beim THRU-COAT-Verfahren

Vorteile des THRU-COAT-Verfahrens:
• Für verschiedenste Metalldicken geeignet, in der Regel von 1 mm bis mehr als 50 mm bei Stahl
• Nur ein Rückwandecho erforderlich
• Kann die Mindestrestdicke des Metalls bei Lochfraß genauer messen

Nachteile des THRU-COAT-Verfahrens:
• Beschichtung muss nichtmetallisch und mindestens 0,125 mm dick sein
• Beschichtungsoberfläche muss relativ glatt sein
• Einer von zwei speziellen Messköpfen erforderlich
• Maximale Oberflächentemperatur von 50 °C

Verfahren: Das Verfahren zur Aktivierung und Durchführung von Echo-Echo- und THRU-COAT-Messungen mit den Messgeräten 38DL und 45MG und den entsprechenden Messköpfen sind detailliert in im jeweiligen Handbuch des Messgeräts beschrieben. Im Handbuch jedes Messgeräts finden Sie neben diesen Informationen auch Details zur empfohlenen Vorgehensweise, um die Schallgeschwindigkeit zu justieren oder die Verstärkung und Echounterdrückung ggf. zu optimieren.

Messbereichfür das THRU-COAT-Verfahren: Die THRU-COAT-Funktion mit dem Messkopf D7906-SM oder D7908 kann nur nichtmetallische Beschichtungen sowie Lack- oder Epoxidbeschichtungen messen, die mindestens 0,125 mm dick sind. Wird beim Messen von beschichtetem Stahl kein Wert für die Beschichtung angezeigt, ist die Beschichtungsdicke kleiner als die Mindestdicke der THRU-COAT-Funktion, sodass dieses Verfahren nicht angewendet werden kann. In vielen Fällen wird jedoch die Beschichtungsdicke immer noch vom Messwert abgezogen und die Dicke des Stahls angezeigt. Sie können auch versuchen, eine Messung mit der Echo-Echo-Funktion durchzuführen, ggf. ist jedoch eine Entfernung der Beschichtung erforderlich.

Die messbare Metalldicke im THRU-COAT-Modus liegt in der Regel zwischen 1 mm bis mehr als 50 mm je nach den Schalleigenschaften des Metalls und der Beschaffenheit der inneren Oberfläche.

Messbereichdes Echo-Echo-Verfahrens: Im Echo-Echo-Modus hängt der Dickenbereich von der Auswahl des Messkopfes und des verwendeten Messgeräts sowie von den Schalleigenschaften des untersuchten Metalls und von der Oberflächenbeschaffenheit ab. Laut Definition müssen für die Echo-Echo-Messung mindestens zwei Rückwandechos vorhanden sein. Damit kann das Verfahren nicht eingesetzt werden, wenn stark korrodierte, sehr raue, stark streuende oder stark schalldämpfende Materialien ein zweites Rückwandecho nicht ermöglichen. In diesen Fällen sollte, sofern möglich, die THRU-COAT-Messung verwendet werden.

Bei Verwendung der Messgeräte 38DL und 45MG können in der Regel folgende Dicken mit dem Echo-Echo-Verfahren gemessen werden:

MesskopfMesskopfDickenmessbereich*
D798 D798 1,5 mm bis 7,50 mm
D790/D791 D790/D791 2,0 mm bis 50 mm
D797 D797 12,5 mm bis 125 mm
M201 M201 1,25 mm bis 12,5 mm
Die Dickenmessbereiche sind vom Material, von der Oberflächenbeschaffenheit und von der Temperatur abhängig.

Olympus IMS
ProductsUsedApplications

Das 45MG ist ein Ultraschalldickenmesser mit Standardmessfunktionen und optionalen Softwarefunktionen. Dieses einzigartige Gerät ist mit der gesamten Palette von Olympus Einzelschwinger- und Sender-Empfängermessköpfen kompatibel, was dieses innovative Gerät zu einer Universallösung für nahezu jeden Anwendungsbereich in der Dickenmessung macht.
Das 38DL PLUS ist ein hochentwickelter Ultraschalldickenmesser. Es misst mit Sender-Empfängerschallkopf Korrosionen im Inneren von z. B. Rohren und besitzt eine THRU-COAT und Echo-Echo-Funktion. Es misst mit Einschwingermessköpfen dünne, sehr dicke oder mehrschichtige Werkstoffe sehr genau.
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