Die Entwicklung und Vergleichbarkeit von Verfahren und Ergebnissen der Schallemissionsprüfung (AT) setzt eine umfassende Charakterisierung der Schallemissionssensoren (AE-Sensoren) und anderer Glieder der Messkette seitens der Gerätehersteller voraus. Das würde durch eine, auf internationale Normale rückführbare Kalibrierung des Übertragungsverhaltens der AE-Sensoren gewährleistet werden. Diese Art der Kalibrierung ist derzeit jedoch noch im F&E-Stadium.
Gegenstand der Richtlinie SE 02 ist die Beschreibung von Methoden zur Verifizierung des Übertragungsverhaltens piezoelektrischer AE-Sensoren unter Verwendung geeigneter Übertragungsmedien (Testkörper) und Referenzquellen, die auch im Labor eines Anwenders mit möglichst wenig technischem Aufwand realisierbar sind. Die Richtlinie hat nicht das Ziel der Kalibrierung.
Für die Verifizierung des Übertragungsverhaltens von AE-Sensortypen auf die Wellenanregung durch einzelne transiente (Burst-)Ereignisse sowie das Qualitätsmanagement der Sensoren werden Verfahren angegeben, die neben der Eingangskontrolle eine fortlaufende Überprüfung jedes einzelnen AE-Sensorexemplars benutzungsabhängig sowie in regelmäßigen Abständen gestatten. Sie soll die Vergleichbarkeit von Messergebnissen gewährleisten, Variationen zwischen nominell identischen Sensoren des gleichen Typs oder konstruktive Änderungen an den verwendeten AE-Sensortypen erkennen lassen und eventuelle, einsatzbedingte Veränderungen der Sensorempfindlichkeit nachweisen.
Die Richtlinie bezieht sich auf direkt angekoppelte AE-Sensoren. Sie beschreibt deshalb auch bevorzugte Arten der Sensorankopplung mittels geeigneter Koppelmittel und Haltevorrichtungen.

Bei der in diesem Merkblatt beschriebenen Strukturprüfung mit geführten Wellen handelt es sich um ein aktives Ultraschallverfahren. Dazu werden in das Überwachungsobjekt durch einen als Aktuator fungierenden Wandler Ultraschallwellen eingebracht. Diese Wellen durchlaufen den Prüfling, interagieren je nach Wellenlänge und Wellenmode unterschiedlich stark mit der Fehlstelle und werden von als Aufnehmer genutzten Wandlern erfasst. Die aufgenommenen Signale, die die Strukturzustände charakterisieren, werden anschließend miteinander verglichen und Signaländerungen über Schadensindikatoren dargestellt. Dieses Verfahren wird auch als Signaturanalyse oder Lambwellenanalyse bezeichnet und ist im englischsprachigen Raum als Acousto-Ultrasonics bekannt.

Der durch zerstörungsfreie Prüfverfahren geleistete Beitrag zur Qualitätssicherung befindet sich im Spannungsfeld zwischen zusätzlichen Kosten bei Herstellung und Betrieb und der erzielbaren Zuverlässigkeit in der Qualitätsaussage. Die Prüfverfahren müssen daher ange-sichts eines in den letzten Jahren steigenden Kosten- und Zeitdrucks im Sinne der Wettbewerbsfähigkeit nicht nur schneller und preisgünstiger, sondern gleichzeitig auch noch zuverlässiger werden. Dieser Hintergrund bringt es mit sich, dass auch bestehende ZfP-Normen und -Regelwerke in der Folge dieses Trends einer Anpassung und exakteren Beschreibung der Prüftechnik bedürfen. Auch für große Schmiedestücke, die beispielsweise für Turbinen- und Generatorrotoren im Energiemaschinenbau eingesetzt werden, sind in den vergangenen Jahren die Qualitätsanforderungen stetig angestiegen. Hierdurch ist ein beständig wachsender Anteil an großvolumigen Schmiedestücken zu verzeichnen, die mittels Ultraschall auto-matisiert zu prüfen sind.

Bei der automatisierten Ultraschallprüfung derart großer Komponenten kommt dem Prüfraster - zusammengesetzt aus dem Schussabstand und dem Spurversatz - gleich doppelte Bedeutung zu. Ein zu grobmaschig definiertes Prüfraster setzt die Auffindwahrscheinlichkeit herab, während zu dicht angelegte Prüfpunkte die ohnehin sehr hohe Prüfzeit großvolumiger Komponenten erhöhen. Die oft sehr geringe Schallschwächung verursacht Phantomechos mit signifikant hohen Amplituden. Deshalb sind sehr niedrige Impulsfolgefrequenzen erforderlich, die die Prüfzeit zusätzlich verlängern. Die Optimierung des Prüfrasters minimiert die Prüfzeit und damit auch die Prüfkosten.

In den zurzeit gültigen Regelwerken findet man jedoch verschiedene Anweisungen zur Festlegung eines Prüfrasters, die teilweise auf zu stark vereinfachten Betrachtungen beruhen, nicht eindeutig oder sogar für die automatisierte Prüfung gänzlich ungeeignet sind. Dadurch können Prüflücken entstehen, also Bereiche, die nicht mit der geforderten Empfindlichkeit geprüft werden. Bei einer exakteren Betrachtung muss z.B. die geometrische Charakteristik von Schallfeldern - insbesondere der sich ändernde Schallbündeldurchmesser in Einschallrichtung - einbezogen werden. Ferner stellen Schallbündel keine physikalisch scharf abgegrenzten Gebiete dar, sondern besitzen einen in lateraler Richtung kontinuierlichen Schalldruckabfall.

Die vorliegende Richtlinie beschreibt eine mathematisch unterlegte Vorgehensweise zur Festlegung eines optimalen Prüfrasters zur vollständigen (100 %) Volumenprüfung großer Schmiedestücke unter Berücksichtigung der Schallbündelgeometrie der jeweils eingesetzten Prüfköpfe. Die Richtlinie berücksichtigt neben der Einschallung über ebene Flächen (z.B. die Stirnflächen) auch die Senkrecht- und Winkeleinschallung für konvex und konkav gekrümmte Oberflächen (z.B. Mantelfläche und Bohrung). Dem Anwender wird hierdurch ein Leitfaden zur Verfügung gestellt, der ihn dabei unterstützt, die Prüfzeit zu optimieren, die Prüfabde-ckung sicherzustellen und damit die Prüfzuverlässigkeit zu verbessern.