Duplex PAUT+TOFD – Kombination für höchste Nachweissicherheit
Die Kombination von Phased-Array-Ultraschallprüfung (PAUT) und Time of Flight Diffraction (TOFD) – bekannt als Duplex-Verfahren oder PAUT+TOFD – gilt als das leistungsfähigste Verfahren zur volumetrischen Schweißnahtprüfung. Beide Methoden ergänzen sich in ihren Stärken und kompensieren gegenseitig ihre Schwächen.
Warum die Kombination?
Weder PAUT noch TOFD allein erreichen in allen Situationen eine optimale Nachweissicherheit:
- TOFD-Schwäche: Totzone unterhalb der Lateralwelle (0–3 mm unter der Oberfläche) – Ungänzen in diesem Bereich werden nicht oder schlecht nachgewiesen
- PAUT-Schwäche: Bei flächigen Ungänzen schräg zur Schallachse können Echos schwach ausfallen; genaue Tiefenausdehnung schwieriger zu bestimmen
- TOFD-Stärke: Präzise Tiefenbestimmung (±0,5 mm), orientierungsunabhängiger Nachweis
- PAUT-Stärke: Hervorragende Amplitudendarstellung, guter Nachweis in Oberflächennähe, S-Scan-Bildgebung
Systemaufbau beim Duplex-Verfahren
In einem Duplex-PAUT+TOFD-System sind die Prüfköpfe in einem gemeinsamen Prüfkopfträger montiert, der mit einem mechanisierten Scanner entlang der Schweißnaht geführt wird:
- Zentral: TOFD-Senderkopf und TOFD-Empfängerkopf beidseits der Naht
- Seitlich: PAUT-Köpfe für die Winkelprüfung (typisch 40°–70° SW)
- Optional: Zusätzliche Längsriss-PAUT für parallel zur Nahtachse verlaufende Ungänzen
Alle Prüfköpfe werden synchron in einem Prüfdurchgang gefahren. Die Daten werden gleichzeitig und positionsgekoppelt aufgezeichnet.
Datenintegration und Auswertung
Moderne Auswertesoftware (z. B. CAPTURE, TomoView, UltraVision) zeigt PAUT-Daten und TOFD-Daten in einem gemeinsamen positionsgekoppelten Layout. Der Auswerter sieht:
- TOFD-D-Scan für präzise Tiefenbestimmung und Ausdehnung
- PAUT-S-Scans für Amplitudenbewertung und laterale Position
- Gemeinsame B-Scan-Ansicht für Gesamtübersicht
Die Kombination ermöglicht die vollständige Klassifizierung einer Ungänze: Typ, Position (lateral und Tiefe), Ausdehnung (Höhe und Länge) und Amplitudenbewertung – alles aus einem Scan.
Einsatzgebiete und Normen
Duplex PAUT+TOFD wird angewendet bei Druckbehälter-Schweißnähten, Rohrleitungsnähten in Kraftwerken und Raffinieren sowie bei der IGSCC-Prüfung (Intergranulare Spannungsrisskorrosion) in Kernkraftwerken. Normative Grundlagen: EN ISO 13588 + EN ISO 10863 kombiniert, RCC-M (Frankreich), KTA 3201 (Deutschland).
Qualifikation und POD
Die Nachweiswahrscheinlichkeit (POD) von PAUT+TOFD übersteigt für planare Ungänzen ≥2 mm Höhe den Wert von 95 % gemäß qualifizierten Verfahren nach EN ISO 17640 Bewertungsgruppe 1.