Phased-Array-Ultraschallprüfung (PAUT)
Die Phased-Array-Ultraschallprüfung (PAUT) ist ein fortschrittliches zerstörungsfreies Prüfverfahren, das auf dem Prinzip der gesteuerten Schallbündelung basiert. Im Gegensatz zur konventionellen Ultraschallprüfung mit einem einzelnen Schwinger nutzt PAUT einen Prüfkopf mit vielen kleinen Einzelelementen (typisch 16 bis 128 Elemente), die elektronisch angesteuert werden.
Funktionsprinzip
Durch zeitlich verzögerte Ansteuerung der einzelnen Piezoelemente (sogenannte Fokusgesetze oder Focal Laws) lässt sich der Schallstrahl elektronisch schwenken, fokussieren und in seiner Tiefenlage verändern. Dies geschieht ohne mechanische Bewegung des Prüfkopfs. Die Schallwellen der Einzelelemente überlagern sich konstruktiv in der gewünschten Richtung und destruktiv in anderen Richtungen – ein Prinzip aus der Wellenphysik, das als Superposition bezeichnet wird.
Vorteile gegenüber konventionellem Ultraschall
- Elektronisches Schwenken ersetzt mechanisches Bewegen des Prüfkopfs
- Deutlich schnellere Prüfabdeckung großer Flächen
- Echtzeitdarstellung als S-Scan (Sectorial Scan) oder B-Scan
- Bessere Fehlernachweiswahrscheinlichkeit (POD) durch optimale Fokussierung
- Speicherung vollständiger Prüfdaten für Dokumentation und Nachauswertung
- Reduzierung der Prüfzeit bei Schweißnahtprüfungen um bis zu 70 %
Bilddarstellungen
Der S-Scan (Sectorial Scan) zeigt den Schallstrahl in einem fächerförmigen Winkelbereich (z. B. 40° bis 70°). Alle Winkel werden gleichzeitig dargestellt, sodass ein vollständiges Querschnittsbild des Prüfbereichs entsteht. Der B-Scan zeigt eine Seitenansicht entlang der Prüfrichtung und ermöglicht die Tiefenlokalisation von Ungänzen.
Anwendungsgebiete
- Schweißnahtprüfung: Vollständige Erfassung der Schweißnahtgeometrie ohne Winkelwechsel, normkonform nach EN ISO 13588
- Korrosionsprüfung: Wanddickenprofile und Kartierung von Korrosionsabträgen
- Schmiedestücke und Gussteile: Volumetrische Prüfung auf innere Ungänzen
- Verbindungsnahtprüfung in der Luft- und Raumfahrt
- Rohrleitungsprüfung: Kombination mit mechanisierten Scannern
Normen und Regelwerke
PAUT-Prüfungen werden nach EN ISO 13588 (Schweißnahtprüfung), ASME Section V Article 4 (USA) sowie branchenspezifischen Vorgaben wie DNV-GL, API und ASME B31.3 durchgeführt. Die Kalibrierung erfolgt an Referenzreflektoren nach den jeweiligen Normen.