Ultraschall-Wanddickenmessung
Die Ultraschall-Wanddickenmessung ist ein zerstörungsfreies Messverfahren zur Bestimmung der Materialdicke von Bauteilen – auch bei einseitigem Zugang. Sie ist das Standardverfahren zur Korrosionsüberwachung in Industrie, Anlagenbau und Schiffbau.
Messprinzip: Impuls-Echo-Verfahren
Bei der Impuls-Echo-Dickenmessung sendet ein Ultraschallwandler einen kurzen Schallimpuls senkrecht in das Material. Der Schall breitet sich mit materialspezifischer Schallgeschwindigkeit aus, wird an der gegenüberliegenden Grenzfläche (Rückwand) reflektiert und kehrt zum Wandler zurück. Die gemessene Laufzeit t zwischen Sende- und Empfangsimpuls ergibt zusammen mit der bekannten Schallgeschwindigkeit v die Wanddicke d:
d = (v × t) / 2
Die Division durch 2 berücksichtigt den Hin- und Rückweg des Schalls. Für Stahl beträgt die Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit ca. 5920 m/s, für Aluminium ca. 6320 m/s.
Prüftechnik und Geräte
Handgeräte zur Ultraschall-Dickenmessung sind kompakt, robust und weit verbreitet. Wichtige Geräteeigenschaften:
- Messbereich: typisch 0,8 mm bis 300 mm (materialabhängig)
- Auflösung: 0,01 mm bis 0,1 mm
- Kalibrierung: Über Schallgeschwindigkeitseingabe oder Kalibrierblock
- Prüfköpfe: Einzel- oder Dualprüfköpfe (SE-Dual), letztere für raue Oberflächen und Messungen unter Beschichtung
- Datenlogging: Speicherung von Messpunkten und Erstellung von Dickenverteilungen
Korrosionsüberwachung
Der Haupteinsatzbereich der Ultraschall-Dickenmessung ist die Korrosionsüberwachung von:
- Rohrleitungen in Prozessanlagen (Öl, Gas, Chemie)
- Druckbehältern und Tanks
- Schiffsrümpfen und Offshore-Strukturen
- Kesselrohren und Wärmetauschern
- Fahrzeugrahmen und Unterböden
Durch wiederholte Messungen an definierten Messpunkten (CML – Corrosion Monitoring Locations) werden Korrosionsraten berechnet und Restlaufzeiten bis zur Mindestdicke prognostiziert. Dies ist Grundlage für risikobasierte Inspektion (RBI) nach API 580/581.
Besondere Messsituationen
Messung unter Beschichtung: Dualprüfköpfe können bei Beschichtungsdicken bis ca. 6 mm die Metalldicke direkt messen, ohne die Beschichtung zu entfernen. Hochtemperaturmessung: Spezielle Hochtemperaturprüfköpfe ermöglichen Messungen bis 550 °C an heißen Leitungen. Grob-körnige Werkstoffe: Niedrigere Frequenzen (0,5–2 MHz) für austenitische Stähle und Guss.
Normative Anforderungen
Dickenmessungen werden nach EN ISO 16809, ASTM E797 und ASME PCC-2 durchgeführt. Für Druckgeräte gelten zusätzlich die Anforderungen der BetrSichV und AD 2000.