Was ist ein Winkelstrahl?
Ein Winkelstrahl ist ein Strahl konzentrierter, gerichteter Schallwellen, mit dem Schweißnähte und industrielle Metallbauteile auf Fehler oder kleine Risse senkrecht zur Oberfläche des Prüflings geprüft werden. Winzige Risse in Schweißnähten oder in Metall können mit bloßem Auge nicht sichtbar sein, ein Winkelträger kann jedoch solche Fehler erkennen. Winkelträger sind wichtige Werkzeuge für die Prüfung vieler wichtiger industrieller Komponenten, einschließlich Maschinen, Rohren, Schweißnähten aller Art sowie bearbeiteter oder geschmiedeter Metallkomponenten.
Die Prüfeinrichtung für die Verwendung von Winkelstrahlen besteht aus einem zweiteiligen Handgerät, einem Keil und einem Wandler. Der Keil soll den Wandler in einem Winkel zur Oberfläche des Prüflings halten. Der Wandler ist ein angetriebenes Gerät, das die Schallwellen erzeugt und in das Stück projiziert. Die meisten Winkelträgeranordnungen sind so konstruiert, dass unterschiedliche Keile am Wandler angebracht werden können. Jeder unterschiedliche Keil richtet den Strahl auf unterschiedliche Winkel für eine Vielzahl unterschiedlicher Testbedingungen.
Winkelträger-Baugruppen basieren auf dem Snell-Gesetz. Dieses Gesetz ermöglicht die Berechnung des Winkels, unter dem eine Schallwelle beim Auftreffen auf eine Grenze zwischen zwei Materialien unterschiedlicher Dichte abprallt. Der Winkelstrahl feuert den Strahl in das zu prüfende Stück und erfasst alle Rückstrahlen, die Risse oder Fehler senkrecht zur Oberfläche des Prüfstücks anzeigen.
Wandler sind spezialisiert; Sie müssen abhängig vom zu prüfenden Material auf eine bestimmte Frequenz eingestellt werden. Die gebräuchlichsten Typen sind für Stahlprüfungen. Andere Wandler werden für die Prüfung von Materialien wie Aluminium und Titan hergestellt. Ein für die Prüfung eines Materialtyps ausgelegter Schallkopf ist nicht für die Prüfung eines anderen Materials geeignet, da jeder für die spezifische Schallleitfähigkeit nur einer Substanz kalibriert ist.
Keile für Winkelstrahlwandleranordnungen werden manchmal mit einer Kurve hergestellt, um genauere Messwerte beim Testen von Materialien mit gekrümmten Oberflächen zu erhalten. Sie können entweder konvex oder konkav sein, wobei die Achse der Kurve entweder senkrecht oder parallel zur Linie des Wandlerstrahls verläuft. Verschiedene Ausführungen ermöglichen das Testen der Innen- oder Außenkurven von Rohren oder anderen Geräten.
Winkelstrahlwandleranordnungen existieren auch zum Testen anderer Materialien wie Kunststoffe, Keramik hoher Dichte und Metalle wie Kupfer und Blei. Zweistrahltransducer werden manchmal für genauere Testergebnisse verwendet, während bestimmte Materialien wie Edelstahl getestet werden. Für spezielle Prüfungen unter Hochtemperaturbedingungen stehen Hochtemperatur-Winkelstrahlkeile zur Verfügung.