Betrieb

Inspektion und Zustandsüberwachung von Produkten in der Nutzungsphase

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Inspektion und Zustandsüberwachung von Produkten in der Nutzungsphase

Im Themenbereich Inspektion und Monitoring von Strukturen im Betrieb beziehungsweise während der Wartung beschäftigt sich das Fraunhofer IZFP schwerpunktmäßig mit der Entwicklung von Methoden und Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung zur Zustandsüberwachung und -bewertung einschließlich Lebensdauermanagement. Dies umfasst Prüfverfahren für die Wartung und Instandhaltung von Bauteilen bis hin zu Condition Monitoring-Systemen zur zustandsbasierten Inspektion.

Dabei werden ZfP-Verfahren wie Ultraschall, Mikromagnetik, Wirbelstrom, Mikrowelle und Thermographie und deren Kombination im Sinne multimodaler ZfP betrachtet. Darauf basierend werden Prüfkonzepte sowie Labormuster und Prototypen für die Anwendungsbereiche Automobil, Bahn, Luftfahrt, Energietechnik, Infrastruktur entwickelt.

Fragestellungen zum Bereich Service / Maintenance werden sich zunehmend in Richtung der zustandsbasierten Wartung im Sinne einer Predictive Maintenance verlagern, bei der die Zustandsüberwachung auf Basis zerstörungsfreier Prüfverfahren einen wesentlichen Bestandteil einnimmt. Besondere Forschungsschwerpunkte ergeben sich aus der Entwicklung quantitativer Ultraschall-Prüfsysteme, insbesondere kommen elektromagnetisch angeregter Ultraschall (EMUS) in Hinblick auf geführte Wellen oder UItraschall-Phased-Array-Verfahren für dreidimensionale Bildgebung in Betracht.

Diese Verfahren kommen für verschiedene prüftechnische Fragestellungen im Rahmen der Wartung und Diagnose von sicherheitsrelevanten Bauteilen zum Einsatz, z. B. in den Bereichen Bahn (Radsatzprüfung), Infrastruktur (Betonprüfung) und Anlagen (Pipelineprüfung).

Daran anknüpfend steht die Entwicklung neuer Rekonstruktions- und Bildverarbeitungsalgorithmen zur Datenbewertung und Datenvisualisierung auch für die Kombination mehrerer ZfP-Methoden für multimodale Prüfverfahren im Mittelpunkt diverser Forschungsaktivitäten. Ein wichtiger Zukunftstrend zeichnet sich im Bereich des Condition Monitoring ab, d. h. in der permanenten Überwachung mit dem Ziel der optimierten Ressourceneffizienz und / oder der Bewertung der Sicherheitsreserven von Bauteilen bzw. Anlagen im Betrieb.

Dieses Feld gewinnt nicht nur im Energiebereich oder in der Luftfahrt immer mehr an Bedeutung, sondern auch im Bahn-, Infrastruktur- oder Anlagenbereich. Hier steht die Entwicklung einer multimodalen Sensorplattform mit spezifischer Sensorik und Datenauswertung im Vordergrund aktueller Arbeiten.

 

Stichworte

Condition Monitoring, Lebensdauermanagement, Monitoring, Zustandsüberwachung

BetoFlux: Mobiles Streufluss-Prüfsystem zur schnellen Detektion von Korrosionsschäden an Spannbetonmasten

© Foto BauConsulting Dr. Walther

Magnetische Streuflussprüfung

Intuitive Darstellung der Anordnung und des Zustandes ferromagnetischer Spannstähle

Speziell für den mobilen Einsatz konzipiert

Einfache Anpassung an unterschiedliche Betonmastdurchmesser

Geringer Aufwand verglichen mit alternativen Prüfverfahren (z. B. Röntgen)

Keine Gefahr der zusätzlichen Schädigung des Mastes

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Thermographisches System zum Condition Monitoring

© Foto Fraunhofer IZFP

Kognitives thermographisches Monitoringsystem

Austauschbares Kameramodul (320x240 Pixel mit 60 Hz)

Autarkes und autonomes Messsystem

Überwachung von »Regions of Interest«

Einsetzbar in einer multimodalen Sensorplattform:
Unterschiedliche Messverfahren miteinander kombinierbar
Fusion der Ergebnisse (Thermographie, Ultraschall, Wirbelstrom)

 

 

MoniDAQ: Autarke Monitoringplattform zur permanenten Zustandsüberwachung von Infrastrukturbauten

© Foto Katharina Wieland Müller- Pixelio

»MoniDAQ«: Modulare, energieautarke Elektronik, die in der Lage ist, bei äußerst niedrigem Energiebedarf u. a. Wirbelstromprüfung, Streuflussprüfung, Neigungsmessung und Ultraschallprüfung langzeitig durchzuführen und die gesammelten Daten zu speichern

Autarke und umweltfreundliche Energieversorgung mittels integrierter Solarzelle

Wartungsfreier Langzeit-Betrieb

Hochempfindliche Fehlerdetektion

Telemetrische Datenauslesung per funkgesteuertem Interface

Niedrige Stückkosten

Einzigartige Kombination bewährter zerstörungsfreier Sensortechnik des Fraunhofer IZFP

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BetoScan: Roboterplattform für ZfP-Sensoren

© Foto Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser

BetoScan

Selbstfahrende und -navigierende Roboterplattform für ZfP-Sensoren

Untersuchung von mehreren hundert Quadratmetern Parkdecks pro Tag in hoher Flächenmessdichte (Bedienung nur durch eine Person notwendig)

Selbstständiges Abfahren von hindernisfreien Flächen in einem vorgewählten Raster

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UER III: System zur Ultraschall-Eigenspannungsmessung an Radkränzen

© Foto Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser

UER III: Ultraschall-Eigenspannungsmessung an Radkränzen

Schwere/leichte Instandhaltung

Radherstellung (nach DIN EN13262)/Rad-entwicklung

Digitale Datenübertragung zwischen Manipulator und Bedieneinheit

Neue miniaturisierte Ultraschallelektronik aus Eigenentwicklung für Manipulator-Frontend

Frontendlösung zur Minimierung elektro-magnetischer Störungen

Software mit vielfältigen Dokumentationsoptionen

3 Aufbauvarianten: Stationäre Säule, stationärer Schwenkarm, mobiler Werkstattwagen

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