RoWi-X Röntgen von Großteilen
Rotorblattprüfung mittels Röntgentechnik
Quelle: Eigene Darstellung
SHR RoWi-X ist ein Projekt in Zusammenarbeit mit dem BMBF, 2D X-Ray für große Werkstücke
Die Fehlerstellenanalyse wird derzeit überwiegend manuell durch einfache Prüfungen durchgeführt. Das ist ein sehr zeitaufwändiges und subjektives Prüfverfahren, dessen Qualität stark von der Erfahrung und den Fähigkeiten der Gutachter abhängig ist.
Im Verbundprojekt RoWi-X wird eine Anlage entwickelt, die die Prüfung der Rotorblätter automatisiert und erheblich verbessert. Mittels Röntgentechnik wird eine sehr präzise Erkennung, Visualisierung und Dokumentation im Rotorblatt vorhandener Fehlstellen vorgenommen. Mit der neuen Anlage wird der Zeitaufwand zur Prüfung der Rotorblätter deutlich reduziert und gleichzeitig die Qualität der Prüfung stark erhöht. Die Positionierung kann mit herkömmlichen Bearbeitungsmaschinen wie z.B. mit der vom Projektpartner entwickelten EEW Modal erfolgen.
Prinzip und Ablauf der Prüfung mit RoWi-X und EEW-Modal
Das Prinzip der Prüfung sieht in einem ersten Schritt das Röntgen des kompletten Rotorblattes vor, um ein 2D-Durchstrahlungsbild der Blattes zu erstellen. Wurden während des Durchstrahlens Fehlstellen festgestellt, wird durch eine zweite, detailliertere Prüfung ein 3D-Bild der Fehlstelle erstellt, das eine genaue Einschätzung des Schadens ermöglicht. So kann noch vor der arbeitsintensiven Finishing-Phase entschieden werden, ob eine Reparatur erfolgen soll oder das Blatt aussortiert wird. Kein fehlerbehaftetes Blatt geht in die Weiterverarbeitung.
Die Entwicklung von RoWi-X bedeutet einen deutlichen Fortschritt in der Automatisierung des Rotorblattherstellungprozesses. Durch die neue Anlage wird die Produktion der Rotorblätter vereinfacht und stark beschleunigt indem die Fehlerstellenanalyse zukünftig automatisiert erfolgt.
Bis zur welchen Größe können werkstücke untersucht werden ?
Mit dem RoWi-X Röntgensystem sind wir in der Lage Werkstücke oder Objekte bis zu 80.000 x 4.000 x 3.000 [mm] zu röntgen.
Laminographie und Tomosynthese
Laminographie ist gut geeignet für flache Objekte
Hier geschieht die schichtweise Untersuchung und Rekonstruktion vorwiegend flacher Objekte, die ggf. nicht von allen Seiten zugänglich sind. Das Verfahren lässt sich einteilen in:
- Translatorische Laminographie: Hier wird das Objekt zwischen Röntgenquelle und -detektor hindurchgeschoben. Durch den seitlichen Versatz lässt sich das Innere dreidimensional rekonstruieren.
- Rotatorische Laminographie: Hier rotieren Röntgenquelle und/oder -detektor ober- und unterhalb des Objektes. Durch die Informationen, die aus den unterschiedlichen Einstrahlwinkeln erhalten werden, lässt sich das Objekt dreidimensional rekonstruieren.
Welche Vorteile bietet die Laminographie ?
- Erzeugung von Tiefeninformationen ohne allseitigen Zugang
- Möglichkeit einer Ausschnitts-CT
Wie unterscheidet sich die Laminographie von der Tomographie ?
Bei der Computertomographie (CT) werden unter Drehung des Objektes um 360° zwischen 200 und 2000 Projektionsbilder aufgenommen. Dabei wird das Objekt senkrecht zur Drehachse durchstrahlt. Die anschließende Rekonstruktion der Projektionsbilder liefert ein dreidimensionales Volumen.
Dieses Volumen kann aus allen Richtungen betrachtet und beliebige virtuelle Schnitte können gelegt werden.
Bei der digitalen Laminographie bewegen sich Röntgenquelle und Detektor derart um 180° phasenverschoben auf Kreisbahnen um dieselbe Achse, dass auf dem Detektor stets ein Schrägbild (z.B unter 45°) desselben Objektauschnittes zu sehen ist. In dieser Weise werden z.B. 8 bis 30 Bilder in gleichmäßigen Winkelabständen aufgenommen; es entstehen also Schrägprojektionen unter dem gleichen Winkel aber unter verschiedenen Blickrichtungen. Werden diese Bilder geeignet überlagert, so erhält man Scheibenbilder des Objektes senkrecht zur Drehachse. Ein übliches Rechenverfahren dafür heißt Tomosynthese. Aus diesen Scheiben können auch dreidimensionale Bilder zusammengesetzt werden, die aber in vertikaler Richtung sehr starke Artefakte (Verfälschungen/fälschliche Pseudostrukturen) aufweisen. Dadurch erscheinen z.B. Kugeln als eine Art Doppelkegel und es werden oftmals Details (z.B. gesuchte Defekte) der untersuchten Probe über- bzw. ausgeblendet.
Im direkten Vergleich liefert die Computertomographie deutlich bessere Ergebnisse als die Laminographie. Dies ist ursächlich auf die Tatsache zurück zu führen, dass die komplexen mathematischen Verfahren der Computertomographie das Ziel haben, eine exakte Rekonstruktion des Objekts zu liefern, wo hingegen die Laminographie auf dem Verfahren der Verwischungstomographie basiert.
Das Prinzip der Prüfung sieht in einem ersten Schritt das Röntgen des kompletten Rotorblattes vor, um ein 2D-Durchstrahlungsbild der Blattes zu erstellen. Wurden während des Durchstrahlens Fehlstellen festgestellt, wird durch eine zweite, detailliertere Prüfung ein 3D-Bild der Fehlstelle erstellt, das eine genaue Einschätzung des Schadens ermöglicht. So kann noch vor der arbeitsintensiven Finishing-Phase entschieden werden, ob eine Reparatur erfolgen soll oder das Blatt aussortiert wird. Kein fehlerbehaftetes Blatt geht in die Weiterverarbeitung.
Die Entwicklung von RoWi-X bedeutet einen deutlichen Fortschritt in der Automatisierung des Rotorblattherstellungprozesses. Durch die neue Anlage wird die Produktion der Rotorblätter vereinfacht und stark beschleunigt indem die Fehlerstellenanalyse zukünftig automatisiert erfolgt.
