oberflächenvorbereitung für zfp
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Normierung, Umsetzung in der Praxis und Einfluss auf die Prüf-Resultate
bei Anwendung von PT, MPT, UT und ECT
Oberflächenvorbereitung für ZfP
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Lizenzrecht
Patent Nr. DE 20091043697
Entstehung Jet Clean Systems 2015
17.02.2017 2 Jet Clean Systems AG
Hintergrund
Produktion Marketing Vertrieb
Engineering After Sales Prozessentwicklung
Fusion 2015
Personal
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Applikationen im Kraftwerksmarkt
17.02.2017 3 Jet Clean Systems AG
Hintergrund
Gasturbinen: UT, EC, PT
Dampfturbinen: PT, MP, UT
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Applikationen im Kraftwerksmarkt
17.02.2017 4 Jet Clean Systems AG
Hintergrund
Boiler: UT (Risse und Wandstärke)
HRSG: Visual Inspection
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Einflussfaktoren: Allgemein
17.02.2017 5 Jet Clean Systems AG
Randbedingungen
Kosten Zeitaufwand Prüfbarkeit Prüfaufwand Prüfresultate Qualität
Diverse Zielkonflikte: Suche nach einem Optimum
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Einflussfaktoren: Organisatorisch
17.02.2017 6 Jet Clean Systems AG
Randbedingungen
Kosten Zeitaufwand Prüfbarkeit Prüfaufwand Prüfresultate Qualität
Diverse Zielkonflikte: Suche nach einem Optimum
Generalunternehmer /
Site Manager
NDT-Prüfer Assessment
Endkunde/Auftraggeber
„Reiniger“
extern Intern/extern Intern/extern
Engineering
Department
(Spezifikationen)
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Anforderungen gemäss Normen
17.02.2017 7 Jet Clean Systems AG
Normierung
Verfahren Norm Anforderungen
Eindringverfahren (PT)
ISO 3452-1:2013 - Oberfläche gereinigt und getrocknet - Bemerkung zur Oberflächenbehandlung und -beschaffenheit als Einflussfaktor
Magnetpulverprüfung (MP)
ISO 9934-1:2015 - Frei von Schmutz, Zunder, losem Rost, Schweissspritzern, Fett, Oel und Fremdstoffen -Nicht ferromagnetische Schichten bis 50µm (bspw. Farbe) ohne Einfluss - Visueller Kontrast nötig
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Anforderungen gemäss Normen
17.02.2017 8 Jet Clean Systems AG
Normierung
Verfahren Norm Anforderungen
Wirbelstromprüfung (ECT)
ISO 15549:2008 - Oberflächenzustand kann das Prüfergebnis beeinflussen, insbesondere: Schmutz, Zunder, nichtleitende Schichten unterschiedlicher Dicke, leitende Oberflächenschichten, Oberflächen- rauheit, Oel, Fett oder Wasser - Prüfungsnachweis notwendig
Ultraschallprüfung ISO 16810:2012 - Oberfläche frei von Schmutz, losem Zunder, Schweissspritzern, etc. - Gleichmässige Kontur und Glättung für die Ankopplung
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Oberflächenvorbereitung
17.02.2017 9 Jet Clean Systems AG
Normierung
Schwedisch SIS 05 5900
International ISO-norm 8501-1
Amerikanisch SSPC-SP
NACE Englisch BS 4232
SA 3 SA 3 SSPC-SP5 White Metal Blast Cleaning
NACE 1 First Quality
SA 2 ½ SA 2 ½ SSPC-SP10 Near White Metal Blast Cleaning
NACE 2 Second Quality
SA 2 SA 2 SSPC-SP6 Commercial Blast Cleaning
NACE 3 Third Quality
SA 1 SA 1 SSPC-SP7 Brush-Off Blast Cleaning
NACE 4 --
ST 3 ST 3 SSPC-SP3 Powertool Cleaning
-- --
ST 2 ST 2 SSPC-SP2 Hand Tool Cleaning
-- --
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Reinheitsgrad_(Stahl)
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Oberflächenvorbereitung DIN-ISO 8501:2007
17.02.2017 10 Jet Clean Systems AG
Normierung
(Quelle: http://blastjournal.com/surface-preparation-standards-explained/
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Oberflächenrauheit DIN EN ISO 4287
17.02.2017 11 Jet Clean Systems AG
Normierung
Arithmetischer Mittenrauhwert Ra
o Quadratisches Mittel über eine
Messstrecke
o Gängigste Angabe, starke Mittelung
Gemittelte Rauhtiefe Rz
o Mittelung der max. Rauhtiefe über 5
Abschnitte einer Messstrecke
o Aussagekräftiger Wert als Ra
(Quelle: http://www.ima.uni-stuttgart.de)
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Oberflächenrauheit DIN EN ISO 4287
17.02.2017 12 Jet Clean Systems AG
Normierung
Werte bei unterschiedlichen Oberflächen
(Quelle: http://www.ima.uni-stuttgart.de)
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Zusammenfassung bestehende Normen
17.02.2017 13 Jet Clean Systems AG
Normierung
Allgemeine Erkenntnis
o Oberflächenvorbereitung entscheidend für die
Prüfresultate
o Normierung nur qualitativ formuliert
o Schwierige Quantifizierung (Ra, Sa)
Anforderungen:
o Frei von Zunder, Oel Fett, Schmutz
o Schichtdicken relevant (falls zulässig), gleichmässig
o Oberflächengüte relevant
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Je besser die Oberflächenvorbereitung, desto besser die Prüfung
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Verwendete Methoden, Technologien
17.02.2017 14 Jet Clean Systems AG
Umsetzung in der Praxis
Manuelle Verfahren:
o Hand Cleaning mit Scotch Brite
o „Wabbel“-Scheiben, Schleifen
Strahlverfahren:
o Trockenstrahlen mit:
o Glasperlen, Korund, Granatsand, Schlacke
o Trockeneis
o Sponge Blasting
o Nassstrahlen
o Dry Steam
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Strahlen während Kraftwerksinspektionen
Allgemeines:
o Extremer Zeit- und Kostendruck
o Viele Unterlieferanten
o Viele Schnittstellen
o Wenig Dokumentation
17.02.2017 15 Jet Clean Systems AG
Umsetzung in der Praxis
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Strahlen während Kraftwerksinspektionen
Strahlen mit Glasperlen:
o 8bar Strahldruck, 50kW Leistung
o Glasperlen 160µm
17.02.2017 16 Jet Clean Systems AG
Umsetzung in der Praxis
Suspension Technology:
o 120bar Wasserdruck, 5kW Leistung
o Korund Mesh 220
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Eindringprüfung:
17.02.2017 17 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Glasperlstrahlen:
o Oberfläche bei 50x Vergrösserung
Suspension Technology:
o Oberfläche bei 50x Vergrösserung
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Eindringprüfung:
17.02.2017 18 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Glasperlstrahlen:
o Risse durch „schlechtes“ Schweissen erzeugt
o Proben ausgemessen vor der Strahlbehandlung (Bild links)
o Proben ausgemessen nach der Strahlbehandlung (Bild rechts)
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Eindringprüfung:
17.02.2017 19 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Suspension Technology:
o Risse durch „schlechtes“ Schweissen erzeugt
o Proben ausgemessen vor der Strahlbehandlung (Bild links)
o Proben ausgemessen nach der Strahlbehandlung (Bild rechts)
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Eindringprüfung:
17.02.2017 20 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Trockenstrahlen mit Granat:
o Risse durch „schlechtes“ Schweissen erzeugt
o Proben ausgemessen vor der Strahlbehandlung (Bild links)
o Proben ausgemessen nach der Strahlbehandlung (Bild rechts)
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Strahlen während Kraftwerksinspektionen
Zeitdruck auf der Baustelle:
o Zeitplan vor Qualität
o MT-Prüfung der Schaufeln komplett
17.02.2017 21 Jet Clean Systems AG
Umsetzung in der Praxis
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Strahlen während Kraftwerksinspektionen
Zeitdruck auf der Baustelle:
o Zeitplan vor Qualität
o MT-Prüfung der Schaufeln komplett
17.02.2017 22 Jet Clean Systems AG
Umsetzung in der Praxis
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Strahlen während Kraftwerksinspektionen
Zeitdruck auf der Baustelle:
o Zeitplan vor Qualität
o MT-Prüfung der Schaufeln komplett
17.02.2017 23 Jet Clean Systems AG
Umsetzung in der Praxis
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Reminder: Anforderungen gemäss Normen!
17.02.2017 24 Jet Clean Systems AG
Normierung
Verfahren Norm Anforderungen
Eindringverfahren (PT)
ISO 3452-1:2013 - Oberfläche gereinigt und getrocknet - Bemerkung zur Oberflächenbehandlung und -beschaffenheit als Einflussfaktor
Magnetpulverprüfung (MT)
ISO 9934-1:2015 - Frei von Schmutz, Zunder, losem Rost, Schweissspritzern, Fett, Oel und Fremdstoffen -Nicht ferromagnetische Schichten bis 50µm (bspw. Farbe) ohne Einfluss - Visueller Kontrast nötig
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Eindringprüfung:
17.02.2017 25 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Trockenstrahlen mit Granat:
o Almentest Testkörper N
o Strahldruck 4bar, Verweildauer 2, 5 und 10 Sekunden
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Strahlen während Kraftwerksinspektionen
Spezifikation für Wirbelstromprüfung
o Low-Cost Applikation
o Als SA 2 spezifiziert
o Wenig Dokumentation
17.02.2017 26 Jet Clean Systems AG
Umsetzung in der Praxis
NEF OK
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Strahlen während Kraftwerksinspektionen
Spezifikation für Wirbelstromprüfung
o Low-Cost Applikation
o Als SA 2 spezifiziert
o Wenig Dokumentation
17.02.2017 27 Jet Clean Systems AG
Umsetzung in der Praxis
NEF OK
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Reminder Oberflächenvorbereitung DIN-ISO 8501:2007!
17.02.2017 28 Jet Clean Systems AG
Normierung
(Quelle: http://blastjournal.com/surface-preparation-standards-explained/
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Ultraschallprüfung (UT):
17.02.2017 29 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Oberflächenrauheit entscheidend:
o Kopplung zum Werkstück
o Standard-Spec war offiziell immer
mindestens N7 (Ra 1.6µm)
o Teilweise schliff der Prüfer von Hand
Bauteile nach
o Noise-Level
o Kalibrationsblöcke geschliffen
o Sizing? Preventive Maintenance?
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Wirbelstromprüfung (ECT):
17.02.2017 30 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Sensivitätsverlust :
o Bspw. bei Hämatit
o Simulation mit:
o2mm Riss
o60Hz AC Induktion
oMagentischer Stahl
Noise level:
o Rauheit
o Sauberkeit
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Wirbelstromprüfung (ECT):
17.02.2017 31 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Noise Level bei Kalibration:
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Wirbelstromprüfung (ECT):
17.02.2017 32 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Noise Level bei gereinigtem Bauteil:
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Wirbelstromprüfung (ECT):
17.02.2017 33 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Noise Level bei verbleibender Zunderschicht:
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Zusammenfassung bestehende Tests/Erfahrungen
17.02.2017 34 Jet Clean Systems AG
Auswirkungen auf Prüfresultate
Allgemeine Erkenntnis
o Prüfer erkennt die Art der Vorbereitung nicht
o Oberflächenvorbereitung entscheidend für
die Prüfresultate
o Bessere Oberflächengüte führt zu besserer
Koppelung und/oder Noise-Reduktion
Klarere Indikationen für den Prüfer
o Leistungseintrag in die Oberfläche
entscheidend (Zuhämmern, Verformung)
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Je besser die Oberflächenvorbereitung, desto besser die Prüfung
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Was passiert wenn Risse übersehen werden…
17.02.2017 35 Jet Clean Systems AG
Folgen
(Quelle: Google Images)
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Was passiert wenn Risse übersehen werden…
17.02.2017 36 Jet Clean Systems AG
Folgen
(Quelle: Google Images)
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Was passiert wenn Risse übersehen werden…
17.02.2017 37 Jet Clean Systems AG
Folgen
(Quelle: Google Images)
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Oberflächenvorbereitung für ZfP
17.02.2017 38 Jet Clean Systems AG
Zusammenfassung, Diskussion
1. Vernachlässigter Aspekt der Prüfung:
o Schlechtes Image (Putzen)
o Kostendruck vor Qualitätsdenken
2. Normierung nur sehr vage, keine quantitativen Grössen
o Auslegungssache des Prüfers, des Engineering Departments, des Kunden
o Prüfbar wenn der Prüfer der Prüfung zustimmt.
3. Massive Folgenschäden und Sicherheitsmängel werden toleriert
4. Normierung als einziger Weg zur Verbesserung der Situation
5. http://www.ndt.net/article/dgzfp-rail-2008/Inhalt/V03.pdf als Beispiel