DE102011010066B4 - A method of non-destructive testing of a component made of a material having an emission coefficient considerably less than 1, such as an automotive aluminum, stainless steel or galvanized sheet steel component, for internal and / or surface defects - Google Patents

A method of non-destructive testing of a component made of a material having an emission coefficient considerably less than 1, such as an automotive aluminum, stainless steel or galvanized sheet steel component, for internal and / or surface defects Download PDF

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Abstract

Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines spiegelnden Bauteils aus einem Material mit einem Emissionskoeffizienten kleiner als 1 auf innere und/oder Oberflächenfehler, bei dem das Bauteil impulsthermografisch angeregt und der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil mittels einer Thermografiekamera thermografisch in einer Vielzahl n Repräsentationen erfasst wird, aus denen von der Thermografiekamera ein Thermografiefilm erstellt wird, der mittels eines mit der Thermografiekamera verbundenen Rechners rechnermäßig ausgewertet wird, wobei – das Bauteil vor der impulsthermografischen Anregung zunächst elektrostatisch aufgeladen und – dann auf die zur anregungsseitigen Oberfläche des Bauteils abgewandte zu prüfende Oberfläche des Bauteils mindestens teilweise ein Medium mit einem Emissionskoeffizienten nahe 1 elektrostatisch appliziert wird, – anschließend die impulsthermografische Anregung des Bauteils erfolgt, – nachfolgend und/oder simultan von der Thermografiekamera der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil infolge des Emissionskoeffizienten nahe 1 des auf die zu prüfende Oberfläche des Bauteils zumindest teilweise elektrostatisch applizierten Mediums entsprechend verstärkt oder optimiert thermografisch bildmäßig erfasst und der von der Thermografiekamera erstellte Thermografiefilm von dem mit letzterer verbundenen Rechner rechnermäßig ausgewertet wird, und nach erfolgter Thermografieprüfung der zu prüfende Oberfläche des Bauteils die elektrostatische Aufladung des Bauteils abgeschaltet und das auf die thermografisch zu prüfende Oberfläche des Bauteils zumindest teilweise schichtmäßig aufgebrachte Pulver durch Vibration des Bauteils von der thermografisch geprüften Oberfläche des Bauteils entfernt und zur Wiederverwendung bereit gestellt wird.A method for non-destructive testing of a specular component made of a material having an emission coefficient of less than 1 for internal and / or surface defects, in which the component is excited by pulse thermography and the transient heating and / or cooling process in the component by means of a thermographic camera thermographically in a multiplicity n representations is detected, from which of the thermography camera a thermographic film is created, which is evaluated by means of a computer connected to the thermographic camera computationally, wherein - the component electrostatically charged before the pulse thermographic excitation and - then on the excitation side of the component facing away from the surface to be tested the component is at least partially electrostatically applied to a medium having an emission coefficient close to 1, - subsequently the pulse thermo-magnetic excitation of the component takes place, - subsequently and / or simultaneously from the thermographic camera, the transient heating and / or cooling process in the component as a result of the emission coefficient close to 1 of at least partially electrostatically applied to the surface of the component to be tested accordingly amplified or optimized thermographically recorded imagewise and created by the thermographic camera thermographic film of the latter connected computer is evaluated by calculation, and after the thermography of the surface to be tested of the component, the electrostatic charge of the component is switched off and the thermographic to be tested surface of the component at least partially layered applied powder removed by vibration of the component from the thermographically tested surface of the component and is provided for reuse.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines spiegelnden Bauteils aus einem Material mit Emissionskoeffizienten kleiner als 1 auf innere und/oder Oberflächenfehler, bei dem das Bauteil impulsthermografisch (mittels aktiver Thermografie) angeregt und der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil mittels einer Thermografiekamera thermografisch in einer Vielzahl n Repräsentationen erfasst wird, aus denen von der Thermografiekamera ein Thermografiefilm erstellt wird, der mittels eines mit der Thermografiekamera verbundenen Rechners rechnermäßig ausgewertet wird.The invention relates to a method for non-destructive testing of a specular material made of a material with emission coefficients less than 1 on internal and / or surface defects, in which the component excited by pulse thermography (by means of active thermography) and the transient heating and / or cooling process in the component by means of a thermographic camera is recorded thermographically in a multiplicity n representations, from which a thermographic film is produced by the thermography camera, which is evaluated by means of a computer connected to the thermography camera.

Ein Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines mittels Wirbelstrominduktion elektrisch aufgeheizten Metallbauteils wie eines Metallrohres auf Schweißfehler in dessen in Längsrichtung verlaufender Schweißnaht geht aus der US 3 020 745A als bekannt hervor, bei dem auf den zu prüfenden Bereich der Schweißnaht des elektrisch aufgeheizten Metallrohres zur besseren Erfassung der von der Metalloberfläche abgestrahlten Infrarotenergie ein Graphitpulver aufgesprüht und somit ein schwarzer Film auf der Schweißnaht appliziert wird, durch den das Emissionsvermögen des Metallrohres erhöht wird. Zur Erfassung der vom aufgeheizten Bauteil abgestrahlten Infrarotenergie findet eine Messeinheit Verwendung, die einen Infrarotdetektor aufweist, mit dessen elektrischem Ausgang ein Oszillograf eingangsseitig verbunden ist. Die von der Oberfläche der Schweißnaht des Metallrohres, das durch die Wirbelstrominduktion aufgeheizt ist, abgestrahlte Infrarotenergie wird über einen drehbar gelagerten und mit einem Vibrator gekoppelten Spiegel erfasst und mittels eines zwischen dem Spiegel und der Oberfläche der Schweißnaht positionierten Reflektors auf den Infrarotdetektor fokussiert, wobei die Schweißnaht bei jeder Vibration des Spiegels über die gesamte Breite abgetastet wird. Auf einem Bildschirm des Oszillografen wird eine den Eingangssignale des Infrarotdetektors, die infolge der von Oberfläche der Schweißnaht abgestrahlten Infrarotenergie erzeugt werden, entsprechende Signalaufzeichnung wiedergegeben. Mit diesem bekannten Verfahren ist die Anzeige einer i. O.- oder n. i. O.-Schweißnaht des Metallrohres möglich, nicht jedoch eine bildliche Lokalisierung von inneren und/oder Oberflächenfehlern der Schweißnaht des Metallrohres.A method for non-destructive testing of an electrically heated by means of eddy current induction metal component such as a metal tube on welding defects in the longitudinal weld extends from the US 3,020,745A as known, in which sprayed on the test area of the weld of the electrically heated metal tube for better detection of the radiated from the metal surface infrared energy graphite powder and thus a black film is applied to the weld, through which the emissivity of the metal tube is increased. To detect the radiated from the heated component infrared energy is a measuring unit use, which has an infrared detector, with the electrical output of an oscilloscope is connected on the input side. The infrared energy radiated from the surface of the weld seam of the metal tube heated by the eddy current induction is detected by a rotatably mounted and coupled to a vibrator mirror and focused by means of a reflector positioned between the mirror and the surface of the weld on the infrared detector, said Seam is scanned with each vibration of the mirror over the entire width. On a screen of the oscilloscope, a signal recording corresponding to the input signals of the infrared detector, which are generated as a result of the radiated from the surface of the weld infrared energy, reproduced. With this known method, the display of an i. O.- or ni O.-weld the metal tube possible, but not a visual localization of internal and / or surface defects of the weld of the metal tube.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur Charakterisierung von Werkstücken aus einem elektrisch leitfähigen Material oder aus einem Materialverbund mit einer Schicht oder einem Substrat aus elektrisch leitfähigem Material ( WO 2005/005972 A1 ), bei dem ein elektrisch leitfähiger Bereich des Werkstücks durch flächige Einkopplung eines elektromagnetischen Impulses induktiv erwärmt und direkt im Anschluss an die impulsförmige Aufheizung eine Kühlung mittels eines impulsförmigen Luftstroms durch Anblasen der Oberfläche des Werkstücks erfolgt. Hierdurch soll erreicht werden, dass sich ein verstärkter Wärmestrom vom Materialinneren zur Oberfläche hin einstellt, wobei bei Vorliegen einer Fehlstelle der sich oberhalb dieser ausbildende negative Temperaturkontrast (Signal) verstärkt wird. In der Nachbarschaft dieses negativen Signals ergibt sich hingegen bei der Nutzung des Wirbelstromeffektes ein positiver Temperaturkontrast, bedingt durch die verstärkte Wärmeerzeugung in der Umgebung der Fehlstelle infolge einer erhöhten Wirbelstromdichte. Das Hervorrufen entgegengesetzter Temperaturkontraste durch die aktive Kühlung der Oberfläche soll eine Verbesserung des Messergebnisses in bestimmten Fällen bewirken. Jedoch erweist sich die verhältnismäßig geringe Abkühlgeschwindigkeit auf der anregungsseitigen Bauteiloberfläche als nachteilig.Also known is a method for characterizing workpieces made of an electrically conductive material or of a composite material with a layer or a substrate of electrically conductive material (US Pat. WO 2005/005972 A1 ), in which an electrically conductive region of the workpiece is inductively heated by surface coupling of an electromagnetic pulse and directly after the pulse-shaped heating cooling by means of a pulsed air flow by blowing the surface of the workpiece. This is intended to ensure that an increased heat flow from the interior of the material to the surface sets in, wherein in the presence of a defect of above this forming negative temperature contrast (signal) is amplified. In the vicinity of this negative signal, however, results in the use of the eddy current effect, a positive temperature contrast, due to the increased heat generation in the vicinity of the defect due to an increased eddy current density. The elicitation of opposite temperature contrasts by the active cooling of the surface should cause an improvement of the measurement result in certain cases. However, the relatively low cooling rate proves to be disadvantageous on the excitation-side component surface.

Neben der herkömmlichen Blitzanregung der anregungsseitigen Bauteiloberfläche zur zerstörungsfreien Prüfung des Bauteils auf Oberflächen- und/oder innere Fehler mittels Thermografie ist weiterhin bekannt, als konvektive Anregung einen Warm- oder Kaltluftstrom auf die Oberfläche des Bauteils zu lenken ( DE 198 39 858 A1 ). Bei einer derartigen konvektiven Anregung mit Kaltluft z. B. mittels eines Wirbelrohres ist der Emissionsgrad auf der Bauteiloberfläche auf der Anregungsseite nahezu zu vernachlässigen und die Energie wird gleichmäßig in das Bauteil eingekoppelt, so dass sich eine homogene Temperaturverteilung ergibt. Als nachteilig erweist sich jedoch auch hier eine geringe Abkühlgeschwindigkeit auf der anregungsseitigen Bauteiloberfläche, so dass auf Grund der langen Anregungszeit ein starker lateraler Wärmefluss im Bauteil auftritt. Hierdurch ist eine Detektion von tiefliegenden oder kleinen Fehlern im Bauteil bzw. von Verbindungsflächen erschwert.In addition to the conventional lightning excitation of the excitation-side component surface for non-destructive testing of the component for surface and / or internal defects by means of thermography, it is furthermore known to direct a hot or cold air flow onto the surface of the component as convective excitation ( DE 198 39 858 A1 ). In such a convective excitation with cold air z. B. by means of a vortex tube, the emissivity on the component surface on the excitation side is almost negligible and the energy is coupled evenly into the component, so that there is a homogeneous temperature distribution. However, a disadvantage here too is a low cooling rate on the excitation-side component surface, so that a strong lateral heat flow occurs in the component due to the long excitation time. This makes it difficult to detect low-lying or small errors in the component or connecting surfaces.

Um eine anfänglich verhältnismäßig große Abkühlgeschwindigkeit vergleichbar der bei einer Blitzanregung auf der anregungsseitigen Bauteiloberfläche zu erzeugen, ist weiterhin aus der DE 10 2008 012 533 B4 ein Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines Bauteils auf Oberflächen- und/oder innere Fehler mittels Thermografie bekannt, bei dem eine geringe Wassermenge nach vorheriger Kühlung in einer selbstansaugenden Zerstäuberdüse mittels Druck eines Kaltluftstroms zu einem Wassersspray zerstäubt wird, wobei der Massestrom des Wassers durch den Druck der Kaltluft eingestellt wird, die impulsartige Beaufschlagung der Bauteiloberfläche des zu prüfenden Bauteils durch das aus der selbstansaugenden Zerstäuberdüse gelenkte Wasserspray erfolgt, die Bauteiloberfläche des zu prüfenden Bauteils von den sich hierbei abkühlenden Tropfen des Wassersprays augenblicklich mit steilem Temperaturgradienten abgekühlt und zugleich homogen für die Thermografie konvektiv angeregt wird, und die Bauteiloberfläche des zu prüfenden Bauteils anschließend an ihre Beaufschlagung mit dem aus der selbstansaugenden Zerstäuberdüse gelenkten Wasserspray mit einem Luftstrom beaufschlagt wird, wodurch die Abkühlung des Bauteils durch Verdunstung getrocknet wird.In order to produce an initially relatively large cooling rate comparable to that in the case of a lightning excitation on the excitation-side component surface, it is further apparent from US Pat DE 10 2008 012 533 B4 a method for non-destructive testing of a component for surface and / or internal defects by means of thermography is known in which a small amount of water is atomized after previous cooling in a self-priming atomizer by means of pressure of a cold air stream to a water spray, wherein the mass flow of water by the pressure of the Cold air is set, the impulse-like action on the component surface of the component to be tested by the guided from the self-priming spray nozzle water spray takes place, the component surface of the component to be tested from the thereby cooling Drops of water spray is cooled immediately with a steep temperature gradient and at the same time convective excited thermography, and the component surface of the component to be tested is then subjected to their action of the self-priming spray nozzle water spray with an air flow, whereby the cooling of the component by evaporation is dried.

Die angeführten bekannten Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines Bauteils auf Oberflächen- und/oder innere Fehler mittels Thermografie erweisen sich bei der Prüfung von Bauteilen aus einem Material mit geringen Emissionskoeffizienten (Emissionsvermögen), wie z. B. bei Kfz-Bauteilen aus poliertem Aluminium oder Edelstahl oder aus einem verzinkten Eisenblech nur schwer effektiv durchführbar.The cited known methods for non-destructive testing of a component for surface and / or internal defects by means of thermography prove in the examination of components made of a material with low emission coefficients (emissivity), such. As in automotive components made of polished aluminum or stainless steel or a galvanized sheet iron difficult to carry out effectively.

Nach dem Kirchhoffschen Gesetz gilt bei gegebener Temperatur T und für eine gegebene Wellenlänge λ für das Emissionsvermögen ελ aller Körper zu ihrem Absorptionsvermögen αλ das nachfolgende bestimmte Verhältnis: ελ/αλ = f(λ, T) According to Kirchhoff's law, at a given temperature T and for a given wavelength λ for the emissivity ε λ of all bodies, the following specific relationship applies to their absorption capacity α λ : ε λ / α λ = f (λ, T)

Die Funktion f(λ, T), die lediglich von der Temperatur und der Wellenlänge abhängig ist, ist für alle Körper gleich. Hierbei sind das Emissionsvermögen ein Maß für die Strahlungsleistung der Oberflächeneinheit des strahlenden Körpers und das Absorptionsvermögen der Bruchteil der auf einen Körper fallenden Strahlung, der vom Körper absorbiert, also nicht reflektiert und auch – bei genügender Schichtdicke – nicht durchgelassen wird.The function f (λ, T), which depends only on temperature and wavelength, is the same for all bodies. Here, the emissivity is a measure of the radiant power of the surface unit of the radiating body and the absorption capacity of the fraction of falling on a body radiation that absorbs from the body, so does not reflect and also - with sufficient layer thickness - is not transmitted.

Aus dem Verhältnis ελ/αλ = f(λ, T) ergibt sich, dass bei einem Körper, der das größte Absorptionsvermögen hat, auch sein Emissionsvermögen ein Maximum ist. Daher ist die Strahlung eines schwarzen Körpers, physikalisch gesehen die sogenannte „schwarze Strahlung”, in jedem Spektralbereich stärker als diejenige irgendeines anderen Körpers bei gleicher Temperatur (vgl. Physik, Ein Lehrbuch von Wilhelm H. Westphal, § 320, Kirchhoffsche Gesetz, Schwarzer Körper, Berlin Göttingen Heidelberg: Springer-Verlag, 1959, S. 588, 599).From the ratio ε λ / α λ = f (λ, T), it can be seen that in the case of a body which has the greatest absorption capacity, its emissivity is also a maximum. Therefore, the radiation of a black body, in physical terms the so-called "black radiation", in each spectral range stronger than that of any other body at the same temperature (see Physics, A textbook by Wilhelm H. Westphal, § 320, Kirchhoff's Law, Black Body , Berlin Göttingen Heidelberg: Springer-Verlag, 1959, p 588, 599).

Bei der zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils auf Oberflächen- und/oder innere Fehler mittels Thermografie liegt daher das thermische Antwortsignal eines schwarzen Bauteils um den Faktor 100–1000 über den thermischen Antwortsignalen von spiegelnden Bauteilen bei einer gegebenen Temperatur.In non-destructive testing of a component for surface and / or internal defects by means of thermography, therefore, the thermal response signal of a black component is a factor of 100-1000 higher than the thermal response signals from specular components at a given temperature.

Dies verdeutlicht auch die jeweilige Emissionszahl ε bei einer Temperatur T der nachfolgend aufgeführten Materialien gemäß Grote und Feldhusen, Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 21. Auflage, Springer-Verlag, Anh. D10 Tabelle 3., D 50 Ruß glatt bei t = 21°C ε = 0,93 Aluminium roh bei t = 26°C ε = 0.071...0,087 Aluminium poliert bei t = 230°C ε = 0,038 Stahl poliert ε = 0,29 Zink verz. Eisenblech bei t = 28°C ε = 0,28 Zink poliert bei t = 230°C ε = 0,045 This is also illustrated by the respective emission number ε at a temperature T of the materials listed below according to Grote and Feldhusen, Dubbel, Taschenbuch für die Maschinenbau, 21st edition, Springer-Verlag, App. D10 Table 3, D 50 Soot smooth at t = 21 ° C ε = 0.93 Aluminum raw at t = 26 ° C ε = 0.071 ... 0.087 Polished aluminum at t = 230 ° C ε = 0.038 Polished steel ε = 0.29 Zinc verz. sheet iron at t = 28 ° C ε = 0.28 Zinc polished at t = 230 ° C ε = 0.045

Bauteile z. B. aus Aluminium werden aus Gründen des Leichtbaus u. a. in der Automobilindustrie immer häufiger eingesetzt, jedoch lassen sich die Fügeverbindungen an diesen Teilen sehr schwer prüfen. Um die blanken Oberflächen dieser Teile trotzdem prüfen zu können, werden in Laboranwendungen die Bauteile oft geschwärzt und nach erfolgter Prüfung wieder aufwändig mechanisch und/oder chemisch gereinigt. Ein solcher zusätzlicher Reinigungsschritt ist jedoch in der Großserie nur unter Schwierigkeiten oder mit erhöhten Kosten zu verwirklichen.Components z. As aluminum, for reasons of lightweight u. a. used in the automotive industry more frequently, but the joints can be very difficult to check on these parts. In order to be able to test the bright surfaces of these parts anyway, the components are often blackened in laboratory applications and again mechanically and / or chemically cleaned after successful testing. Such an additional cleaning step, however, can be realized in mass production only with difficulty or at an increased cost.

Ein weiteres Problem stellt bei der Thermografieprüfung eine uneinheitliche Bauteiloberfläche dar, insofern eine Strahlung in dunklen Bereichen der Bauteiloberfläche verstärkt und in hellen oder blanken Bereichen der Bauteiloberfläche abgeschwächt wird. Ein homogenes Temperaturfeld wird folglich durch eine unregelmäßige zu prüfende Oberfläche des Bauteils verzerrt in der Thermografieprüfung dargestellt. Derartige Verzerrungen des Temperaturfeldes müssen dann, sofern überhaupt möglich, nachträglich durch geeignete Algorithmen bei der Auswertung des Thermografiefilms heraus gerechnet werden.A further problem in thermography testing is an inconsistent component surface inasmuch as radiation is intensified in dark areas of the component surface and attenuated in light or bright areas of the component surface. A homogeneous temperature field is thus represented distorted in the thermographic examination by an irregular surface of the component to be tested. Such distortions of the temperature field must then, if at all possible, subsequently be calculated by suitable algorithms in the evaluation of the thermographic film out.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so zur Verfügung zu stellen, dass auch bei spiegelnden Bauteilen aus Materialien mit einem Emissionskoeffizienten beträchtlich kleiner als 1 eine effektive zerstörungsfreie Prüfung des Bauteils auf Oberflächen- und/oder innere Fehler mittels Thermografie in Großserie gewährleistet ist. The invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned above so that even with specular components made of materials with an emission coefficient considerably less than 1 an effective non-destructive testing of the component for surface and / or internal defects means Thermography in mass production is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspuchs 1, des Patentanspruchs 2 oder des Patentanspruchs 5 gelöst.This object is achieved by the totality of the features of Patentanspuchs 1, claim 2 or claim 5.

Vorzugsweise wird als Medium, das auf die zu prüfende Oberfläche des Bauteils mindestens teilweise elektrostatisch appliziert wird, ein schwarzes Pulver wie Ruß verwendet.Preferably, a black powder such as carbon black is used as the medium which is at least partially electrostatically applied to the surface of the component to be tested.

Das schwarze Pulver kann mittels einer Elektrostatik-Pistole mit homogener Schichtstärke auf die thermografisch zu prüfende Oberfläche des Bauteils temporär elektrostatisch aufgetragen.The black powder can be temporarily electrostatically applied to the surface of the component to be thermographically tested by means of an electrostatic gun with homogeneous layer thickness.

Die Verdunstung einer auf die zu prüfende Oberfläche des Bauteils bei deren Bedruckung aufgebrachten feuchten Tintenschicht kann geeigneterweise durch einen gezielten Luftstrom beschleunigt und das Bauteil somit verstärkt abgekühlt werden, wobei die dabei im Bauteil induzierten Temperaturgradienten anschließend und/oder simultan bei der thermografischen Prüfung der zu prüfenden Oberfläche des Bauteils ausgenutzt werden.The evaporation of a wet ink layer applied to the surface of the component to be tested when it is printed can be suitably accelerated by a targeted air flow and the component can thus be cooled more intensively, with the temperature gradients induced in the component subsequently and / or simultaneously during the thermographic examination of the test to be tested Surface of the component to be exploited.

Durch die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bewirkbare Veränderung des Zustandes der zu prüfenden Oberfläche des Bauteils derart, dass ein Emissionsgrad nahe 1 erreicht wird, ist eine effektive Prüfung von Bauteilen aus einem Material mit einem Emissionskoeffizienten beträchtlich kleiner als 1, wie z. B. von Kfz-Bauteilen aus poliertem Aluminium, Edelstahl oder aus verzinktem Eisenblech auch in Großserie möglich.By the effecting by the method according to the invention change of the state of the surface to be tested of the component such that an emissivity close to 1 is achieved, an effective testing of components made of a material having an emission coefficient considerably less than 1, such. B. of automotive components made of polished aluminum, stainless steel or galvanized sheet iron in large series possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun unter Bezug auf die einzige Figur der Zeichnung beschrieben, in der schematisch der Ablauf der Schritte des Verfahrens unter temporärer Veränderung des Emissionsgrades blockschaltmäßig dargestellt ist.The method according to the invention will now be described with reference to the sole figure of the drawing, which schematically shows the sequence of the steps of the method with a temporary change in the emissivity block-wise.

So zeigt Block A der einzigen Figur ein mit einem inneren Fehler 2 behaftetes Bauteil 1, das entgegengesetzt zu seiner impulsthermografisch anzuregenden Oberfläche 3 eine thermografisch zu prüfende Oberfläche 4 mit einem Emissionskoeffizienten I aufweist, der beträchtlich kleiner als 1 ist.Thus, block A shows the only character with an internal error 2 Afflicted component 1 , opposite to its impuls thermographically stimulating surface 3 a thermographic surface to be tested 4 having an emission coefficient I which is considerably smaller than 1.

Gemäß Block B der einzigen Figur wird vor der impulsthermografischen Anregung des Bauteils 1 an dieses eine elektrostatische Ladung angelegt, worauf auf die thermografisch zu prüfende Oberfläche 4 des Bauteils 1 mittels einer Elektrostatik-Pistole 5 ein Beschichtungspulver 6 wie ein schwarzes Rußpulver elektrostatisch appliziert wird, so dass, wie aus Block C der einzigen Figur hervorgeht, die thermografisch zu prüfende Oberfläche 4 des Bauteils dann einen Emissionskoeffizienten II aufweist, der nahe 1 ist.According to block B of the single figure, before the pulse thermographic excitation of the component 1 applied to this one electrostatic charge, whereupon the surface to be thermographically examined 4 of the component 1 by means of an electrostatic gun 5 a coating powder 6 How a black carbon black powder is applied electrostatically, so that, as is apparent from block C of the single figure, the thermographic surface to be tested 4 of the component then has an emission coefficient II which is close to 1.

Gemäß Block D der einzigen Figur erfolgt dann, wie durch den Pfeil 7 symbolisiert ist, die impulsthermografische Anregung auf der Oberfläche 3 des Bauteils 1, wobei der im Bauteil 1 bewirkte transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang infolge des temporär veränderten Emissionskoeffizienten 11 nahe 1 des auf die zu prüfende Oberfläche 4 des Bauteils 1 zumindest teilweise elektrostatisch applizierten rußschwarzen Beschichtungspulvers 6 von der Thermografiekamera 8, die auf die zu prüfende Oberfläche 4 des Bauteils 1 ausgerichtet wird, entsprechend verstärkt oder optimiert thermografisch erfasst wird.According to block D of the single figure then takes place as indicated by the arrow 7 is symbolized, the impulse thermographic excitation on the surface 3 of the component 1 , where in the component 1 caused transient heating and / or cooling process as a result of the temporarily changed emission coefficient 11 near 1 of the surface to be tested 4 of the component 1 at least partially electrostatically applied carbon black coating powder 6 from the thermography camera 8th on the surface to be tested 4 of the component 1 is aligned, accordingly amplified or optimized thermographically detected.

Von der Thermografiekamera 8 wird, wie Block E zeigt, ein Thermografiefilm 9 erstellt, der n Repräsentationen beinhaltet und anschließend gemäß Block F von einem mit der Thermografiekamera 8 verbundenen Rechner 10 rechnermäßig ausgewertet wird.From the thermography camera 8th becomes, as block E shows, a thermographic film 9 which contains n representations and then according to block F of one with the thermographic camera 8th connected computers 10 is evaluated by computer.

Nach erfolgter Thermografieprüfung der thermografisch zu prüfenden Oberfläche 4 des Bauteils 1 wird, wie Block G zeigt, die elektrostatische Aufladung des Bauteils 1 abgeschaltet und das auf der thermografisch zu prüfende Oberfläche 4 des Bauteils 1 zumindest teilweise aufgebrachte Beschichtungspulver 6 durch Vibration (Pfeil 11) von der thermografisch geprüften Oberfläche 4 des Bauteils 1 entfernt und an der Position 12 zur Wiederverwendung bereitgestellt. Der Ausgangszustand des Bauteils 1 ist, wie Block H verdeutlicht, somit wieder hergestellt.After thermography examination of the thermographic surface to be tested 4 of the component 1 As block G shows, the electrostatic charge of the device is increased 1 switched off and on the thermographic surface to be tested 4 of the component 1 at least partially applied coating powder 6 by vibration (arrow 11 ) from the thermographically tested surface 4 of the component 1 away and at the position 12 provided for reuse. The initial state of the component 1 is, as Block H illustrates, thus restored.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bauteil eines Materials mit einem Emissionskoeffizienten beträchtlich kleiner 1Component of a material with an emission coefficient considerably less than 1
22
Innere Fehler des BauteilsInternal error of the component
33
Impulsthermografisch anzuregende Oberfläche des BauteilsImpulse-thermographically stimulable surface of the component
44
Thermografisch zu prüfende Oberfläche des BauteilsThermographically to be tested surface of the component
55
Elektrostatik-PistoleElectrostatic gun
66
Beschichtungsmedium, Beschichtungspulver eines Emissionskoeffizienten nahe 1Coating medium, coating powder with an emission coefficient close to 1
77
Pfeil, der die impulsthermografische Anregung symbolisiertArrow symbolizing the impulse thermographic excitation
88th
Thermografiekamerathermographic camera
99
Thermografiefilmthermography film
1010
Rechnercomputer
1111
Pfeil, der die Vibration des Bauteils symbolisiertArrow symbolizing the vibration of the component
1212
Position, an der das Beschichtungspulver zur Wiederverwendung bereit gestell wirdPosition at which the coating powder is ready for reuse
nn
Anzahl der Repräsentationen des ThermografiefilmsNumber of representations of the thermographic film
Block A–HBlock A-H
Verfahrensschrittesteps

Claims (7)

Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines spiegelnden Bauteils aus einem Material mit einem Emissionskoeffizienten kleiner als 1 auf innere und/oder Oberflächenfehler, bei dem das Bauteil impulsthermografisch angeregt und der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil mittels einer Thermografiekamera thermografisch in einer Vielzahl n Repräsentationen erfasst wird, aus denen von der Thermografiekamera ein Thermografiefilm erstellt wird, der mittels eines mit der Thermografiekamera verbundenen Rechners rechnermäßig ausgewertet wird, wobei – das Bauteil vor der impulsthermografischen Anregung zunächst elektrostatisch aufgeladen und – dann auf die zur anregungsseitigen Oberfläche des Bauteils abgewandte zu prüfende Oberfläche des Bauteils mindestens teilweise ein Medium mit einem Emissionskoeffizienten nahe 1 elektrostatisch appliziert wird, – anschließend die impulsthermografische Anregung des Bauteils erfolgt, – nachfolgend und/oder simultan von der Thermografiekamera der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil infolge des Emissionskoeffizienten nahe 1 des auf die zu prüfende Oberfläche des Bauteils zumindest teilweise elektrostatisch applizierten Mediums entsprechend verstärkt oder optimiert thermografisch bildmäßig erfasst und der von der Thermografiekamera erstellte Thermografiefilm von dem mit letzterer verbundenen Rechner rechnermäßig ausgewertet wird, und nach erfolgter Thermografieprüfung der zu prüfende Oberfläche des Bauteils die elektrostatische Aufladung des Bauteils abgeschaltet und das auf die thermografisch zu prüfende Oberfläche des Bauteils zumindest teilweise schichtmäßig aufgebrachte Pulver durch Vibration des Bauteils von der thermografisch geprüften Oberfläche des Bauteils entfernt und zur Wiederverwendung bereit gestellt wird.A method for non-destructive testing of a specular component made of a material having an emission coefficient of less than 1 for internal and / or surface defects, in which the component is excited by pulse thermography and the transient heating and / or cooling process in the component by means of a thermographic camera thermographically in a multiplicity n representations is detected, from which of the thermography camera a thermographic film is created, which is evaluated by means of a computer connected to the thermographic camera computationally, wherein - The component before the pulse thermo-excitation first electrostatically charged and Then at least partially a medium having an emission coefficient close to 1 is electrostatically applied to the surface of the component to be tested facing away from the excitation-side surface of the component, - then the pulse thermo-magnetic excitation of the component takes place, - Subsequently and / or simultaneously thermography of the thermographic camera, the transient heating and / or cooling process in the component as a result of the emission coefficient near 1 to the surface to be tested of the component at least partially electrostatically applied medium amplified or optimized thermographically recorded imagewise and by the thermography camera created thermographic film is computationally evaluated by the computer connected to the latter, and after the thermographic examination of the surface of the component to be tested, the electrostatic charge of the component is switched off and the powder applied to the thermographically to be tested surface of the component at least partially layered powder removed by vibration of the component from the thermographically tested surface of the component and provided for reuse. Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines spiegelnden Bauteils aus einem Material mit einem Emissionskoeffizienten kleiner als 1 auf innere und/oder Oberflächenfehler, bei dem das Bauteil impulsthermografisch angeregt und der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil mittels einer Thermografiekamera thermografisch in einer Vielzahl n Repräsentationen erfasst wird, aus denen von der Thermografiekamera ein Thermografiefilm erstellt wird, der mittels eines mit der Thermografiekamera verbundenen Rechners rechnermäßig ausgewertet wird, wobei – das Bauteil vor der impulsthermografischen Anregung zunächst elektrostatisch aufgeladen und – dann auf die zur anregungsseitigen Oberfläche des Bauteils abgewandte zu prüfende Oberfläche des Bauteils mindestens teilweise ein Medium mit einem Emissionskoeffizienten nahe 1 elektrostatisch appliziert wird, – anschließend die impulsthermografische Anregung des Bauteils erfolgt, – nachfolgend und/oder simultan von der Thermografiekamera der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil infolge des Emissionskoeffizienten nahe 1 des auf die zu prüfende Oberfläche des Bauteils zumindest teilweise elektrostatisch applizierten Mediums entsprechend verstärkt oder optimiert thermografisch bildmäßig erfasst und der von der Thermografiekamera erstellte Thermografiefilm von dem mit letzterer verbundenen Rechner rechnermäßig ausgewertet wird, und – nach erfolgter Thermografieprüfung der thermografisch zu prüfende Oberfläche des Bauteils dessen Polung umgekehrt wird und die Schicht des auf die thermografisch zu prüfende Oberfläche des Bauteils elektrostatisch applizierten Pulvers durch die Umpolung des Bauteils von der thermografisch geprüften Oberfläche abgestoßen und entfernt wird.A method for non-destructive testing of a specular component made of a material having an emission coefficient of less than 1 for internal and / or surface defects, in which the component is excited by pulse thermography and the transient heating and / or cooling process in the component by means of a thermographic camera thermographically in a multiplicity n representations is detected, from which of the thermography camera a thermographic film is created, which is evaluated by means of a computer connected to the thermographic camera computationally, wherein - The component before the pulse thermo-excitation first electrostatically charged and Then at least partially a medium having an emission coefficient close to 1 is electrostatically applied to the surface of the component to be tested facing away from the excitation-side surface of the component, - then the pulse thermo-magnetic excitation of the component takes place, - Subsequently and / or simultaneously thermography of the thermographic camera, the transient heating and / or cooling process in the component as a result of the emission coefficient near 1 to the surface to be tested of the component at least partially electrostatically applied medium amplified or optimized thermographically recorded imagewise and by the thermography camera created thermographic film is computationally evaluated by the computer connected to the latter, and - After thermography examination of the thermographic surface to be tested of the component whose polarity is reversed and the layer of electrostatically applied to the thermographic surface of the component powder is repelled by the polarity reversal of the component of the thermographically tested surface and removed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium, das auf die zu prüfende Oberfläche des Bauteils mindestens teilweise elektrostatisch appliziert wird, ein schwarzes Pulver wie Ruß verwendet wird. A method according to claim 1 or 2, characterized in that as a medium which is at least partially electrostatically applied to the surface to be tested of the component, a black powder such as carbon black is used. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das schwarze Pulver mittels einer Elektrostatik-Pistole mit homogener Schichtstärke auf die thermografisch zu prüfende Oberfläche des Bauteils temporär elektrostatisch aufgetragen wird.A method according to claim 3, characterized in that the black powder is temporarily electrostatically applied by means of an electrostatic gun with homogeneous layer thickness on the thermographically to be tested surface of the component. Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines spiegelnden Bauteils aus einem Material mit einem Emissionskoeffizienten kleiner als 1 auf innere und/oder Oberflächenfehler, bei dem das Bauteil impulsthermografisch angeregt und der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil mittels einer Thermografiekamera thermografisch in einer Vielzahl n Repräsentationen erfasst wird, aus den von der Thermografiekamera ein Thermografiefilm erstellt wird, der mittels eines mit der Thermografiekamera verbundenen Rechners rechnermäßig ausgewertet wird, wobei – das Bauteil vor der impulsthermografischen Anregung zunächst elektrostatisch aufgeladen und – dann auf die zur anregungsseitigen Oberfläche des Bauteils abgewandte zu prüfende Oberfläche des Bauteils mindestens teilweise schwarze Tinte mit einem Emissionskoeffizienten nahe 1 elektrostatisch appliziert wird, indem die zu prüfende Oberfläche des Bauteils mittels Tampondruck oder Tintenstrahldruck in homogener Schichtstärke bedruckt wird, – anschließend die impulsthermografische Anregung des Bauteils erfolgt, – nachfolgend und/oder simultan von der Thermografiekamera der transiente Erwärmungs- und/oder Abkühlungsvorgang in dem Bauteil infolge des Emissionskoeffizienten nahe 1 der auf die zu prüfende Oberfläche des Bauteils zumindest teilweise elektrostatisch applizierten schwarzen Tinte entsprechend verstärkt oder optimiert thermografisch bildmäßig erfasst und der von der Thermografiekamera erstellte Thermografiefilm von dem mit der Thermo-grafiekamera verbundenen Rechner rechnermäßig ausgewertet wird, und die Bedruckung auf der geprüften Oberfläche des Bauteils dauerhaft belassen oder in einem nachfolgenden Prozessschritt entfernt wird.A method for non-destructive testing of a specular component made of a material having an emission coefficient of less than 1 for internal and / or surface defects, in which the component is excited by pulse thermography and the transient heating and / or cooling process in the component by means of a thermographic camera thermographically in a multiplicity n representations is detected, from which a thermographic film is created by the thermographic camera, which is evaluated by means of a computer connected to the thermographic camera computationally, wherein - The component before the pulse thermo-excitation first electrostatically charged and Then at least partially black ink with an emission coefficient close to 1 is electrostatically applied to the surface of the component to be tested facing away from the excitation-side surface of the component by printing the test surface of the component in homogeneous layer thickness by means of pad printing or inkjet printing, - then the pulse thermo-magnetic excitation of the component takes place, - subsequently and / or simultaneously thermographically recorded by the thermography camera, the transient heating and / or cooling process in the component as a result of the emission coefficient near 1 on the surface to be tested of the component at least partially electrostatically applied black ink or thermographically recorded imagewise and of the Thermographic film created thermographic camera is evaluated by the computer connected to the thermographic camera in a computer, and the printing on the tested surface of the component is permanently left or removed in a subsequent process step. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunstung der auf die zu prüfende Oberfläche des Bauteils bei deren Bedruckung aufgebrachten feuchten Tintenschicht durch einen gezielten Luftstrom beschleunigt und das Bauteil somit verstärkt abgekühlt wird und die dabei im Bauteil induzierten Temperaturgradienten anschließend und/oder simultan bei der thermografischen Prüfung der Oberfläche des Bauteils ausgenutzt werden.A method according to claim 5, characterized in that the evaporation of the surface of the component to be tested when applied wet ink layer accelerated by a targeted air flow and the component is thus increasingly cooled and the temperature induced thereby in the component temperature gradient then and / or simultaneously the thermographic examination of the surface of the component are exploited. Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als spiegelndes Bauteil ein Kfz-Bauteil aus Aluminium oder aus Edelstahl oder aus einem verzinkten Eisenblech verwendet wird.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a vehicle component made of aluminum or stainless steel or of a galvanized sheet iron is used as the reflecting component.
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