DE19712650C2 - Procedure for crack testing of highly stressed components - Google Patents

Procedure for crack testing of highly stressed components

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung von Bau­ teilen auf Defekte, insbesondere zur Rißprüfung, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt wird.The invention relates to a method for checking construction share on defects, especially for crack testing, as in The preamble of claim 1 is assumed.

Zur Überprüfung von Bauteilen, welche besonderen Belastungen unterliegen und daher besondere Zuverlässigkeitskriterien er­ füllen müssen, werden Rißprüfungen angewendet. Zum Einsatz kommen dabei hauptsächlich die Farbeindringprüfung und die Wirbelstromprüfung. Bei der Farbeindringprüfung wird die gesam­ te Bauteiloberfläche mit einem Färbungsmittel behandelt und auf durch vermehrte Anhäufung des Färbungsmittels angezeigte Risse hin ausgewertet. Im Falle von verdeckten Rissen oder einem ungünstigen Zustand der Bauteiloberfläche ist dieses Prüfver­ fahren jedoch nicht einsetzbar. Bei der Wirbelstromprüfung wird die zu prüfende Bauteiloberfläche mittels einer Wirbelstromson­ de mäander- oder kreisförmig abgetastet, wobei ein möglicher­ weise vorliegender Riß durch ein typisches Meßsignal detektiert wird. Bei komplizierter Bauteilgeometrie ist die Führung der Wirbelstromsonde jedoch sehr aufwendig oder aber es ist durch geometrisch beengte Verhältnisse am Bauteil eine Bewegung der Sonde sogar unmöglich.For checking components, which special loads subject and therefore he special reliability criteria crack tests are applied. For use come mainly the dye penetration test and the Eddy current testing. In the color penetration test, the total te component surface treated with a coloring agent and on cracks indicated by increased accumulation of the colorant evaluated. In the case of hidden cracks or one This test ver is the unfavorable condition of the component surface but cannot be used. During the eddy current test the component surface to be tested using an eddy current probe de meandering or circularly scanned, one possible wise existing crack detected by a typical measurement signal becomes. If the component geometry is complicated, the guide is the Eddy current probe, however, very expensive or it is through geometrically confined conditions on the component a movement of the Probe even impossible.

Verdichterschaufeln und Verdichterscheiben von Turbinen, insbe­ sondere von Strahltriebwerken zählen zu den mechanisch hoch belasteten Bauteilen, bei denen ein Riß zu Bauteilversagen und katastrophalem Schaden führen kann. Für die rißgefährdeten Bereiche an den Turbinenscheibenhöckern und den Verdichter­ schaufelfüßen sind die beiden oben genannten Prüfungsverfahren nicht geeignet, denn die Bauteilgeometrie beschränkt den Ein­ satz und die Führung von Wirbelstromsonden auf Teilbereiche und das gerade an den hoch belasteten Stellen auftretende Fretting (Reibverschleiß) bei dem standardmäßig verwendeten Werkstoff Titan verhindert den Einsatz der Farbeindringprüfung gerade an den kritischsten Stellen.Compressor blades and compressor disks of turbines, esp Especially jet engines are among the mechanically high ones stressed components where a crack leads to component failure and can cause catastrophic damage. For those at risk of cracking Areas on the turbine disc bumps and the compressor Bucket feet are the two test methods mentioned above not suitable, because the component geometry limits the on  and the routing of eddy current probes to subareas and the fretting that occurs at the highly stressed areas (Frictional wear) with the material used as standard Titan is preventing the use of the dye penetration test the most critical spots.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Überprü­ fung von Bauteilen auf Defekte, insbesondere zur Rißprüfung als bekannt vorausgesetzt, bei dem eine Ultraschallwelle erzeugt und das Bauteil der Ultraschallwelle ausgesetzt wird, und eine von einem an dem Bauteil vorhandenen Defekt reflektierte Welle zur Erfassung des Defekts detektiert wird.In the present invention, a method for checking is provided Testing components for defects, especially for crack testing known provided that an ultrasonic wave is generated and the component is exposed to the ultrasonic wave, and a wave reflected from a defect present on the component is detected to detect the defect.

In "Werkstoffprüfung mit Ultraschall", J. Krautkrämer, H. Krautkrämer, 5. Auflage, 1986, Seite 390 bis 391 wird ein Ver­ fahren zur Überprüfung von Bauteilen auf Risse gezeigt, bei dem der zu überprüfende Bereich des Bauteils mit einem Kunststoff­ block in Kontakt gebracht wird und in dem Kunststoffblock eine Ultraschallwelle erzeugt wird. Dabei werden Risse in dem Be­ reich des Bauteils detektiert, der von dem Kunststoffblock um­ geben ist.In "Material testing with ultrasound", J. Krautkrämer, H. Krautkrämer, 5th edition, 1986, pages 390 to 391 a Ver drive to check components for cracks, where the area of the component to be checked with a plastic block is brought into contact and one in the plastic block Ultrasonic wave is generated. Cracks in the Be range of the component detected by the plastic block around give is.

Die US 52 75 052 zeigt ein Ultraschall-Prüfsystem, mit dem ein Ul­ traschallstrahl auf eine Stelle der Oberfläche eines zu über­ prüfenden Bauteils gerichtet wird. Der. Strahl wird durch eine Flüssigkeit geleitet und an die Oberfläche des in die Flüssig­ keit eingetauchten Bauteils angekoppelt.The US 52 75 052 shows an ultrasonic test system with which an Ul ultrasound beam to a spot on the surface of an over testing component is directed. Of the. Beam is through a Liquid passed and to the surface of the in the liquid coupled immersed component.

In der DE 43 05 064 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen zerstörungsfreien Charakterisierung mehrerer Kennwerte oberflächenmodifizierter Werkstoffe beschrieben. Da­ bei werden aus dem Signalverlauf von zwei Ultraschallober­ flächenwellenimpulsen Frequenzbereiche herausgeschnitten, da­ raus Laufzeiten und Geschwindigkeiten ermittelt und über Korre­ lationen der Kennwert bestimmt.DE 43 05 064 C1 describes a method and a device for simultaneous non-destructive characterization of several Characteristic values of surface-modified materials are described. There at become from the waveform of two ultrasound surface wave impulses cut out frequency ranges because  out run times and speeds determined and corrected the characteristic value determined.

Bei den bekannten Verfahren besteht die Gefahr, daß Fretting- bzw. Reibverschleißmarken im Bereich des Risses seine Erfassung behindern bzw. Störsignale erzeugen, wodurch die Zuverlässig­ keit und die Nachweisempfindlichkeit beeinträchtigt wird.In the known methods there is a risk that fretting or friction wear marks in the area of the crack its detection hinder or generate interference signals, making the Reliable speed and the sensitivity of detection is impaired.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überprüfung von Bauteilen auf Defekte anzugeben, das eine erhöhte Zuverlässigkeit bietet und auch an kritischen Stellen eine hohe Nachweisempfindlichkeit, z. B. bei der Rißprüfung, aufweist.It is the object of the present invention, a method To check components for defects, indicate the one offers increased reliability and also in critical areas a high detection sensitivity, e.g. B. in the crack test, having.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.This object is achieved by the method specified in claim 1 solved.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Überprüfung von Bau­ teilen auf Defekte angegeben, insbesondere zur Rißprüfung, bei dem eine Ultraschallwelle erzeugt und das Bauteil der Ultra­ schallwelle ausgesetzt wird und eine von einem an dem Bauteil vorhandenen Defekt reflektierte Welle zur Erfassung des Defekts detektiert wird, wobei ein erster Bereich des zu überprüfenden Bauteils mit einem ersten Medium in Kontakt gebracht wird, und in dem ersten Medium eine Ultraschallwelle erzeugt wird, und wobei das Bauteil in einem zweiten Bereich auf den Defekt un­ tersucht wird, wobei der zweite Bereich von einem zweiten Medi­ um umgeben wird und von der Grenzfläche zwischen dem ersten Me­ dium und dem zweiten Medium eine Oberflächenwelle an der Ober­ fläche des Bauteils in den zweiten Bereich läuft und anschlie­ ßend eine von dem im zweiten Bereich vorhandenen Defekt reflek­ tierte Welle detektiert wird. According to the invention, a method for checking construction share indicated for defects, especially for crack testing which generates an ultrasonic wave and the component of the Ultra sound wave is exposed and one of one on the component existing defect reflected wave to detect the defect is detected, a first area of the item to be checked Component is brought into contact with a first medium, and an ultrasonic wave is generated in the first medium, and the component in a second area on the defect un is examined, wherein the second area from a second medi around and from the interface between the first me dium and the second medium a surface wave on the top surface of the component runs into the second area and then ßend one of the defects present in the second area tated wave is detected.  

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß in dem zu untersuchenden zweiten Bereich vorhandene Frettingmarken (Reibverschleißmarken) die Erfassung von Rissen nicht behindern und normalerweise kein Störsignal erzeugen. Somit wird eine hohe Nachweisempfindlichkeit und eine hohe Erfassungszuverlässigkeit erreicht. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß auch verdeckte Risse in dem zu untersuchenden zweiten Bereich erfaßbar sind.A major advantage of the method according to the invention is it exists in the second area to be examined Fretting marks (wear marks) the detection of cracks  do not hinder and do not normally generate an interference signal. Thus, a high detection sensitivity and a high Detection reliability achieved. Another advantage of The inventive method is that even hidden cracks are detectable in the second area to be examined.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, daß die von dem Defekt reflek­ tierte Welle als Oberflächenwelle in das erste Medium zurück­ läuft und dort detektiert wird.According to an advantageous embodiment of the invention The method provides that the reflection from the defect tated wave as surface wave back into the first medium runs and is detected there.

Gemäß einer Ausbildung ist es vorgesehen, daß das erste Medium eine Flüssigkeit ist und daß das zweite Medium ein Gas ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das erste Medium Wasser ist und das zweite Medium Luft ist.According to an embodiment, it is provided that the first medium is a liquid and that the second medium is a gas. In particular, it is advantageous if the first medium is water is and the second medium is air.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, daß die Ultraschallwelle mittels eines in das erste Medium eingetauchten oder an dieses angekop­ pelten Ultraschallwandlers erzeugt wird.According to an advantageous embodiment of the invention The method provides that the ultrasound wave is by means of one immersed in or attached to the first medium pelten ultrasonic transducer is generated.

Vorzugsweise wird die von dem Defekt reflektierte Welle mittels des die Ultraschallwelle erzeugenden Ultraschallwandlers detek­ tiert. Alternativ dazu kann die von dem Defekt reflektierte Welle mittels eines weiteren in das erste Medium eingetauchten oder an dieses angekoppelten Ultraschallwandlers erzeugt wer­ den.The wave reflected by the defect is preferably by means of of the ultrasonic transducer generating the ultrasonic wave animals. Alternatively, the one reflected by the defect can be Wave immersed in the first medium by means of another or who is connected to this coupled ultrasonic transducer the.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, daß die Oberfläche des Bauteils mittels der Ultraschallwelle ortsauflösend abgetastet wird. Dabei kann es vorgesehen sein, daß die Oberfläche des Bauteils durch Verschiebung von Bauteil und Ultraschallwandler relativ zueinander ortsauflösend abgetastet wird, oder alternativ kann die Oberfläche des Bauteils mittels eines Ultraschllwandlers ortsauflösend abgetastet werden, welcher eine Ultraschallwelle variabler Richtung abgibt. Vorzugsweise ist es dabei vorgese­ hen, daß die Oberfläche des Bauteils der Schnittlinie der Ober­ fläche desselben und der Grenzfläche des ersten und zweiten Mediums folgend abgetastet wird.It is preferably provided that the surface of the component is scanned in a spatially resolving manner by means of the ultrasonic wave. It can be provided that the surface of the component by shifting the component and the ultrasonic transducer relatively to each other is scanned in a spatially resolving manner, or alternatively can the surface of the component using an ultrasonic transducer be scanned locally, which is an ultrasonic wave variable direction. It is preferably pre-selected hen that the surface of the component of the cutting line of the upper  area of the same and the interface of the first and second Medium is scanned following.

Vorzugsweise wird das zu untersuchende Bauteil nur zu einem kleinen Teil in das erste Medium eingetaucht. Dies hat den Vorteil, daß die von der Ultraschallwelle erzeugte Oberflächen­ welle direkt nach der Einkopplung den von der Flüssigkeit be­ netzten Bereich verläßt. Schallverluste durch Abstrahlung und Reibung werden auf diese Weise minimal gehalten.The component to be examined preferably becomes only one small part immersed in the first medium. This has the Advantage that the surfaces generated by the ultrasonic wave wave immediately after the coupling of the liquid leaves the area. Sound losses through radiation and In this way, friction is kept to a minimum.

Von besonderem Vorteil ist es, die Grenzfläche an der Oberflä­ che des ersten Mediums durch eine dünne Folie zu erzeugen und das zu untersuchende Bauteil über diese dünne Folie mit dem ersten Medium in Kontakt zu bringen. Dadurch wird der Einfluß von Wellenbewegungen der Flüssigkeit und Kapillarnähten unter­ drückt, so daß eine weitere Reduktion des Störsignals und eine Erhöhung der Nachweisempfindlichkeit erreicht werden kann. Die Folie ist vorzugsweise eine Kunststoffolie.It is of particular advantage to have the interface at the surface surface of the first medium using a thin film and the component to be examined over this thin film with the to bring the first medium into contact. This will make the influence of wave movements of the liquid and capillary sutures underneath presses so that a further reduction of the interference signal and a Increase in detection sensitivity can be achieved. The The film is preferably a plastic film.

Von besonderem Vorteil ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung von im Betrieb hoch belasteten Bau­ teilen aus Metall, wobei die überprüften Teile insbesondere aus Titan bestehen können.The use of the invention is particularly advantageous Procedure for checking construction that is heavily loaded during operation parts made of metal, with the checked parts in particular Titan can exist.

Von besonderem Vorteil erweist sich das erfindungsgemäße Ver­ fahren zur Überprüfung von Verdichterschaufeln und/oder Ver­ dichterscheiben von Turbinen, insbesondere von Strahltriebwer­ ken und Gasturbinen.The Ver according to the invention proves to be particularly advantageous drive to check compressor blades and / or Ver sealing discs of turbines, in particular of jet engines ken and gas turbines.

Von besonderem Vorteil ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Überprüfung der Schaufelfüße von Verdichterschaufeln und/oder der Scheibenhöcker von Verdichterscheiben, wobei diese an einem ersten, im Betrieb gering belasteten Bereich mit dem ersten Medium in Kontakt gebracht werden, um einen zweiten, im Betrieb hoch belasteten Bereich des Schaufelfußes bzw. des Scheibenhöc­ kers auf Defekte, insbesondere auf Risse zu untersuchen.The method according to the invention is particularly advantageous for Checking the blade roots of compressor blades and / or the disc hump of compressor discs, these on one first, in the area with little traffic, with the first Medium to be contacted to a second, in operation highly stressed area of the blade root or the disc hump kers for defects, especially for cracks.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnung erläutert.The following is an embodiment of the invention Process explained using the drawing.

Die Figur zeigt eine Anordnung zur Untersuchung eines Schaufel­ fußes oder Scheibenhöckers einer Verdichterschaufel bzw. einer Verdichterscheibe einer Turbine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.The figure shows an arrangement for examining a blade foot or disc hump of a compressor blade or one Compressor disk of a turbine according to an embodiment the invention.

In der Figur bedeutet Bezugszeichen 1 ein zu überprüfendes Bauteil, beispielsweise den Schaufelfuß einer Verdichterschau­ fel oder den Scheibenhöcker einer Verdichterscheibe. Bei dem zu untersuchenden Bauteil 1 gibt es einen ersten Bereich 1a an dem unteren, flachen Bereich des Schaufelfußes und einen zweiten Bereich 1b an der Seite des zu untersuchenden Bauteils, bei welchem im Betriebszustand des Bauteils große Kräfte angreifen und damit hohe Belastungen auftreten. Aufgrund des dabei auf­ tretenden Reibverschleißes bilden sich in dem zweiten Bereich 1b sogenannte Frettingmarken (Reibverschleißmarken). Dieser zweite Bereich 1b ist gleichzeitig der auf vorhandene Defekte, insbesondere Risse zu untersuchende Bereich des Bauteils 1, wobei in der Figur in dem zweiten Bereich 1b ein Riß 4 darge­ stellt ist. Ein solcher Riß 4 hätte, wenn er bei der Überprü­ fung des Bauteils unerkannt bleibt, beim Betrieb möglicherweise katastrophale Folgen und muß zuverlässig erkannt werden.In the figure, reference numeral 1 denotes a component to be checked, for example the blade root of a compressor blade or the disc hump of a compressor disc. In the component 1 to be examined there is a first region 1 a on the lower, flat region of the blade root and a second region 1 b on the side of the component to be examined, in which large forces act in the operating state of the component and thus high loads occur. Due to the friction wear that occurs in the process, so-called fretting marks (friction wear marks) are formed in the second area 1 b. This second area 1 b is at the same time the area of the component 1 to be examined for existing defects, in particular cracks, a crack 4 being shown in the figure in the second area 1 b. Such a crack 4 , if it remains undetected during the examination of the component, could have catastrophic consequences during operation and must be reliably identified.

Zur Überprüfung des Bauteils 1 auf Defekte, insbesondere eines Risses 4, wird der erste Bereich 1a, hier nämlich der untere, flache Bereich des Schaufelfusses bzw. des Scheibenhöckers, mit einem ersten Medium 2 in Kontakt gebracht, in welchem ein Ul­ traschallwandler 3 angeordnet ist, der eine Ultraschallwelle 7 in Richtung auf den ersten Bereich 1a abgibt. Der Rest des zu untersuchenden Bauteils 1 oberhalb des ersten Mediums 2 ist von einem zweiten Medium 9 umgeben. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das erste Medium 2 Wasser und das zweite Medium 9 ist Luft.To check the component 1 for defects, in particular a crack 4 , the first region 1 a, here namely the lower, flat region of the blade root or the bump of the disc, is brought into contact with a first medium 2 , in which an ultrasonic transducer 3 is arranged is that emits an ultrasonic wave 7 in the direction of the first region 1 a. The rest of the component 1 to be examined above the first medium 2 is surrounded by a second medium 9 . In the exemplary embodiment, the first medium 2 is water and the second medium 9 is air.

Zwischen der Unterseite des Schaufelfusses bzw. des Scheiben­ höckers, dem ersten Bereich 1a, und der Oberfläche des Wasser­ bades 2 ist ein Kunststoffilm 6 angeordnet, welcher eine Grenz­ fläche 8 zwischen dem ersten Bereich 1a des zu untersuchenden Bauteils 1 und dem ersten Medium 2, dem Wasserbad bildet. Die­ ser Kunststoffilm unterdrückt den Einfluß von Wellenbewegungen in dem Wasserbad 2 sowie von Kapillarnähten.Between the underside of the blade root or the disc hump, the first area 1 a, and the surface of the water bath 2 , a plastic film 6 is arranged which has an interface 8 between the first area 1 a of the component 1 to be examined and the first medium 2 , the water bath forms. The water plastic film suppresses the influence of wave movements in the water bath 2 and capillary seams.

Zur Überprüfung des Bauteils auf Defekte, insbesondere Risse, wird mit dem Ultraschallwandler 3 eine Ultraschallwelle 7 er­ zeugt und in der Nähe der Schnittlinie der Oberfläche des Bau­ teils 1 und der Grenzfläche 8 des ersten und zweiten Mediums 2, 9 auf den ersten Bereich 1a abgestrahlt. Hier wird die Ultra­ schallwelle 7 in den ersten Bereich 1a des Bauteils 1 eingekop­ pelt und läuft als Oberflächenwelle 5 der Oberflächenkontur des Bauteils 1 folgend in den zu untersuchenden Bereich 1b. Ein in diesem Bereich vorhandener Defekt, etwa der Riß 4 erzeugt ein Echosignal in Form einer reflektierten Welle, welche auf dem umgekehrten Weg wieder in das Wasserbad 2 zurückläuft und dort detektiert werden kann. In dem zweiten Bereich 1b an der Ober­ fläche des zu untersuchenden Bauteils vorhandene Frettingmarken führen normalerweise zu keinem Störsignal, so daß die Überprü­ fung des Bauteils mit hoher Nachweisempfindlichkeit erfolgt.To check the component for defects, in particular cracks, an ultrasonic wave 7 is generated with the ultrasonic transducer 3 and in the vicinity of the cutting line of the surface of the construction part 1 and the interface 8 of the first and second medium 2 , 9 on the first region 1 a emitted. Here, the ultra sound wave 7 is coupled into the first area 1 a of the component 1 and runs as a surface wave 5 following the surface contour of the component 1 into the area 1 b to be examined. A defect present in this area, such as the crack 4, generates an echo signal in the form of a reflected wave, which runs back into the water bath 2 in the opposite way and can be detected there. In the second region 1 b on the upper surface of the existing component to be examined Frettingmarken normally lead to any disturbing signal, so that the reconsider a component with a high detection sensitivity is performed.

Die von dem Riß 4 ebenfalls als Oberflächenwelle in das Wasser­ bad 2 zurücklaufende reflektierte Welle wird in dem Wasserbad wieder mittels des Ultraschallwandlers 3 detektiert. Alternativ dazu kann auch ein weiterer Ultraschallwandler 11 vorgesehen sein, welcher der Erfassung der reflektierten Signale dient.The reflected wave from the crack 4, also returning as a surface wave into the water bath 2 , is detected again in the water bath by means of the ultrasonic transducer 3 . As an alternative to this, a further ultrasonic transducer 11 can also be provided, which is used to record the reflected signals.

Zur ortsauflösenden Abtastung der Oberfläche des Bauteils 1 werden das Bauteil 1 und der Ultraschallwandler 3 relativ zu­ einander verschoben oder ein Ultraschallwandler 3 verwendet, welcher eine Ultraschallwelle 7 variabler Richtung abgibt. Die Oberfläche des Bauteils 1 wird der Schnittlinie von deren Ober­ flächenkontur und der Grenzfläche 8 folgend abgetastet, also in dem Bereich, wo sich das Bauteil 1 gerade noch in dem Wasserbad 2 befindet.For the spatially resolving scanning of the surface of the component 1 , the component 1 and the ultrasound transducer 3 are displaced relative to one another or an ultrasound transducer 3 is used which emits an ultrasound wave 7 of variable direction. The surface of the component 1 is scanned following the cutting line from its upper surface contour and the boundary surface 8 , that is to say in the area where the component 1 is still in the water bath 2 .

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können im Betrieb hoch belastete Teile, insbesondere Triebwerksteile wie Schaufelfüße von Verdichterschaufeln und Scheibenhöcker von Verdichterschei­ ben zuverlässig und mit hoher Nachweisempfindlichkeit auf De­ fekte, insbesondere auf Risse überprüft werden.With the method according to the invention can be high in operation loaded parts, especially engine parts such as blade feet  of compressor blades and disc humps of compressor discs ben reliably and with high sensitivity to detection on De defects, especially for cracks.

Claims (18)

1. Verfahren zur Überprüfung von Bauteilen auf Defekte, insbesondere zur Riß­ prüfung, bei dem eine Ultraschallwelle (7) erzeugt und das Bauteil (1) der Ul­ traschallwelle (7) ausgesetzt wird und eine von einem an dem Bauteil (1) vor­ handenen Defekt (4) reflektierte Welle zur Erfassung des Defekts (4) detektiert wird, wobei
ein erster Bereich (1a) des zu überprüfenden Bauteils (1) mit einem ersten Me­ dium (2) in Kontakt gebracht wird, und
in dem ersten Medium (2) eine Ultraschallwelle (7) erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bauteil (1) in einem zweiten Bereich (1b) auf den Defekt (4) unter­ sucht wird, wobei der zweite Bereich (1b) von einem zweiten Medium (9) um­ geben wird und von der Grenzfläche (8) zwischen dem ersten Medium (2) und dem zweiten Medium (9) eine Oberflächenwelle (5) an der Oberfläche (10) des Bauteils (1) in den zweiten Bereich (1b) läuft und anschließend
eine von dem im zweiten Bereich (1b) vorhandenen Defekt (4) reflektierte Welle detektiert wird.
1. A method for checking components for defects, in particular for crack testing, in which an ultrasonic wave ( 7 ) is generated and the component ( 1 ) is exposed to the ultrasonic wave ( 7 ) and one of a defect on the component ( 1 ) is present ( 4 ) reflected wave for detecting the defect ( 4 ) is detected, wherein
a first region ( 1 a) of the component to be checked ( 1 ) is brought into contact with a first medium ( 2 ), and
an ultrasonic wave ( 7 ) is generated in the first medium ( 2 ),
characterized by
that the component ( 1 ) is searched for in a second area ( 1 b) for the defect ( 4 ), the second area ( 1 b) being given by a second medium ( 9 ) and by the interface ( 8 ) between the first medium ( 2 ) and the second medium ( 9 ) a surface wave ( 5 ) on the surface ( 10 ) of the component ( 1 ) in the second area ( 1 b) and then
a wave reflected by the defect ( 4 ) present in the second region ( 1 b) is detected.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Defekt (4) reflektierte Welle als Oberflächenwelle in das erste Medium (2) zurückläuft und dort detektiert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the wave reflected by the defect ( 4 ) runs back as a surface wave in the first medium ( 2 ) and is detected there. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Medium (2) eine Flüssigkeit ist, und daß das zweite Medium (9) ein Gas ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the first medium ( 2 ) is a liquid and that the second medium ( 9 ) is a gas. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Medium (2) Wasser ist, und daß das zweite Medium (9) Luft ist.4. The method according to claim 3, characterized in that the first medium ( 2 ) is water and that the second medium ( 9 ) is air. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ultraschallwelle (7) mittels eines in das erste Medium (2) eingetauchten oder an dieses ange­ koppelten Ultraschallwandlers (3) erzeugt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the ultrasonic wave ( 7 ) by means of an immersed in the first medium ( 2 ) or coupled to this ultrasonic transducer ( 3 ) is generated. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Defekt (4) reflektierte Welle mittels des die Ul­ traschallwelle (7) erzeugenden Ultraschallwandlers (3) de­ tektiert wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the from the defect ( 4 ) reflected wave by means of the ultrasonic wave Ul ( 7 ) generating ultrasonic transducer ( 3 ) is detected. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Defekt (4) reflektierte Welle mittels eines weite­ ren in das erste Medium (2) eingetauchten oder an dieses angekoppelten Ultraschallwandlers (11) erzeugt wird.7. The method according to claim 5, characterized in that the from the defect ( 4 ) reflected wave is immersed by means of a wide ren in the first medium ( 2 ) or coupled to this ultrasonic transducer ( 11 ). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberfläche des Bauteils (1) mittels der Ultraschallwelle (7) ortsauflösend abgetastet wird.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the surface of the component ( 1 ) by means of the ultrasonic wave ( 7 ) is scanned in a spatially resolving manner. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Bauteils (1) durch Verschiebung von Bauteil (1) und Ultraschallwandler (3) relativ zueinander ortsauf­ lösend abgetastet wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the surface of the component ( 1 ) by displacement of the component ( 1 ) and ultrasonic transducer ( 3 ) relative to each other is scanned in a location-resolving manner. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Bauteils (1) mittels eines Ultraschallwand­ lers (3) ortsauflösend abgetastet wird, welcher eine Ul­ traschallwelle (7) variabler Richtung abgibt. 10. The method according to claim 8, characterized in that the surface of the component ( 1 ) by means of an ultrasound transducer ( 3 ) is scanned in a spatially resolving manner, which emits an ultrasonic wave ( 7 ) of variable direction. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) der Schnittlinie der Oberfläche des Bauteils (1) und der Grenzfläche (8) des ersten und zweiten Mediums (2, 9) folgend abgetastet wird.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the component ( 1 ) is scanned following the cutting line of the surface of the component ( 1 ) and the interface ( 8 ) of the first and second medium ( 2 , 9 ). 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zu untersuchende Bauteil (1) teil­ weise in das erste Medium (2) eingetaucht wird.12. The method according to any one of claims 3 to 11, characterized in that the component to be examined ( 1 ) is partially immersed in the first medium ( 2 ). 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche (2) an der Oberfläche des ersten Mediums (2) durch eine dünne Folie (6) erzeugt wird, und daß das zu untersuchende Bauteil (1) über die dünne Folie (6) mit dem ersten Medium (2) in Kontakt ge­ bracht wird.13. The method according to any one of claims 3 to 11, characterized in that the interface ( 2 ) on the surface of the first medium ( 2 ) is generated by a thin film ( 6 ), and that the component to be examined ( 1 ) on the thin film ( 6 ) with the first medium ( 2 ) is brought into contact. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (6) eine Kunststoffolie ist.14. The method according to claim 13, characterized in that the film ( 6 ) is a plastic film. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) aus Metall ist.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the component ( 1 ) is made of metal. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) aus Titan besteht.16. The method according to claim 15, characterized in that the component ( 1 ) consists of titanium. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bau­ teil (1) eine Verdichterschaufel und/oder eine Verdichterscheibe einer Turbine, insbesondere eines Strahltriebwerks und einer Gasturbine ist.17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that the construction part ( 1 ) is a compressor blade and / or a compressor disk of a turbine, in particular a jet engine and a gas turbine. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung von Schaufelfüßen von Verdichterschaufeln und/Scheibenhöckern von Verdichterscheiben diese an einem ersten, im Betrieb gering belasteten Bereich (1a) mit dem ersten Medium (2) in Kontakt gebracht werden, um einen zweiten, im Betrieb hoch belasteten Bereich (1b) des Schaufelfußes bzw. des Scheibenhöckers auf Defekte, insbe­ sondere auf Risse zu untersuchen.18. The method according to claim 17, characterized in that for checking the blade roots of compressor blades and / or bumps of compressor discs, these are brought into contact with the first medium ( 2 ) at a first area ( 1 a) which is slightly loaded during operation to examine the second area ( 1 b) of the blade root or the bump of the disc, which is highly loaded during operation, for defects, in particular for cracks.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055982A1 (en) * 2004-11-19 2006-06-01 Daimlerchrysler Ag Locking system for a vehicle
DE102004059086A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-14 Robert Bosch Gmbh Specimen testing device, e.g. for semiconductor, has measuring device, which guides measuring head over diaphragm for low attenuating and reflection-free injecting of scanning medium into specimen, for scanning specimen

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2901885B1 (en) * 2006-05-31 2008-08-08 Georgia Pacific France Soc Par METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE RIGIDITY OF A PAPER SAMPLE
FR2916853B1 (en) 2007-05-29 2009-07-31 Snecma Sa ULTRASONIC PREDICTION OF DEFORMATION OF A PIECE.
DE102015224253A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Apparatus and method for non-destructive testing of an engine component having a circular or annular cross-section

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5275052A (en) * 1992-03-06 1994-01-04 New York Institute Of Technology Tenon inspection systems and methods
DE4305064C1 (en) * 1993-02-19 1994-05-19 Fraunhofer Ges Forschung Non-destructive testing system, e.g. for turbine blade - uses laser beams to stimulate ultrasonic surface waves at spaced points for simultaneous measurement of different characteristics

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5275052A (en) * 1992-03-06 1994-01-04 New York Institute Of Technology Tenon inspection systems and methods
DE4305064C1 (en) * 1993-02-19 1994-05-19 Fraunhofer Ges Forschung Non-destructive testing system, e.g. for turbine blade - uses laser beams to stimulate ultrasonic surface waves at spaced points for simultaneous measurement of different characteristics

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Buch: KRAUTKRÄMER, Josef, KRAUTKRÄMER, Herbert:"Wersktoffprüfung mit Ultraschall", 5. Aufl., 1986, S. 390, 391 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055982A1 (en) * 2004-11-19 2006-06-01 Daimlerchrysler Ag Locking system for a vehicle
DE102004059086A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-14 Robert Bosch Gmbh Specimen testing device, e.g. for semiconductor, has measuring device, which guides measuring head over diaphragm for low attenuating and reflection-free injecting of scanning medium into specimen, for scanning specimen

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