Ultraschallangeregte Thermografie zur Risserkennung im Stahlbau - Ein Verfahren auf dem Pruefstand / Ultrasound excited thermography applied to constructional steelwork - An emerging crack detection methodology

Die ultraschallangeregte Infrarotthermografie stellt ein innovatives Verfahren zur Erkennung von rissartigen Fehlstellen in metallischen Bauteilen dar. Zur Schwingung angeregte Rissufer reiben und schlagen gegeneinander. Die lokal dissipierte Energie erwaermt den Riss und macht ihn thermografisch sichtbar. Obwohl die Methode seit einigen Jahren Forschungsgegenstand im Bereich der Zerstoerungsfreien Pruefung ist, wurde sie noch nicht im Bauwesen verwendet. Dieser Beitrag stellt das Prinzip des Pruefverfahrens vor und zeigt anhand ausgewaehlter Forschungsergebnisse die Besonderheiten und Probleme auf, die bei der Bauteilpruefung zu beachten sind. Neben den Einfluessen der Anregungsfrequenz und des Vorspannungszustands wird untersucht, inwieweit eine wiederholte Ultraschallanregung schaedigend wirkt. Da die Zusammenhaenge der involvierten dissipativen Effekte, welche die Risserkennung erst ermoeglichen, noch nicht im Detail geklaert sind, wird ein vereinfachter Ansatz fuer die numerische Simulation des Pruefverfahrens vorgestellt, mit dem bisher gute Ergebnisse erzielt wurden. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Ultrasound excited thermography is an innovative method for the detection of crack-like flaws in metal components. When crack faces rub and clap against each other due to vibrational excitation the dissipated energy leads to a local heating of the crack. This way the defect can be detected by means of an infrared camera. Despite of being a research topic in the field of nondestructive testing for several years, the technique has not been transferred to civil engineering, yet. This article presents the NDT method and discusses the essential characteristics and problems which are of concern when testing steel members. The influences of the excitation frequency and the prestressing conditions on the crack detectability as well as possible damaging effects due to repeated insonification are investigated. Since the physical effects involved in the energy dissipation at the crack region are not understood in detail, a simplified numerical simulation approach is presented that leads to good agreement of experimental and numerical results. (A)