Wie funktioniert die TOFD-Ultraschallprüfung?
Beim TOFD-Verfahren (Time-of-Flight Diffraction) werden zwei Ultraschallprüfköpfe (Sender und Empfänger) gegenüberliegend an der Schweißnaht positioniert. Der Sender sendet kurze Impulse durch das Material, der Empfänger registriert die eintreffenden Signale.
Im Gegensatz zur klassischen Impuls-Echo-Methode basiert TOFD nicht auf reflektierten Echos, sondern auf der Beugung (Diffraktion) der Schallwellen an den Spitzen von Fehlstellen, z. B. an Rissen. Durch präzise Messung der Laufzeitdifferenzen dieser gebeugten Wellen lässt sich die exakte Tiefe und Höhe eines Fehlers berechnen.
Das Ergebnis ist ein zeitaufgelöstes Signaldiagramm, das als Grauwertbild (B-Scan) dargestellt wird. Dieses zeigt die Rissspitzen und den Grundkörper als charakteristische Linien, wodurch ein erfahrener Prüfer Risse zuverlässig erkennen und bewerten kann.
Vorteilhaft ist, dass TOFD unabhängig von der Fehlerorientierung arbeitet, eine hohe Wiederholgenauigkeit besitzt und durch digitale Aufzeichnung eine umfassende Dokumentation ermöglicht.
Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Signale, die bei der TOFD-Ultraschallprüfung registriert werden, und deren Bedeutung für die Fehlerauswertung.
| Signaltyp | Herkunft | Interpretation / Bedeutung |
|---|---|---|
| Lateralwelle | Direkter Weg an der Oberfläche zwischen Sender und Empfänger | Referenzsignal – dient zur Kalibrierung der Laufzeit |
| Beugungswelle oben | Diffraktion an der oberen Spitze eines Risses | Oberer Rissanfang im B-Scan sichtbar |
| Beugungswelle unten | Diffraktion an der unteren Spitze eines Risses | Unterer Rissabschluss, ermöglicht Tiefenbestimmung |
| Rückwandecho | Reflexion von der gegenüberliegenden Bauteilfläche | Zeigt Materialdicke, ggf. Abschattung durch Defekte |
