Entwicklung und Anwendung eines leistungsfähigen Ultraschall-Verfahrens zur Zerstörungsfreien Prüfung von komplexen Bauteilen aus schwerprüfbaren Werkstoffen am Beispiel von Schiffspropellern - von der Simulation über die Prüfung bis zur Bewertung

Ein Schaden am Propeller kann zu einer erheblichen Einschrankung oder gar zum vollstandigen Verlust der Manovrierfahigkeit eines Schiffes fuhren. Viele der Propellerschaden entstehen ohne direkte ausere Einwirkungen, sondern resultieren aus Produktionsund Reparaturfehlern. Wahrend des Abgusses der Gussrohlinge, die ein Gewicht bis zu 140 Tonnen erreichen, konnen Turbulenzen beispielsweise zu Sandeinschlussen und Poren fuhren. Neben diesen herstellungsbedingten Fehlern konnen wahrend des Betriebs zum Beispiel Grundberuhrung oder Kavitationserosion Schaden verursachen. Schwerwiegendere Schaden an Propellern erfordern das aufwendige Docken des Schiffes und eine Schweisreparatur. Der Bruch eines Flugels (Bild 1) ist haufig durch Rastlinien auf der Bruchflache gekennzeichnet, die das zyklische Risswachstum erkennen lassen und in der Regel an einer Materialoder Schweisnahtfehlstelle an der austretenden Kante beginnen. Der heutige Stand der Technik besteht in der Uberwachung und der strikten Befolgung einer bewahrten Schweisprozedur sowie der anschliesenden Farbeindringprufung, um Oberflachenfehler sichtbar zu machen. Liegen Fehlstellen jedoch innerhalb des Werkstuckes, sind andere effektive zerstorungsfreie Prufverfahren gefragt. Werden Risse damit rechtzeitig entdeckt, konnen Masnahmen ergriffen und grosere Schaden vermieden werden [1]. Kurzfassung Ein zentraler Punkt bei der Schiffssicherheit ist der Erhalt der Manovrierfahigkeit. Ein Schaden am Propeller kann zu einer erheblichen Einschrankung oder gar zum vollstandigen Verlust der Manovrierfahigkeit und damit unter Umstanden zu erheblichen Gefahrdungen der Umwelt fuhren. Viele der Propellerschaden entstehen ohne direkte ausere Einwirkungen, wie zum Beispiel Grundberuhrung, sondern resultieren aus Produktionsund Reparaturfehlern. Im Rahmen des Verbundvorhabens ProRepaS wurde ein bruchmechanisches Konzept zur sicherheitstechnischen Bewertung von innen liegenden (eingeschlossenen) Fehlstellen bei gegossenen Schiffspropellern aus Cu3-Legierungen entwickelt. Voraussetzung dafur war unter anderem die Entwicklung eines leistungsfahigen Verfahrens zur zerstorungsfreien Prufung von Propellerwerkstoffen mit Ultraschall.