Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Inspektionsverfahren nach dem Oberbegriff des

Patentanspruchs 1 sowie ein System zur Durchführung eines derartigen Inspektionsverfahrens.

Vorrichtungen wie Kraftmaschinen, beispielsweise Strömungsmaschinen, sind gewöhnlich zur Zustandsüberwachung von nicht sichtbaren Maschinenbauteilen im Maschineninnem mit einer Vielzahl von Sensoren wie Temperatursensoren und Schwingungssensoren versehen. Registriert nun beispielsweise ein hochdruckturbinenseitiger Temperatursensor eine sogenannte

Übertemperatur, so wird bei Flugtriebwerken im Cockpit eine entsprechende Warnmeldung ausgegeben. Zur Überprüfung, ob das Flugtriebwerk durch die Übertemperatur einen Schaden genommen hat, wird das Triebwerk vom Flügel demontiert und auf Bauteilebene zerlegt. An der ersten Hochdruckturbinenstufe wird dann eine zerstörende metallografische Gefügeanalyse durchgeführt. Anhand von Schliffstandards wird die Gefügeänderung der

Hochdruckturbinenlaufschaufel an drei Stellen bewertet. Zur Berücksichtigung normaler, alterungsbedingter Effekte auf die Gefügestruktur wird ein Schliff auch aus nicht überhitzten Bereichen der Prüfschaufel, zum Beispiel dem Schaufelfuß, zur Bewertung der Veränderungen in Blattmitte herangezogen. Wird eine unzulässige Schädigung des Bauteils nachgewiesen, sind alle Laufschaufeln dieser Stufe zu ersetzen und die Inspektion wird für eine nachfolgende Turbinenstufe fortgesetzt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass in ca. 80 % der Fälle keine Schädigung des

Laufschaufelwerkstoffes durch die Übertemperatur eingetreten ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Inspektionsverfahren zu schaffen, dass einen reduzierten

Inspektionsaufwand aufweist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein System zu schaffen, dass die Durchführung des Inspektionsverfahrens ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Inspektionsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.

Ein erfindungsgemäßes Inspektionsverfahren zum Überprüfen eines Zustandes eines von außen nicht sichtbaren Bauteils und insbesondere von außen nicht zugänglichen Bauteils bzw.

Bauteilbereichs einer Vorrichtung sieht die Verwendung eines Boroskops vor. In einem 1. Schritt

BESTATIGUNGSKOPIE wird ein zerstörungsfreies Prüfverfahren angewendet, bei dem eine physikalische Eigenschaft zumindest eines Bauteilbereichs erfasst wird. In einem Folgeschritt wird ein Vergleich zwischen einem durch das zerstörungsfreie Prüfverfahren erfassten physikalischen Ist-Wert und einem physikalischen Referenzwert des Bauteilbereichs durchgefuhrt. Der Referenzwert wird aus einer Datenbank gelesen und berücksichtigt eine Alterung des Bauteils. In einem weiteren Schritt wird dann eine Abweichung des Ist-Wertes von dem Referenzwert bewertet.

Das erfindungsgemäße Inspektionsverfahren trifft eine zuverlässige und klare Entscheidung darüber, ob eine aufwendig herkömmliche Inspektion wie ein Öffnen der Vorrichtung mit beispielsweise einer zerstörenden metallografischen Werkstoffuntersuchung einzelner Bauteile notwendig ist. Es ist erkannt worden, dass eine Gefügeänderung des Bauteils bzw. des

Bauteilwerkstoffes nicht nur mittels einer Metallografieuntersuchung bzw. allgemeiner ausgedrückt mittels einer Materialografieuntersuchung nachweisbar ist, sondern dass sich die Gefugeänderung ebenfalls auch auf physikalische Eigenschaften des Bauteils auswirkt, was durch entsprechende physikalische Messverfahren erfasst werden kann. Der Begriff„Materialografieuntersuchung“ umfasst Schliffbilduntersuchungen auch von Bauteilen, die nicht metallischer Natur sind, wie zum Beispiel Bauteile aus Faserverbundkunststoffen. Er umfasst somit den Begriff

„Metallografieuntersuchung“, der wortsinngemäß nur Untersuchungen an metallischen Bauteilen umfasst. Eine boroskopbasierte zerstörungsfreie Überprüfung der Veränderung einer oder mehrerer physikalischer Eigenschaften ermöglicht eine Untersuchung des Bauteils bei geschlossener Vorrichtung und somit an der montierten Vorrichtung. Eine unnötige Zerlegung der Vorrichtung wird vermieden. Die Berücksichtigung der Alterung gewährleistet ein zuverlässiges Prüfergebnis, da eine Abweichung in der jeweils gemessenen physikalischen Eigenschaft nicht auf ein Neuteil bezogen wird, das eben keine Alterungsspuren aufweist, sondern auf ein gelaufenes Bauteil mit gleicher oder zumindest ähnlicher Historie. Die Alterung des Bauteils bzw. Bauteilwerkstoffs, ergibt sich beispielsweise über Temperaturereignisse aus dem Flugbetrieb wie Temperaturverlauf und Höchsttemperatur, Laufdauer, Betriebspunkt des Triebwerks, ETM-Daten und dergleichen. Hierdurch lässt sich der Inspektionsaufwand wesentlich reduzieren. Der Vergleich und die

Bewertung erfolgen vorzugsweise automatisiert, so dass eine das Inspektionsverfahren

durchfuhrende Person lediglich das Boroskop mit einem Prüfkopf auszuwählen und entsprechend zu positionieren hat. Die Wahl des geeigneten Prüfverfahrens kann sich an Kriterien wie dem Bauteilwerkstoff, der Bauteilzugänglichkeit und/oder der bisherigen Historie des Bauteils orientieren und unter Berücksichtigung dieser beispielhaften Kriterien ebenfalls automatisiert dem Anwender vorgeschlagen werden. Beispielhafte Vorrichtungen sind Kraftmaschinen wie Strömungsmaschinen, insbesondere Flugtriebwerke, Industrieturbinen, Kraftwerksturbinen und Schiffsturbinen.

Der Inspektionsaufwand wird bei Anwendung des erfindungsgemäßen Inspektionsverfahrens deutlich reduziert. Das Inspektionsverfahren ermöglicht bei einer schnellen Überprüfung mehrerer Schaufeln ein zuverlässigeres Prüfergebnis und somit eine belastbare Ausage über den Zustand des jeweiligen Bauteils. Bei Flugtriebwerken werden unnötige„Shop Visits“ vermieden, stattdessen werden die„On-Wing-Zeiten“ erhöht. Bevorzugte zerstörungsfreie Prüfverfahren beinhalten eine Aussetzung des zumindest einen Bauteilbereichs einem Mikrowellenfeld, einem Ultraschallfeld, Röntgenstrahlen oder einem

Wirbelstrom. Weitere alternative oder ergänzende zerstörungsfreie Prüfverfahren sind, ohne einschränkend zu wirken, eine Thermografieanalyse, eine Schwingungs- und Resonanzanalyse und/ oder eine Leitfahigkeitsmessung, insbesondere eine elektrische Leitfähigkeitsmessung.

So ist zur Durchführung einer Röntgenprüfimg die Zugänglichkeit des bzw. der Bauteile von zwei Seiten vorteilhaft. Beispielsweise können durch vorhandene Bohrungen, wie insbesondere bei Strömungsmaschinen Bohrungen in der Brennkammer, die beispielsweise für Einspritzdüsen genutzt werden, der Röntgenstrahler geführt und durch vorhandene Boroskopöffhungen im Gehäuse der Strömungsmaschine Röntgendetektoren eingeführt und sicher positioniert werden.

Bei der Durchführung einer Wirbelstromprüfimg ist es beispielsweise zweckmäßig, den Messkopf bauteilbezogen zu positionieren, um das erfasste Materialvolumen reproduzierbar zu definieren. Hierbei ist die Orientierung und Fixierung des Prüfkopfs insbesondere an den Kühlluftbohrungen verwendbar.

Eine weitere konkret durchführbare Messmethode ist die prozesskompensierte Resonanzprüfung PCRT (Process Compensated Resonance Testing). Über diese Resonanzanalyse können mittels einer speziellen Hochffequenzmesstechnik und einer speziellen Analyse-Software auch

vergleichsweise kleine lokale Veränderungen im Bauteil erfasst werden.

Bei der Durchführung einer elektrischen Leitfähigkeitsmessung können die Elektroden zum

Festlegen des Strompfads durch das Bauteil so gestaltet werden, dass ein Stromein- und -austritt beispielsweise über die Kühlluftbohrungen erfolgt. Insbesondere ist beim Verwenden von mehr als zwei Messstellen eine Kreuzmessung möglich, die Aussagen um eine Fläche ermöglicht.

Die genannten Beispiele für zerstörungsfreie Prüfverfahren: Röntgenprüfung Wirbelstromprüfimg Resonanzprüfung und Leitfähigkeitsmessung stellen beispielsweise konkrete Anwendungen an Turbinenschaufeln im eingebauten Zustand bei Strömungsmaschinen dar.

Sollte beim Bewerten festgestellt werden, dass, die Abweichung innerhalb eines zulässigen

Toleranzfeldes liegt, sieht ein Ausführungsbeispiel vor, das Bauteil als„in Ordnung“ beurteilt wird. Die Inspektionsprüfung kann dann beendet oder zur Erhöhung der Sicherheit und Zuverlässigkeit des Prüfergebnisses für einen weiteren Bauteilbereich oder für ein weiteres Bauteil wiederholt werden.

Sollte beim Bewerten festgestellt werden, dass die Abweichung außerhalb eines zulässigen

Toleranzfeldes liegt, wird das Bauteil bevorzugterweise einer zerstöremden

Materialografieuntersuchung unterzogen. Alternativ kann eine erneute zerstörungsfreie Prüfung mit einem alternativen Prüfverfahren durchgeführt werden. Zeigt als Ergebnis auch das zweite

Prüfverfahren eine zu große bzw. nicht tolerierbare Abweichung des gemessenen Ist-Wertes von dem Referenzwert, wird das Bauteil erst dann einer zerstörenden Materialografieuntersuchung zugeführt. Sollte jedoch die zweite Prüfung eine tolerierbare Abweichung zeigen, kann eine dritte Prüfung mit einem zum ersten und zweiten Prüfverfahren andersartigen zerstörungsfreien

Prüfverfahren durchgeführt werden. Wenn die dritte Prüfung dann eine nicht tolerierbare

Abweichung zeigt, wird das Bauteil erst dann einer zerstörenden Materialografieuntersuchung zugeführt. Wenn die dritte Prüfung jedoch eine tolerierbare Abweichung zeigt, kann das Bauteil als „in Ordnung“ bewertet werden. Durch diese Maßnahmen kann eine unnötige zerstörende

Materialografieuntersuchung verhindert werden.

Sollte beim Bewerten festgestellt werden, dass, die Abweichung innerhalb eines zulässigen

Toleranzfeldes liegt, sieht ein Ausführungsbeispiel vor, die vorgenannten Schritte (Anwendung zerstörungsfreies Prüfverfahren, Wertevergleich und Bewertung) zumindest einmal mit einem andersartigen zerstörungsfreien Prüfverfahren für den zuvor geprüften zumindest einen

Bauteilbereich zu wiederholen. Hierdurch wird die Sicherheit, die Zuverlässigkeit und die

Objektivität des Inspektionsverfahrens erhöht. Die Auswahl des Prüfverfahrens für die sogenannte Kontrollprüfung erfolgt wie schon die Erstprüfung bevorzugterweise automatisiert anhand von Kriterien wie Bauteilwerkstoff, Bauteilzugänglichkeit und/oder bisherige Bauteilhistorie, ergänzt um das Kriterium, dass das zweite Prüfverfahren andersartig als das erste Prüfverfahren ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich das Kriterium mitberücksichtigt werden, dass nicht zwei gleichartige Prüfverfahren verwendet werden. Wenn zum Beispiel das erste Prüfverfahren ein Erfassen der elektrischen Leitfähigkeit zum Gegenstand hatte, so kann es vorteilhaft sein, wenn beim zweiten Prüfverfahren beispielsweise eine Durchleuchtungsprüfung erfolgt. Der Vergleich erfolgt vorzugsweise automatisiert.

Sollte nach dem erneuten Durchfuhren der vorgenannten Schritte (Anwendung zerstörungsfreies Prüfverfahren, Wertevergleich und Bewertung) bei der Bewertung festgestellt werden, dass die Abweichung innerhalb eines zulässigen Toleranzfeldes liegt, sieht ein Ausfuhrungsbeispiel vor, dass das Bauteil als„in Ordnung“ beurteilt wird. Die Bewertung erfolgt vorzugsweise automatisiert.

Sollte nach dem erneuten Durchfuhren der vorgenannten Schritte (Anwendung zerstörungsfreies Prüfverfahren, Wertevergleich und Bewertung) bei der Bewertung festgestellt werden, dass die Abweichung außerhalb eines zulässigen Toleranzfeldes liegt, sieht ein Ausfuhrungsbeispiel vor, dass die Vorrichtung geöffnet und das Bauteil einer zerstörenden Materialografieuntersuchung unterzogen wird. Durch die negativ ausgefallene Kontrollprüfung ist das Bauteil mit großer Wahrscheinlichkeit schadhaft, so dass es wahrscheinlich auszutauschen ist.

Um eine Aussage über den Zustand eines für einen Prüfkopf des Boroskops

unzugänglichenBauteilbereich zu treffen, sieht ein Ausfuhrungsbeispiel vor, den unzugänglichen Bauteilbereich dann als„in Ordnung“ zu bewerten, wenn nach dem erneuten Durchfuhren der Schritte a) bis c) die Bewertung ein Feststellen umfasst, dass die Abweichung innerhalb eines zulässigen Toleranzfeldes liegt.

Bevorzugterweise werden die zerstörungsfreien Prüfverfahren, die angewendet werden sollen, zuvor an Referenzbauteilen kalibriert. Die Kalibrierung ist eine vorbereitende Maßnahme und erhöht die Zuverlässigkeit des eigentlichen Inspektionsverfahrens. Die Referenbauteile weisen beispielsweise unterschiedliche Laufzeiten, verschiedene maximale Betriebstemperaturen und dergleichen auf.

Ein erfindungsgemäßes System, das dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes

Inspektionsverfahren durchzufuhren, hat eine Rechnereinheit und einen Prüfkopf. Es ist insbesondere zur automatisierten Auswahl des zerstörungsfreien Prüfverfahrens, zur Erfassung der physikalischen Eigenschaft an sich, zur automatisierten Durchführung des Wertevergleichs zwischen dem erfassten Ist-Wert und dem Referenzwert und der automatisierten Bewertung einer Toleranz zwischen dem Ist-Wert und dem Referenzwert eingerichtet. Das System erlaubt eine zuverlässige Zustandsüberprüfung eines im Inneren einer Vorrichtung und von außen nicht sichtbaren und insbesondere von außen nicht zugänglichen Bauteils bzw. Bauteilbereichs. Das System ist mobil und bevorzugterweise von einer das Inspektionsverfahren durchfuhrenden Person tragbar, so dass es schnell an den jeweiligen Einsatzort gebracht werden kann.

Ein Prüfkopf für ein System mit Rechnereinheit und Prüfkopf, der insbesondere zur Durchführung von On-Wing Inspektionen von Triebwerken geeignet ist, weist eine insbesondere zangenförmige Ausführung mit mehreren Gliedern auf, wobei mittig am Prüfkopf ein Hauptsensor angeordnet ist. So kann der Prüfkopf beispielsweise zusammenklappbar ausgebildet sein, um im

zusammengeklappten Zustand beispielsweise über Boroskopöffnungen an thermisch hoch belastete Stellen beispielsweise bei Turbinenschaufeln wie der Leading Edge, oder die Gaskanalmitte geführt zu werden. Eine flexible, zangenförmige Ausführung mit mehreren Gliedern erlaubt ein Öffnen und ein optimales Umschließen des zu prüfenden Bereiches eines Bauteils wie beispielsweise der Leading Edge eines Airfoils auch bei unterschiedlicher Geometrie. Der mittig angeordnete ein Hauptsensor kann bei Bedarf auch für unterschiedliche Triebwerkstypen bzw. Bauteile wie

Hochdruckturbinenschaufeln angepasst und/ oder ausgetauscht werden. Die seitlichen Glieder dienen der Stabilisierung und Fixierung des Prüfkopfes am Bauteil.

Bei einer Ausführung des Prüfkopfs weisen die seitlichen Glieder zusätzliche Sensoren in Form von starr oder beweglich ausgeführten Prüfknöpfen auf, um bei Turbinenschaufeln beispielsweise Bereiche hinter der Leading Edge (Innenstruktur der Schaufel) über die Druck- und Saugseite zu prüfen.

Bei einer Ausführung des Prüfkopfs ist der Prüfkopf beweglich und austauschbar ausgeführt, insbesondere zum Durchführen mehrerer Prüfverfahren und zum Anpassens des Systems an verschiedene Prüfaufgaben.

Bei einer Ausführung ist der Prüfkopf an einer flexiblen, starren oder versteifbaren Prüfkopfführung mit integrierten Signal- und/ oder Steuerleitungen angeordnet ist, welche den Prüfkopf insbesondere mit der Rechnereinheit verbinden, und bei einer Ausführung des Prüfkopfs ist zur Anbindung des Prüfkopfs an die Prüfkopfführung eine schwenkbare Anbindungseinrichtung vorgesehen um eine flexible Bewegbarkeit des Systems bei der Durchführung des Inspektionsverfahrens zu

ermöglichen.

Bei einer Ausführung des Prüfkopfs sind an der Anbindungseinrichtung Kameras vorgesehen, welche insbesondere zur Führung und Positionierung des Prüfkopfes und/ oder zum Durchführen von Messungen und zur Dokumentation der Untersuchung vorgesehen werden kann.

Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer

Unteransprüche.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand stark vereinfachter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines beispielhaft zu inspizierenden Bauteils,

Figur 2 eine Draufsicht auf einen Bereich des in Figur 1 gezeigten Bauteils,

Figur 3 einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Inspektionsverfahrens, und

Figur 4a und 4b einen beispielhaften Prüfkopf eines erfindungsgemäßen Systems.

In den Figuren 1 bis 3 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Inspektionsverfahrens 1 an einem beispielhaften Bauteil 2 erläutert. Das beispielhafte Bauteil 2 ist in den Figuren 1 und 2 skizziert und eine turbinenseitige Laufschaufel 2 einer Strömungsmaschine wie ein Flugtriebwerk. Die Laufschaufel 2 hat im Wesentlichen einen Schaufelfuß 4, ein

Schaufelblatt 6 und eine zwischen dem Schaufelfuß 4 und dem Schaufelblatt 6 angeordnete Plattform 8. Das Schaufelblatt 6 hat eine Saugseite 10 sowie eine entgegengesetzte Druckseite 12, die über eine Vorderkante 14 und eine Hinterkante 16 miteinander verbunden sind.

In einem blattseitigen Bauteilabschnitt 18, bevorzugterweise in einem Bauteilabschnitt 18 auf halber Höhe des Schaufelblattes, soll das erfindungsgemäße Inspektionsverfahren 1 beispielhaft angewendet werden. Hierzu wird in dem blattseitigen Bauteilabschnitt 18 ein druckseitiger vorderer Bauteilbereich bzw. Prüfbereich 22 festgelegt. Der Bauteilabschnitt 18 und der Prüfbereich 22 sind nahezu beliebig festlegbar, solange sie für eine folgende zerstörungsfreie boroskopbasierte Prüfung und insbesondere für einen Prüfkopf eines Boroskops zugänglich sind. In Figur 3 ist nun der Ablauf des Inspektionsverfahrens 1 skizziert. Benötigt wird ein Boroskop mit einem erfindungsgemäßen System. Das System weist eine Rechnereinheit und einen

entsprechenden Prüfkopf für das Boroskop auf. Der Prüfkopf ermöglicht die Anwendung von den beabsichtigten zerstörungsfreien Prüfverfahren. Die Datenbank 105 kann Teil der Rechnereinheit sein und somit ein Speichermedium der Rechnereinheit darstellen.

Vor dem Beginn des eigentlichen Inspektionsverfahrens 1 werden vorbereitende Maßnahmen 1.1 (Schritte 100 und 110) durchgefuhrt, die eine wiederholte Anwendung des Inspektionsverfahrens 1 ermöglichen. Die vorbereitenden Maßnahmen werden zumindest einmal vorgenommen, um das Inspektionsverfahren 1 dann beliebig oft durchfuhren zu können. Im Wesentlichen wird bei den vorbereitenden Maßnahmen eine Datenmenge, zumindest bestehend aus Referenzwerten und bevorzugterweise auch aus referenzwertbezogenen Toleranzen bzw. Toleranzfeldem, angelegt, die zusätzlich um Kalibrierungsergebnisse von Prüfverfahren ergänzt werden können.

Im Schritt 100 (Erstellen einer Datenbank) wird eine Datenbank 105 mit Referenzwerten von zumindest den Bauteilabschnitten 18 des Bauteils 2 erstellt, in denen die Prüfbereiche 22, 24, 26, 28 definiert sind und die im Rahmen des Inspektionsverfahrens per Boroskop hinsichtlich einer Veränderung ihrer physikalischen Werkstoffeigenschaften untersucht werden sollen. Die

Referenzwerte werden von im Betrieb gewesenen und/oder sich im Betrieb befindenden

Referenzbauteilen gewonnen und enthalten eine Alterung des Bauteilwerkstoffs, die sich beispielsweise über Temperaturereignisse aus dem Flugbetrieb wie Temperaturverlauf und

Höchsttemperatur, Laufdauer, Betriebspunkt des Triebwerks, ETM-Daten und dergleichen ergibt. Jedem Referenzwert wird ein Toleranzfeld zugeordnet, um bestimmen zu können, ob eine

Abweichung zwischen dem Referenzwert und einem gemessenen Ist-Wert des Bauteils bzw.

Bauteilwerkstoffs im jeweiligen Prüfbereich 22 tolerierbar oder nicht tolerierbar ist.

Im Schritt 110 (Kalibrieren von Prüfverfahren) werden dann mögliche zerstörungsfreie

Prüfverfahren an dem Referenzbauteil kalibriert. Beispielhafte und nicht abschließende

Prüfverfahren sind Messungen der elektrischen, magnetischen und/oder thermischen Leitfähigkeit (Wirbelstrom, Mikrowelle und Thermografie), Schwingungs- und Resonanzuntersuchungen, Durchdringungseigenschaften (Röntgenstrahlen und Ultraschall), eine Leitfahigkeitsmessung, insbesondere eine Leitfähigkeitsmessung, und dergleichen. Die Ergebnisse der Kalibrierung können ebenfalls in die Datenbank 105 geschrieben werden. Die vorbereitenden Maßnahmen 1.1 für das eigentliche Inspektionsverfahren 1 sind damit abgeschlossen. Sobald nun eine Warnmeldung 120 von einem entsprechenden Sensor an dem Flugtriebwerk wie eine Übertemperatur erzeugt wird, schlägt das Inspektionsverfahren 1 erfmdungsgemäß die im Folgenden erläuterten Schritte vor.

Im Schritt 130 (Anwenden eines Prüfverfahrens bei geschlossener Vorrichtung) wird ein zerstörungsfreies Prüfverfahren ausgewählt und ein Boroskop mit einem entsprechenden Prüfkopf versehen. Bevorzugterweise werden einem Anwender von dem System ein bevorzugtes

Prüfverfahren vorgeschlagen. Kriterien für die automatisierte Auswahl können sein

Bauteilwerkstoff, Bauteilzugänglichkeit und/oder bisherige Bauteilhistorie.

Im Schritt 140 (Vergleich zwischen Ist-Wert und Referenzwert) wird dann ein Vergleich zwischen dem durch das zerstörungsfreie Prüfverfahren erfassten physikalischen Ist-Wert und einem zugehörigen physikalischen Referenzwert des Bauteilbereich 22, der aus der Datenbank gelesen wird und wie vorgenannt die Alterung des Bauteils 2 bzw. dessen Werkstoffs in zumindest diesem Prüfbereich 22 enthält, durchgefuhrt. Der Vergleich erfolgt bevorzugterweise automatisiert, so dass eine größtmögliche Objektivität gegeben ist.

Im Schritt 150 (Bewertung einer Abweichung) wird dann festgestellt, ob die Abweichung außerhalb oder innerhalb des zulässigen referenzwertbezogenen Toleranzfeldes liegt. Die Bewertung erfolgt vorzugsweise automatisiert, so dass eine größtmögliche Objektivität gegeben ist.

Wenn die Abweichung außerhalb des Toleranzfeldes liegt, wird in einem Schritt 300 (Öffnen der Vorrichtung) das Flugtriebwerk von dem jeweiligen Fluggerät demontiert und in einem Schritt 310 (Materialografieuntersuchung) das Bauteil 2 zerstörend materialografisch untersucht. D. h., es erfolgt eine eingangs erläuterte herkömmliche Inspektion des Flugtriebwerks.

Wenn die Abweichung innerhalb des Toleranzfeldes liegt, wird bevorzugterweise zur Erhöhung der Sicherheit und Zuverlässigkeit in einem Schritt 200 (Kontrollprüfung bei geschlossener

Vorrichtung) der Prüfbereich 22 einer Kontrollprüfung unterzogen (Variante 1). Alternativ kann direkt nach der positiven Bewertung zum Schritt 400 (Ergebnisse in Datenbank schreiben) gegangen werden (Variante 2). Der Schritt 400 (Ergebnisse in Datenbank schreiben) wird im Folgenden noch erläutert. Bei der Kontrollprüfung 200 (Variante 1) werden die Schritte 130 (Anwenden eines Prüfverfahrens bei geschlossener Vorrichtung) und 140 (Vergleich zwischen Ist-Wert und Referenzwert) unter Anwendung eines zum ersten Prüfverfahren andersartigen zerstörungsfreien Prüfverfahrens erneut durchgeführt. Die Auswahl des Prüfverfahrens für die Kontrollprüfung erfolgt wie schon die Erstprüfung bevorzugterweise automatisiert anhand von Kriterien wie Bauteilwerkstoff,

Bauteilzugänglichkeit und/oder bisherige Bauteilhistorie, ergänzt um das Kriterium, dass das zweite Prüfverfahren andersartig als das erste Prüfverfahren ist.

Im Schritt 210 (Bewertung einer Abweichung), der dem Schritt 150 (Bewertung einer Abweichung) entspricht, wird dann zum Abschluss der Kontrollprüfung 200 festgestellt, ob die Abweichung außerhalb oder innerhalb des für die Kontrollprüfung geltenden zulässigen Toleranzfeldes liegt.

Wenn die Abweichung außerhalb des Toleranzfeldes liegt, wird mit den Schritten 300 (Öffnen der Vorrichtung) und dem oben erläuterten Schritt 310 (Materialografieuntersuchung) weiter verfahren.

Wenn die Abweichung innerhalb des Toleranzfeldes liegt, wird in einem Schritt 220 (Bauteil„in Ordnung“) bestimmt, dass der Bauteilwerkstoff im Prüfbereich 22 durch die

Übertemperaturwamung nicht derart beschädigt wurde, dass das Bauteil nicht weiter verwendet werden dürfte. Das Inspektionsverfahren 1 ist dann für den Prüfbereich 22 abgeschlossen.

Nach der Durchführung des Inspektionsverfahrens 1 folgt eine Nachbereitung 1.2 (Schritt 400). Dabei werden im Schritt 400 (Prüfergebnisse in Datenbank 105 schreiben) die durch die

zerstörungsfreien Prüfungen und auch die durch die gegebenenfalls notwendigen

Materialografieuntersuchungen gewonnenen Ist-Werte in die Datenbank 105 zur weiteren

Berücksichtigung der Alterung bezüglich des Prüfbereiches 22 eingepflegt.

Um eine Aussage über die Werkstoffbeschaffenheit einer für das Boroskop bzw. dessen Prüfkopf nicht zugänglichen Bauteilabschnitt zu treffen, beispielsweise ein in Figur 1 mit dem

Bezugszeichen 20 bezifferter fußseitiger Bauteilabschnitt, sieht das Inspektionsverfahren 1 vor, den Zustand des nicht zugänglichen Bauteilabschnitt 20 als„in Ordnung“ zu bewerten, wenn auch die Kontrollprüfung 200 (Schritte 130, 140 und 210) ergibt, dass sich die Abweichung für einen zugänglichen Prüfbereich, in dem Beispiel Prüfbereich 22, innerhalb des zulässigen Toleranzfeldes befindet. Um die Zuverlässigkeit des Inspektionsverfahrens 1 zu erhöhen, wird das Inspektionsverfahren 1 bevorzugterweise nicht nur für einen Prüfbereich 22 durchgeführt, sondern das

Inspektionsverfahren 1 wird, wie in Figur 2 angedeutet, auf eine Vielzahl von Prüfbereichen 22, 24, 26, 28 angewendet. Das Inspektionsverfahren 1 kann dabei für jeden Prüfbereich 22, 24, 26, 28 isoliert von den anderen Prüfbereichen 22, 24, 26, 28 durchgeführt werden oder kombiniert.

„Isoliert“ bedeutet, dass an jedem Prüfbereich 22, 24, 26, 28 das erste Prüfverfahren und dann die Kontrollprüfung 200 durchgeführt wird, wenn die Abweichung der ersten Prüfung im vorderen Prüfbereich 22 tolerierbar war. Erst danach wird sich dem mittleren Prüfbereich 24, dann dem hinteren Prüfbereich 26 und dann dem saugseitigen Prüfbereich 28 zugewandt.

„Kombiniert“ bedeutet, dass erst an allen Prüfbereichen 22, 24, 26, 28 das erste Prüfverfahren und dann, sofern sich keine Abweichung außerhalb des jeweiligen Toleranzfeldes befindet, die

Kontrollprüfung 200 an den Prüfbereichen 22, 24, 26, 28 durchgeführt wird.

Der Vorteil des isolierten Vorgehens besteht darin, dass das Boroskop bei jedem Prüfbereich für die erste Prüfung und für die Kontrollprüfung im Prinzip nicht bewegt bzw. neu positioniert werden muss. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Kontrollprüfung genau am gleichen Prüfbereich 22,

24, 26, 28 wie die vorhergehende bzw. Erstprüfung durchgeführt wird, was die Zuverlässigkeit der Messergebnisse erhöht.

Der Vorteil des kombinierten Vorgehens besteht darin, dass im Vergleich zum isolierten Vorgehen der Prüfkopf nicht so häufig gewechselt werden muss, da der Prüfkopf erst gewechselt wird, wenn die Erstprüfung an sämtlichen Prüfbereichen 22, 24, 26, 28 durchgeführt ist. Dafür muss das Boroskop und insbesondere dessen Prüfkopf an jedem Prüfbereich zweimal eingemessen werden.

Offenbart sind ein boroskopbasiertes Inspektionsverfahren zum Überprüfen eines Zustandes eines von außen nicht sichtbaren Bauteils einer Vorrichtung, wobei eine Gefügeänderung des

Bauteilwerkstoffs anhand einer physikalischen Eigenschaft erfasst und bezogen auf zumindest einen physikalischen Referenzwert bewertet wird, in denen eine Alterung des Werkstoffs berücksichtigt ist, sowie ein System mit einer Rechnereinheit und zumindest einem Prüfkopf zur Durchführung eines derartigen Inspektionsverfahrens zur rechnergestützten und insbesondere

rechnerdurchgeführten Auswahl eines zerstörungsfreien Prüferverfahrens zur Erfassung der physikalischen Eigenschaft sowie der Erfassung der physikalischen Eigenschaft an sich, Durchführung eines Werte Vergleichs zwischen einem erfassten Ist-Wertes und dem Referenzwert und einer Bewertung einer Toleranz zwischen dem Ist-Wert und dem Referenzwert.

In den Figuren 4a und 4b ist ein beispielhafter Prüfkopf 31 eines erfindungsgemäßen Systems 30 dargestellt. Der beispielhaft dargestellte Prüfkopf 31 ist insbesondere für On- Wing Inspektionen von Triebwerken geeignet. Dieser ist, wie in Figur 1 dargestellt, über eine Datenleitung 33 mit einer Rechnereinheit 32 verbunden. Der Prüfkopf 31 kann im zusammengeklappten Zustand

beispielsweise über Boroskopöffnungen an thermisch hoch belastete Stellen wie der Leading Edge, oder die Gaskanalmitte von Turbinenschaufeln geführt werden. Seine flexible, zangenförmige Ausführung mit mehreren Gliedern 36 erlaubt ein Öffnen und ein optimales Umschließen des zu prüfenden Bereiches eines Bauteils 2 wie beispielsweise der Leading-Edge eines Airfoils auch bei unterschiedlicher Geometrie. Mittig ist ein Hauptsensor 37 beispielsweise zum Prüfen der Leading Edge eines Airfolis angeordnet, der bei Bedarf auch für unterschiedliche Triebwerkstypen bzw. Bauteile 2 wie Hochdruckturbinenschaufeln angepasst und/ oder ausgetauscht werden kann. Die seitlichen Glieder 36 dienen der Stabilisierung und Fixierung des Prüfkopfes 31 am Bauteil 2. Diese können aber auch zusätzliche Sensoren in Form von starr oder beweglich ausgeführten Prüfknöpfen 38 aufweisen, um beispielsweise bei Turbinenschaufeln Bereiche hinter der Leading Edge

(Innenstruktur der Schaufel) über die Druck- und Saugseite zu prüfen.

Der bewegliche und austauschbare Prüfkopf 31 ist an einer flexiblen, starren oder versteifbaren Prüfkopfführung 34 mit integrierten Signal- und/ oder Steuerleitungen 33 angeordnet, welche den Prüfkopf 31 mit der Rechnereinheit 32 verbinden. Zur Anbindung des Prüfkopfs 31 an die

Prüfkopfführung 34 kann eine schwenkbare Anbindungseinrichtung 35 vorgesehen sein, an welcher Kameras 39 zur Führung und Positionierung des Prüfkopfes 31, zum Durchführen von Messungen und zur Dokumentation der Untersuchung vorgesehen werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Inspektionsverfahren

2 Bauteil / Schaufel

4 Schaufelfuß

6 Schaufelblatt

8 Plattform

10 Saugseite

12 Druckseite

14 Vorderkante

16 Hinterkante

18 blattseitiger Bauteilabschnitt

20 fußseitiger Bauteilabschnitt

22 vorderer Bauteilbereich / Prüfbereich

24 mittlerer Bauteilbereich / Prüfbereich

26 hinterer Bauteilbereich / Prüfbereich

28 saugseitiger Bauteilbereich / Prüfbereich

30 System

31 Prüfkopf

32 Rechnereinheit

33 Datenleitung

34 Prüfkopffuhrung

35 Anbindungseinrichtung

36 Glieder

37 Hauptsensor

38 Prüfknopf

39 Kamera

100 Erstellen Datenbank

105 Datenbank

110 Kalibrieren von Prüfverfahren

120 Warnmeldung

130 An wenden des Prüfverfahrens bei geschlossener Vorrichtung

140 Vergleich zwischen Ist-Wert und Referenzwert

150 Bewerten einer Abweichung

300 Öffnen der Vorrichtung

310 Materialografieuntersuchung

200 Kontrollprüfung bei geschlossener Vorrichtung

210 Bewerten der Abweichung

220 Bauteil„in Ordnung“

400 Ergebnisse in Datenbank schreiben