Verfahren zur Werkstoffcharakterisierung bei einer plattierten ferromagnetischen

Werkstoffprobe

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Werkstoffcharakterisierung bei einer plattierten ferromagnetischen Werkstoffprobe mittels zerstörungsfreier Ultraschallwandlertechnik, bei dem Ultraschallwellen im Wege magnetostriktiver Ultraschallwellenanregung innerhalb der Werkstoffprobe angeregt, mittels reziprok wirkender magnetostriktiver Wandlertechnik empfangen und ausgewertet werden.

Stand der Technik

Verfahren zur Materialprüfung an wenigstens elektrisch leitende sowie ferromagnetische Materialanteile enthaltende Werkstoffproben mittels zerstörungsfreier Ultraschallwandlertechnik sind hinlänglich bekannt. So gibt es eine beachtliche Anzahl unterschiedlich arbeitender Ultraschallprüfköpfe, von denen die Gruppe der elektromagnetischen Ultraschallwandleranordnungen, kurz EMUS, in der Lage ist, weitgehend kontatktfrei innerhalb einer zu untersuchenden Werkstoffprobe Ultraschallwellen auf der Basis der magnetostriktiven Ultraschallwellen-Anregung zu erzeugen.

Eine mögliche Anordnung zur Durchführung einer Materialprüfung und/oder Dickenmessung an einem wenigstens elektrisch leitende ferromagnetische Materialanteile aufweisenden Prüfkörper ist in der DE 10 2004 053 584 A1 beschrieben. Zur Erzeugung von senkrecht zur Prüfkörperoberfläche in den Prüfkörper sich ausbreitenden Ultraschallwellen wird mit einer

Magnetisierungseinheit ein parallel zur Prüfkörperoberfläche orientiertes Magnetfeld in den Prüfkörper eingekoppelt, das oberflächennah in überlagerung mit einem elektromagnetischen Wechselfeld, kurz HF-FeId, gebracht wird, das vorzugsweise von einer Vielzahl parallel nebeneinander angeordneten elektrischen Leiter erzeugt wird, die mit Wechselstrom jeweils gleicher Orientierung durchsetzt werden. Der bekannte EMUS-Wandler wird zur Dickenmessung im Wege des Puls-Echo- Verfahrens eingesetzt, bei dem eine Laufzeitmessung durchgeführt wird, bei der der Aussende- und Empfangszeitpunkt der Ultraschallwellen erfaßt werden. Derartige EMUS-Wandler werden bevorzugt zur Dickenmessung an Fernrohrleitungen oder Eisenbahnrädern eingesetzt.

Ein besonders interessantes und vor allem auch bedeutsames Anwendungsgebiet für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung stellt die Untersuchung an den Aussenwänden von Kernreaktordruckbehältern dar. Hierbei wird versucht Informationen über den aktuellen Materialzustand der Druckbehälterwand zu erhalten, um letztlich Aussagen über die Betriebstüchtigkeit und über die zu verbleibende Betriebsrestdauer des Reaktordruckbehälters anstellen zu können. So unterliegen die zumeist aus ferritischen Stahllegierungen bestehenden Druckbehälterwände neben thermisch- und Druck-bedingten Belastungen insbesondere auch der hochenergetischen Neutronenstrahlung, die im Druckbehältermaterial zu einer Materialversprödung führt, wodurch einerseits die Materialhärte erhöht wird, andererseits jedoch die Biegbarkeit bzw. Geschmeidigkeit reduziert und dadurch die Bruchgefahr und die Gefahr zur Ausbildung von Rissen erhöht wird. Zur Gewährleistung der Betriebssicherheit sind daher Kernreaktordruckbehälter regelmäßig zu inspizieren um den Grad an Strahlenversprödung bestimmen zu können.

Aus einem Beitrag von KeeOK Chang, ByoungChul Lim, SamiLai Lee, „The research activities of irradiated damage evaluation on reactor pressure vessel materials using NDE techniques in Korea", 10th Asia-Pacific Conference on Non-Destructive Testing, Brisbane, Australia, on 17-21 September 2001 , können Untersuchungsergebnisse entnommen werden, die eine Korrelation zwischen magnetisch induzierten

Hystereseerscheinungen und der durch Neutronenstrahlung induzierten Materialversprödung zeigen. So spiegelt sich die mit zunehmender Neutronenbestrahlungsdauer ausbildende Materialversprödung im sogenannten Barkhausen-Rauschen wider, das mit Hilfe eines magnetischen Wechselfeldes innerhalb eines zu untersuchenden Materialbereiches angeregt wird. Ferner konnte gezeigt werden, dass eine Neutronenstrahlen induzierte Materialversprödung Einfluss auf die Ausbreitungsfähigkeit von Ultraschallwellen besitzt bzw. es konnten zumindest qualitative Zusammenhänge zwischen der sich innerhalb des zu untersuchenden Materials ausbreitenden Ultraschallwellen hinsichtlich ihrer Amplitude und Geschwindigkeit mit dem veränderlichen Grad an Strahlenversprödung festgestellt werden. Die in diesem Zusammenhang vorgenommenen Untersuchungen sind an so genannten Charpy-Proben durchgeführt worden, die aus dem gleichen Material bestehen, aus dem auch der Reaktordruckbehälter besteht, und die an einem Ort plaziert sind, an dem eine auf die Charpy-Proben einwirkende Neutronenstrahlenbelastung vorherrscht, die derjenigen zeitlich vorauseilt, die auf das Reaktordruckgehäuse einwirkt.

Im Bestreben vergleichbare, zerstörungsfreie Untersuchungsmethoden an einem Druckbehältergehäuse vor Ort vorzunehmen, bedarf es jedoch der zusätzlichen Berücksichtigung einer im Druckbehältergehäuse vorhandenen Plattierungsschicht, die aus nicht leitfähigen, leitfähigen oder schwach ferromagnetischen Materialien bestehen kann. Hierdurch stellen sich jedoch für das Messverfahren störende Rahmenbedingungen ein, die bspw. durch wenigstens eine zusätzliche Grenzschicht zwischen der Plattierung und der Oberfläche der eigentlich zu untersuchenden Kernreaktorwand bedingt sind.

Es besteht daher der Bedarf nach einem zerstörungsfreien Verfahren zur unmittelbaren Anwendung an einem plattierten Reaktordruckgehäuse. Hierzu wird in einem Artikel von Stegemann D., Reimche W., Feiste K.L., Reichert Ch., Bernhard M., Weber W., „Characterization of Reactor Pressure Vessel Steels by Magnetostrictive Harmonie Analysis" NDT.net, August 2000, Vol. 5 No.08 vorgeschlagen, eine Oberwellenanalyse unter Verwendung von Wirbelstromspulen

anzuwenden, bei der die Wirbelstromspulen bei niedrigen Prüffrequenzen betrieben werden, bspw. mit 245 Hz, um zum einen die Plattierung besser zu durchdringen und andererseits eine Härtebestimmung des Reaktordruckgehäusematerials zu ermöglichen, auf deren Grundlage im Wege einer Messwertkalibrierung anhand geeignet untersuchter Charpy-Proben Aussagen über die aktuell vorliegende Strahlenversprödung angestellt werden können.

In dem vorstehend zitierten Artikel von Stegemann et al. sind lediglich kleindimensionierte Werkstoffproben untersucht worden, die von einem applizierten Wirbelstromfeld vollständig durchsetzt wurden. Weiterführende Erkenntnisse hinsichtlich der Anwendbarkeit des Verfahrens auf die über mehrere Zentimeter dick ausgebildete Reaktordruckkammerwand, die zudem eine über in der Regel mehrere Millimeter stark messende Plattierungsschicht verfügt, sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein zerstörungsfreies Materialprüfungsverfahren anzugeben, das zur Untersuchung von plattierten ferromagnetischen Werkstoffproben geeignet ist, so insbesondere für die direkte Untersuchung von Kernreaktordruckbehältern hinsichtlich ihrer neutronenstrahlenbedingten Materialversprödung eingesetzt werden kann.

Das lösungsgemäße Verfahren setzt im Unterschied zu den vorstehend erläuterten und bekannten Verfahrensvarianten zur Untersuchung plattierter ferromagnetischer Werkstoffproben, so insbesondere Werkstoffproben die im Wege einer Neutronenbestrahlung einer Materialversprödung unterliegen, die zerstörungsfreie Ultraschallwandlertechnik ein, bei der Ultraschallwellen im Wege magnetostriktiver Ultraschallwellenanregung innerhalb der Werkstoffprobe angeregt, mittels reziprok wirkender magnetostriktiver Wandlertechnik empfangen und letztlich ausgewertet werden. Zur Durchführung des lösungsgemäßen Verfahrens wird ein parallel zur Werkstoffprobenoberfläche orientiertes Magnetfeld in die Werkstoffprobe mit variabler Magnetfeldstärke eingekoppelt, das in überlagerung mit einem HF-FeId

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gebracht wird, so dass sich innerhalb der Werkstoffprobe Ultraschallwellen in Form linear polarisierter Transversalwellen mit senkrecht zur Werkstoffprobenoberfläche orientierter Ausbreitungsrichtung ausbilden. Hierbei wird das auf die Werkstoffprobe einwirkende zeitlich veränderliche bzw. variable Magnetfeld für die weitere Signalauswertung sensorisch erfaßt. Die den empfangenen Ultraschallwellen zuordenbaren Empfangssignale werden innerhalb wenigstens eines vorgebbaren Zeitfensters aufgezeichnet und unter Berücksichtigung der sensorisch erfaßten, variablen Magnetfeldstärken ausgewertet.

Zur Anregung der Ultraschallwellen innerhalb der zu untersuchenden Werkstoffprobe wird ein HF-FeId mit einer Wechselfrequenz von kleiner 50 kHz, vorzugsweise kleiner 20 kHz, insbesondere vorzugsweise kleiner 10 kHz erzeugt, wodurch eine so große Eindringtiefe des HF-Feldes erreicht wird, dass die Wechselwirkungszone innerhalb der die Ultraschall-Anregung in der Werkstoffprobe sowie die reziproke Rückumwandlung zum Empfang der Ultraschallwellen erfolgt, unmittelbar unterhalb der Plattierung eingeprägt wird. Die Ultraschallwelleneinkopplung in diesem Bereich wird auch durch die vorhandene Plattierung, die im Vergleich zu der ferromagnetischen Werkstoffprobe nur schwach ausgeprägte ferromagnetische Eigenschaften besitzt nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt. Wird zur Ultraschallwelleneinkopplung beispielsweise ein EMUS-Wandler der eingangs genannten Gattung, bspw. gemäß der DE 10 2004 053 584 A1 eingesetzt, so breiten sich innerhalb der zu untersuchenden Werkstoffprobe linear polarisierte Transversalwellen senkrecht zur Werkstoffprobenoberfläche aus, die an Matehalungänzen oder Grenzflächen innerhalb der Werkstoffprobe reflektiert werden.

Selbstverständlich ist es möglich, EMUS-Wandler mit abgewandelter Bauart zur Erzeugung linear polarisierter Transversalwellen einzusetzen, um die ferromagnetische Werkstoffprobe zu beschallen. Repräsentativ hierzu sei auf ein Artikel von lgarashi B., Alers G.A., Excitation of BuIk Waves in Steel by Magnetostrioctive Coupling", Proceedings 1998 IEEE Ultrasonics Symposium, p 893-

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896, verweisen, in dem die Grundprinzipien magnetostriktiver Ultraschallwellenanregung in ferromagnetischen Werkstoffen beschrieben ist.

Die Ultraschallwelleneinkopplung erfolgt im Puls-Echo-Verfahren, d.h. nach Aussenden eines Ultraschallpulses werden die durch Reflexion in den Wechselwirkungsbereich der ursprünglichen Ultraschallwelleneinkopplung zurücklaufenden Ultraschallwellenechos in Empfangssignale rückumgewandelt und in Form sogenannter A-Scans, d.h. zeitabhängige Ultraschallechosignale längs einer linearen Empfangsrichtung abgespeichert. Zugleich wird auch die sich zeitlich veränderliche Magnetfeldstärke sensoriell, vorzugsweise mit Hilfe einer Hall-Sonde erfaßt und aufgezeichnet. Die Hall-Sonde wird gleichsam dem EM US-Wandler an der Werkstoffprobenoberfläche im unmittelbaren Bereich der das Magnetfeld erzeugenden Magnetisierungseinheit angeordnet. Somit erhält man eine Möglichkeit die Vielzahl einzelner A-Scans den jeweils unterschiedlichen Magnetisierungen zuzuordnen. Zur Auswertung der einzelnen A-Scans werden speziell ausgewählte Empfangssignale längs eines jeden A-Scans einer weiteren genaueren Betrachtung unterzogen, die aus einem begrenzt vorgebbaren Zeitfenster bzw. Zeittor stammen, das vorzugsweise derart längs der Zeitskala eines jeden A-Scans gewählt wird, dass innerhalb des in Betracht zu ziehenden Zeitfensters Empfangssignale mit ausgeprägten bzw. auswertbaren Amplitudenmaxima enthalten sind.

Die einzelnen bei unterschiedlichen Magnetfeldaussteuerungen bzw. Magnetisierungen gemessenen Empfangsamplitudenwerte werden als Funktion der Magnetfeldaussteuerung dargestellt. Wie die weiteren Ausführungen unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren zeigen werden, können die vorstehend aufbereiteten Empfangssignale zur Verbesserung ihrer quantitativen Aussagekraft einer statistischen Auswertung unterzogen werden. Dies setzt eine Vielzahl unabhängig voneinander durchzuführender Messungen voraus, die unter der Maßgabe durchgeführt werden, dass die Taktrate, mit der die einzelnen Ultraschallwellen in die zu untersuchende Werkstoffprobe eingeschallt werden, zeitlich mit der Magnetisierungsfrequenz, d.h. jener Wechselfrequenz, mit der die

Magnetisierungseinheit zur Erzeugung des parallel zur Werkstoffprobenoberfläche orientierten Magnetfeldes betrieben wird, nicht synchronisiert ist.

Bei Untersuchungen an verschiedenen Neutronenstrahlen-belasteten Werkstoffproben konnte eine nahezu 100%ige Korrelation zwischen den erfaßten Empfangsamplitudenwerten bzw. daraus abgeleiteten Größen und dem Grad der Neutronenstrahlenversprödung festgestellt werden, so dass ein zuverlässiges Prüfverfahren zur Beurteilung der Neutronenstrahlenversprödung von Kernreaktordruckgefäßen, die vorzugsweise an der Innenseite des Druckbehälters mit einer austenitischen Plattierung überzogen sind, realisierbar ist.

Das lösungsgemäße Verfahren bietet gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, beispielsweise dem Wibelstromverfahren, den Vorteil, dass bei sehr niedrigen Frequenzen und dementsprechend großer Eindringtiefe im Wesentlichen die magnetostriktive Anregung durch die Werkstoffeigenschaften des ferromagnetischen Grundwerkstoffes und nur in geringem Maße durch den kleinen δ- Ferrit Anteil in der aus zumeist aus austenitischen Material bestehenden Plattierung beeinflusst wird. Beim Wirbelstromverfahren wird der Störeinfluß der Plattierung auf die Messwerte wegen der geringen Leitfähigkeitsunterschiede zwischen Plattierung und ferritischem Grundwerkstoff erheblich größer sein. Des Weiteren können durch Nutzung einer stehenden Welle in der Behälterwand die auszuwertenden Echoamplituden und damit der Signal-Rauschabstand erhöht werden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipdarstellung für eine EMUS-Sensoranordnung an der Oberfläche einer plattierten Werkstoffprobe,

Fig. 2 schematische Darstellung zur Messsignalaufnahme,

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Fig. 3a, b Darstellung zur Zeitfensterung sowie Darstellung der dynamischen Magnetostriktion,

Fig. 4 Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit zwischen der aus der dynamischen Magnetostriktion abgeleiteten Ultraschall-Empfangsamplitude und Proben mit zunehmender Neutronenversprödung.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

In Figur 1 ist ein Prinzipbild für eine EMUS-Wandleranordnung dargestellt mit einer Elektromagneteinheit 1 zur Magnetisierung einer ferromagnetischen Werkstoffprobe 2, deren Oberfläche mit einer nicht oder schwach ferromagnetisch ausgebildeten Plattierung 3 beschichtet ist. Für die weiteren Ausführungen sei angenommen, dass die plattierte Werkstoffprobe 2 ein Ausschnitt eines Kernreaktordruckbehälters darstellt, den es hinsichtlich seiner Materialversprödung bzw. Sprödbrucheigenschaften zu untersuchen gilt. Die EMUS-Wandleranordnung ist vorzugsweise manuell bedienbar, d.h. leichtgewichtig und frei beweglich gegenüber der plattierten Oberfläche der zu untersuchenden

Kemreaktordruckgehäuseaussenwand ausgebildet. Zur vereinfachten weiteren Beschreibung wird am Begriff der Werkstoffprobe 2 festgehalten.

Die Elektromagneteinheit 1 ist derart ausgebildet, dass innerhalb der oberflächennahen Werkstoffprobe 2 ein tangential zur Oberfläche orientiertes Magnetfeld erzeugt wird, das in überlagerung mit einem durch eine HF-Spule 4 erzeugten HF-Wechselfeldes gebracht wird. Die HF-Spule wird mit verhältnismäßig niederen Wechselfrequenzen kleiner 50 kHz, vorzugsweise kleiner 10 kHz betrieben, um sicherzustellen, dass das durch die HF-Spule 4 erzeugte HF-Wechselfeld eine durch die Plattierung 3 hindurchragende Tiefenwirkung besitzt, so dass sich unmittelbar unterhalb der Plattierung 3 im Bereich der Werkstoffprobe 2 eine Wechselwirkungszone 5 ausbildet, in der sowohl im Wege magnetostriktiver Ultraschallwellenanregung Ultraschallwellen erzeugt als auch Ultraschallwellen in elektrisch verwertbare Signale rückumgewandelt werden. Aufgrund an sich

bekannter magnetostriktiver Wechselwirkungsmechanismen werden linear polarisierte Transversalwellen in die Werkstoffprobe 2 eingeprägt, die sich senkrecht zur Werkstoffprobenoberfläche in die Werkstoffprobe 2 ausbreiten. über die HF- Spule 4 können innerhalb der Werkstoffprobe 2 reflektierte Ultraschallwellenanteile im Wege des reziproken magnetostriktiven Wandlerprinzips detektiert und an eine nicht weiter dargestellte Auswerteeinheit zur Auswertung weitergegeben werden.

Mit Hilfe einer Hall-Sonde 6, die im Bereich der Elektromagnetanordnung 4 oberflächennah zur plattierten Werkstoffprobe 2 angeordnet ist, wird die Feldstärke des sich zeitlich ändernden Magnetfeldes, das parallel zur Werkstoffprobenoberfläche orientiert ist, gemessen und entsprechend aufgezeichnet.

In Figur 2 ist eine schematische Darstellung zur Aufzeichnung aller verfahrensrelevanter Messsignale dargestellt. So erfolgt einerseits die Aufzeichnung der im Wege des Puls-Echo-Verfahrens erfaßten Ultraschallsignale in Form von sogenannten A-Scans, die in zeitlicher Abfolge im oberen Teil der Bilddarstellung gemäß Figur 2 längs der Zeitachse t dargestellt sind. Hierbei ist angenommen, dass die Ultraschallwellenanregung gepulst erfolgt, so dass nach jedem einzelnen Anregungspuls 8 die Empfangssignale der reflektierten Ultraschallwellen innerhalb der Werkstoffprobe längs der Zeitskala t aufgezeichnet werden. Die Abfolge der zeitlich nacheinander erfaßten A-Scans gemäß der schematisierten oberen Darstellung in Figur 2 erfolgt in Anbetracht der zeitlichen Variation der Magnetfeldstärke, mit der die Werkstoffprobe zumindest im oberflächennahen Bereich magnetisiert wird, jeweils unter sich veränderlichen magnetischen Umgebungsbedingungen, die sich auf die Stärke und Ausprägung der sich ausbildenden Ultraschallwellen innerhalb der Werkstoffprobe unmittelbar auswirken. So sei beispielsweise angenommen, dass die die Werkstoffprobe magnetisierende Magnetfeldstärke einem zeitlichen Sinusgang unterliegt. Hierzu ist im unteren Teil der Bilddarstellung in Figur 2 der Verlauf der veränderlichen Magnetfeldstärke B gezeigt. Selbstverständlich ist es möglich, die zeitliche Magnetfeldstärkenvariation in einer anderen Weise vorzunehmen.

Die Messsignalaufnahme umfasst die vollständige Erfassung der zeitlich hintereinander, unter Maßgabe der Ultraschalltaktrate durchgeführten A-Scans. Eine nachfolgende Auswertung der einzelnen A-Scans erfolgt unter Auswahl bestimmter, in den A-Scans enthaltenen Empfangsamplitudenwerten als Funktion der zeitlich veränderlichen Magnetfeldstärke.

So erfolgt die Auswertung der A-Scans jeweils unter Festlegung eines Zeitfensters 7 (siehe Figur 2 obere Darstellung, das für alle A-Scans einen zeitlich konstanten Abstand zum jeweiligen Ultraschallaussendeereignis 8 sowie eine vorgegebene Zeitfensterbreite besitzt. Die Breite sowie die zeitliche Lage des Zeitfensters sind jeweils derart gewählt, dass innerhalb des Zeitfensters 7 deutlich detektierbare Empfangsamplituden 9 enthalten sind, die der weiteren Signalauswertung zugrunde gelegt werden. Das in Figur 3a dargestellte Diagramm eines an einer sogenannten Charpy-Probe aufgenommenen A-Scans zeigt die zeitliche Lage sowie Breite des gewählten Zeitfensters 7 mit darin enthaltenenn Empfangsamplitudenmaxima 9. Die innerhalb des Zeitfensters 7 enthaltenen Empfangsmaxima 9 werden zur weiteren Auswertung einer quadratischen Mittelung unterzogen und als Funktionswerte in Abhängigkeit der während des A-Scans vorherrschenden Magnetfeldstärke aufgetragen. In Figur 3b ist eine Funktion der innerhalb einzelner Zeitfenster detektierten bzw. daraus berechneten Empfangsamplitudenwerte (Y-Achse) in Abhängigkeit der prozentualen Magnetfeldaussteuerung bzw. Magnetisierung aufgetragen. Die dargestellte Messkurve, die die so genannte dynamische Magnetostriktion darstellt, setzt sich aus einer Schar von Punkten zusammen, deren Dichte mit zunehmender Datenaufnahme zunimmt. Dies resultiert daraus, dass die Ultraschalltaktrate, d.h. die sogenannte Burst-Wiederholfrequenz, mit der einzelne Ultraschallwellenanregungen zur Aufnahme jeweils eines A-Scans zeitlich hintereinander durchgeführt werden, nicht mit der Magnetisierungsfrequenz, d.h. jener Frequenz mit der die Elektromagnetanordnung 1 gemäß Figur 1 zur Erzeugung des zeitlich variablen, parallel zur Werkstoffprobenoberfläche orientierten Magnetfeldes erzeugt wird, synchronisiert ist.

Wird die vorstehend bezeichnete Messprozedur an einer Reihe von Werkstoffproben durchgeführt, die unterschiedlichen Neutronenbestrahlungzeitdauern ausgesetzt waren, so läßt sich eine unumstößliche Korrelation zwischen den unterschiedlich stark, durch Neutronenbestrahlung belasteten Proben und den dabei gewonnenen Messdaten feststellen. So ergeben Kalibrierungen der dynamischen Magnetostriktions-Messungen bezüglich der sogenannten

Sprödbruchübergangstemperatur, die ein Maß für die Neutronenstrahlenversprödung eines Materials darstellt, einen Korrelationskoeffizienten insbesondere für ferromagnetisches Schweißgut von 98%.

Betrachtet man beispielsweise die Abhängigkeit der bei 60% der Magnetfeldaussteuerung erhaltenen Empfangsamplitudenwerte, die jeweils bei Werkstoffproben aufgenommen worden sind, die unterschiedlich langen Bestrahlungsdauern von Neutronenstrahlen ausgesetzt waren, so ergibt sich die im Diagramm gemäß Figur 4 dargestellte Abhängigkeit. Die längs der Ordinate aufgetragenen Ultraschallempfangsamplitudenwerte nehmen in dieser Auswertung mit zunehmender Neutronenstrahlenbelastung markant ab. Längs der Abszisse ist die Verschiebung der sogenannten Sprödbruchübergangstemperatur dT41 für ferritisches Schweißgut aufgetragen, die als Maß für die Strahlenversprödung angesehen werden kann. Es ist eine klare Abhängigkeit der Empfangsamplitudenwerte von der Sprödbruchübergangstemperatur zu erkennen, gemäß der die Empfangsamplitudenwerte mit zunehmender Sprödbruchübergangstemperatur, d.h. zunehmender Strahlenversprödung abnimmt. Statistische Auswertungen die im Rahmen einer Vielfachdurchführung der entsprechenden Messdurchführungen angestellt wurden, konnten zeigten, dass die einzelnen Messergebnisse eine Schwankungsbreite von 3,6 bis 4,8% aufwiesen, die selbst bei Einzelwertauswertungen Unterschiede in der übergangstemperatur von 15 ⁰ C noch zu erkennen gestattet.

Auch konnte demonstriert werden, dass das Messverfahren unter Anwendung eines in Figur 1 schematisiert dargestellten EMUS-Wandlers durchaus robust in Bezug auf unterschiedliche Messpositionen an der Oberfläche der Plattierung ist, zumal im

Rahmen einer derartigen Messserie gewonnene Schwankungen lediglich bei 1 ,5% liegen, die weit unterhalb der erreichbaren Messgenauigkeit liegen.

Bezugszeichenliste

Magnetanordnung

Werkstoffprobe

Plattierung

HF-Spule

Wechselwirkungszone

Magnetfeldsensor, Hall-Sonde

Zeitfenster, Zeittor

Aussendeereignis

Empfangsamplitudenmaximum