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DE102015224253A1 - Apparatus and method for non-destructive testing of an engine component having a circular or annular cross-section - Google Patents

Apparatus and method for non-destructive testing of an engine component having a circular or annular cross-section Download PDF

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DE102015224253A1
DE102015224253A1 DE102015224253.6A DE102015224253A DE102015224253A1 DE 102015224253 A1 DE102015224253 A1 DE 102015224253A1 DE 102015224253 A DE102015224253 A DE 102015224253A DE 102015224253 A1 DE102015224253 A1 DE 102015224253A1
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engine component
transmitter
tested
receiver
waves
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Sven von Ende
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Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Triebwerksbauteils (1) mit kreisförmigem oder kreisringförmigem Querschnitt auf Defekte (S1, S2). Eine erfindungsgemäße Vorrichtung (2) weist dabei wenigstens das Folgende auf: – mindestens einen Sender zur Anregung von oberflächengeführten elastischen Wellen (W), – mindestens einen Empfänger zur Detektion von Wellen (W), die sich in zumindest einem Teil des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) ausgebreitet haben, – eine Haltevorrichtung (22) zur Positionierung des mindestens einen Senders beabstandet zu einer äußeren Oberfläche des Triebwerksbauteils (1), wobei die Haltevorrichtung (22) eingerichtet ist, den mindestens einen Sender derart zu der äußeren Oberfläche des Triebwerksbauteils (1) zu beabstanden, dass mittels des Senders erzeugte Wellen in das zu prüfende Triebwerksbauteil (1) einkoppeln und oberflächengeführte elastische Wellen an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) anregen, und – eine mit dem mindestens einen Empfänger gekoppelte elektronische Auswerteeinheit (20), die ein Auswertelogik aufweist, um mindestens eine Eigenschaft wenigstens einer durch den Empfänger detektierten Welle (W) auszuwerten und hierüber einen Defekt (S1, S2) innerhalb des Triebwerksbauteils (1) zu erkennen, der die mindestens eine Eigenschaft der detektierten Welle (W) beeinflusst.The invention relates to both an apparatus and a method for non-destructive testing of an engine component (1) with a circular or annular cross-section on defects (S1, S2). A device (2) according to the invention has at least the following: - at least one transmitter for exciting surface-guided elastic waves (W), - at least one receiver for detecting waves (W) which are located in at least part of the engine component to be tested ( 1), - a holding device (22) for positioning the at least one transmitter spaced to an outer surface of the engine component (1), wherein the holding device (22) is arranged, the at least one transmitter so to the outer surface of the engine component (1 ) to space waves generated by the transmitter into the engine component (1) to be tested and to excite surface-guided elastic waves on the outer surface of the engine component (1) to be tested, and - an electronic evaluation unit (20) coupled to the at least one receiver , which has a Auswertelogik to at least one To evaluate property of at least one detected by the receiver shaft (W) and over this a defect (S1, S2) within the engine component (1) to recognize, which affects the at least one property of the detected wave (W).

Description

Die Erfindung betrifft sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Triebwerksbauteils mit kreisförmigem oder kreisringförmigen Querschnitt auf mögliche Defekte. The invention relates both to a device and to a method for non-destructive testing of an engine component with a circular or annular cross section for possible defects.

Bei einem Großteil der innerhalb eines Triebwerks verwendeten Bauteile handelt es sich um im Betrieb des Triebwerks hochbelastete Bauteile, an die besonders hohe Anforderungen an Belastbarkeit und Lebensdauer gestellt werden. Um bereits während der Fertigung oder zu einem späteren Zeitpunkt nach eine vorgegebenen Betriebsdauer sicherzustellen, dass solche Triebwerksbauteile keine Schäden aufweisen, werden diese aufwendig geprüft. Hierbei wird nicht nur geprüft, ob das jeweilige Triebwerksbauteil bereits versagenskritische diskrete, mechanische Defekte, wie zum Beispiel Risse, aufweist, sondern gegebenenfalls auch ob in dem Material des Triebwerksbauteils eine Rissausbreitung begünstigende Defekte vorliegen. Bei der Prüfung bestimmter Triebwerksbauteile ist es dabei bisher üblich, diese einer nicht-zerstörungsfreien Prüfung zu unterziehen. Beispielsweise werden in der Praxis Triebwerksscheiben oder Dichtringe eines Triebwerks regelmäßig einer Schadenskontrolle unterzogen, bei der zunächst eine Beschichtung, die im Bereich von Dichtlippen angebracht ist, entfernt wird, um das darunterliegende Material auf etwaige Defekte zu prüfen. Most of the components used in an engine are components that are heavily loaded during operation of the engine, and which are subject to particularly high demands on load capacity and service life. To ensure during production or at a later time after a predetermined period of operation that such engine components have no damage, they are costly tested. In this case, it is not only checked whether the respective engine component already has discrete, mechanical defects that are critical to failure, such as cracks, but optionally also whether defects propagating crack propagation exist in the material of the engine component. When testing certain engine components, it has been customary to subject them to a non-destructive test. For example, in practice engine thrust rings or sealing rings of an engine are regularly subjected to a damage control in which first a coating, which is mounted in the region of sealing lips, is removed to check the underlying material for any defects.

Aus der WO 2014/067648 A1 ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Triebwerksbauteils bekannt, bei dem eine Randschichtcharakteristik des Triebwerksbauteils mittels Ultraschallwellen geprüft wird, um z.B. die Wirkung einer Oberflächenbehandlung zu überprüfen. Hierbei wird ein Referenzkörper mit einer bekannten Randschichtcharakteristik an der Oberfläche des Triebwerksbauteils angeordnet und es werden mittels eines Ultraschallsenders Ultraschallwellen in die Oberfläche des Triebwerksbauteils und des Referenzkörpers eingeleitet. Mittels eines Ultraschallempfängers wird anschließend wenigstens eine aus der Wechselwirkung mit dem Triebwerksbauteil und dem Referenzkörper resultierende Ultraschallwelle detektiert und mittels einer elektronischen Auswerteeinheit auf die Randschichtcharakteristik des zu prüfenden Triebwerksbauteils anhand eines Unterschieds zwischen der wenigstens einen erzeugten Ultraschallwelle und der wenigstens einen resultierenden Ultraschallwelle ermittelt. From the WO 2014/067648 A1 is a method for non-destructive testing of an engine component is known in which an edge layer characteristic of the engine component is checked by means of ultrasonic waves, for example, to verify the effect of a surface treatment. In this case, a reference body having a known boundary layer characteristic is arranged on the surface of the engine component and ultrasonic waves are introduced into the surface of the engine component and of the reference body by means of an ultrasonic transmitter. By means of an ultrasonic receiver, at least one ultrasonic wave resulting from the interaction with the engine component and the reference body is then detected and determined by means of an electronic evaluation unit on the boundary layer characteristic of the engine component to be tested on the basis of a difference between the at least one generated ultrasonic wave and the at least one resulting ultrasonic wave.

Das aus der WO 2014/067648 A1 bekannte Verfahren, bei dem mittels eines Referenzkörpers eine zerstörungsfreie Prüfung erfolgt, ist jedoch bei größeren Triebwerksbauteilen mit kreisförmigem oder kreisringförmigen Querschnitt nur bedingt anwendbar, da nicht nur Sender und Empfänger, sondern auch der Referenzkörper in unmittelbaren Kontakt mit der Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils gebracht werden müssen. Dies ist aber bei Triebwerksbauteilen mit kreisförmigem oder kreisringförmigen Querschnitt und gegebenenfalls komplexer Dichtstruktur an der äußeren Oberfläche nur schwer möglich. Auch fokussiert sich die hierin beschriebene Lösung auf die Verwendung von Rayleigh-Wellen. Die nicht-dispersiven Rayleigh-Wellen erlauben unter Umständen keine zuverlässige Feststellung eines Defekts unterhalb einer auf die Oberfläche aufgebrachten Beschichtung. That from the WO 2014/067648 A1 However, known methods in which a non-destructive examination by means of a reference body is only conditionally applicable for larger engine components with a circular or annular cross-section, since not only transmitter and receiver, but also the reference body are brought into direct contact with the surface of the engine component to be tested have to. However, this is very difficult for engine components with a circular or annular cross-section and possibly complex sealing structure on the outer surface. Also, the solution described herein focuses on the use of Rayleigh waves. The non-dispersive Rayleigh waves may not allow reliable detection of a defect below a coating applied to the surface.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur störungsfreien Prüfung eines Triebwerksbauteils mit kreisförmigem oder kreisringförmigen Querschnitt bereitzustellen, womit die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden können. On this basis, the present invention seeks to provide an apparatus and a method for trouble-free testing of an engine component with a circular or annular cross-section, whereby the known from the prior art disadvantages can be avoided.

Diese Aufgabe wird sowohl mit der Vorrichtung des Anspruchs 1 als auch mit dem Verfahren des Anspruchs 17 gelöst. This object is achieved both with the device of claim 1 and with the method of claim 17.

Eine erfindungsgemäße (Prüf-)Vorrichtung umfasst hierbei wenigstens:

  • – mindestens einen Sender zur Anregung von oberflächengeführten Wellen,
  • – mindestens einen Empfänger zur Detektion von Wellen, die sich in zumindest einem Teil des zu prüfenden Triebwerksbauteils ausgebreitet haben,
  • – eine Haltevorrichtung zur Positionierung des mindestens einen Senders beabstandet zu einer äußeren Oberfläche des im Querschnitt kreisförmigen oder kreisringförmigen Triebwerksbauteils, wobei die Haltevorrichtung eingerichtet ist, den mindestens einen Sender derart zu der äußeren Oberfläche des Triebwerksbauteils zu beabstanden, dass mittels des Senders erzeugte Wellen in das zu prüfende Triebwerksbauteil einkoppeln und oberflächengeführte Wellen an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils anregen, und
  • – eine mit dem mindestens einen Empfänger gekoppelte elektronische Auswerteeinheit, die eine Auswertelogik aufweist, um mindestens eine Eigenschaft wenigstens einer durch den Empfänger detektierten Welle auszuwerten und hierüber einen Defekt innerhalb des Triebwerksbauteils zu erkennen, der die mindestens eine Eigenschaft der detektierten Welle beeinflusst
An inventive (test) device comprises at least:
  • At least one transmitter for exciting surface-guided waves,
  • At least one receiver for detecting waves which have spread in at least part of the engine component to be tested,
  • A holding device for positioning the at least one transmitter spaced from an outer surface of the circular or annular engine component, wherein the holding device is arranged to space the at least one transmitter toward the outer surface of the engine component such that waves generated by the transmitter are transmitted to the engine couple the engine component to be tested and excite surface-guided waves on the outer surface of the engine component to be tested, and
  • - An electronic evaluation unit coupled to the at least one receiver and having evaluation logic for evaluating at least one property of at least one wave detected by the receiver and detecting a defect within the engine component affecting the at least one characteristic of the detected wave

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit zur zerstörungsfreien Prüfung eines im Querschnitt kreisförmigen oder kreisringförmigen Triebwerksbauteils eingerichtet und vorgesehen und weist unter anderem eine Haltevorrichtung auf, über die wenigstens ein Sender in einer räumlichen Lage zu dem Triebwerksbauteils positionierbar ist, sodass – ohne direkten Kontakt des Senders mit der Oberfläche des Triebwerksbauteils – durch den Sender erzeugte Wellen in der Oberfläche des Triebwerksbauteils oberflächengeführte und z.B. elastische Wellen anregen. Treffen diese oberflächengeführten Wellen auf ihrem Weg in Richtung eines Empfängers auf einen Defekt, zum Beispiel in Form eines mechanischen Schadens, wie einen Riss, beeinflusst dies charakteristische Eigenschaften der Welle. Über eine Auswertung dieser Eigenschaften lässt sich dann auf das Vorhandensein eines Defekts und gegebenenfalls sogar auf dessen Ausmaße schließen und/oder der Defekt lokalisieren. A device according to the invention is thus set up and provided for non-destructive testing of a circular or annular engine component and has, inter alia, a holding device, via which at least one transmitter in a spatial position to the Engine component is positionable, so that - without direct contact of the transmitter with the surface of the engine component - waves generated by the transmitter in the surface of the engine component surface-guided and eg elastic waves excite. If these surface-guided waves encounter a defect on their way towards a receiver, for example in the form of a mechanical damage, such as a crack, this influences characteristic properties of the shaft. An evaluation of these properties then makes it possible to conclude on the existence of a defect and possibly even on its dimensions and / or localize the defect.

Beispielsweise kann die Auswertelogik der Auswerteeinheit eingerichtet sein, eine Amplitude, eine Phasenlage, vorkommende Moden, einen Dispersionsgrad und/oder eine Veränderung des Wellenspektrums bei der wenigstens einen detektierten Welle auszuwerten, um auf einen etwaigen Defekt zu schließen, den die detektierte Welle passiert hat oder an dem die detektierte -Welle zumindest teilweise reflektiert wurde. So kann der mindestens eine Empfänger eingerichtet und positionierbar sein, eine einen Defekt durchlaufene oder an einem Defekt reflektierte Welle zu detektieren. For example, the evaluation logic of the evaluation unit may be configured to evaluate an amplitude, a phase position, occurring modes, a degree of dispersion and / or a change in the wave spectrum in the at least one detected wave in order to detect any defect that has passed the detected wave or where the detected wave was at least partially reflected. Thus, the at least one receiver can be set up and positioned to detect a wave traversed by a defect or reflected by a defect.

Eine detektierte Welle geht bei Vorliegen eines Defekts auf eine Interaktion einer -Welle, die mittels des mindestens einen Senders erzeugt wurde, mit dem Defekt zurück. Dabei kann zumindest ein Teil einer angeregten Welle durch den Defekt hindurch laufen (Transmission) und/oder zumindest ein Teil der angeregten Welle reflektiert werden (Reflexion). Gegebenenfalls kann an dem Defekt auch eine Umwandlung in andere, bei der gegebenen Frequenz ausbreitungsfähige Wellenmoden auftreten (Modenkonvertierung). Die durch die Interaktion mit dem Defekt beeinflusste Welle breitet sich dann von dem Defekt ausgehend aus, sodass sich eine detektierte (Gesamt-)-Welle als Überlagerung verschiedener Wellenteile darstellt. Durch Auswertung der Eigenschaften dieser detektierten – Welle kann dann auf das Vorhandensein eines mechanischen Defekts geschlossen werden. A detected wave returns to the defect in the presence of a defect in an interaction of a wave generated by the at least one transmitter. In this case, at least part of an excited wave can pass through the defect (transmission) and / or at least part of the excited wave can be reflected (reflection). Optionally, at the defect also a conversion to other wave modes propagatable at the given frequency occur (mode conversion). The wave, which is influenced by the interaction with the defect, then spreads out from the defect, so that a detected (total) wave represents a superposition of different wave parts. By evaluating the properties of this detected - wave can then be concluded that there is a mechanical defect.

Das Verhalten der angeregten oberflächengeführten – Wellen im Bereich eines Defekts hängt insbesondere von der Ausprägung des Defekts ab. So variiert eine Transmission oder Reflexion z.B. insbesondere in Abhängigkeit von der Größe eines Schadens. Das Verhalten der -Wellen hängt dabei – gerade bei einer Anregung von oberflächengeführten elastischen Wellen in einer (bezogen auf die Wellenlänge der angeregten – Wellen) dünnwandigen Struktur des Triebwerksbauteils – ferner davon ab, ob eine symmetrisch, d.h., sich an einer Ober- und Unterseite der dünnwandigen Struktur identisch ausbreitende Welle oder eine asymmetrische (antisymmetrische) Welle angeregt wird. Vor diesem Hintergrund lässt sich beispielsweise durch das Verhältnis der Amplituden von durch den mindestens einen Sender angeregter Welle und reflektierter oder transmittierter, detektierter Welle das Ausmaß eines Defekts charakterisieren. The behavior of the excited surface-guided waves in the region of a defect depends in particular on the extent of the defect. Thus, transmission or reflection varies e.g. especially depending on the size of a damage. The behavior of the waves depends - especially with an excitation of surface-guided elastic waves in a (based on the wavelength of the excited - waves) thin-walled structure of the engine component - also on whether a symmetrical, ie, on a top and bottom the thin-walled structure is excited identically propagating wave or an asymmetric (antisymmetric) wave. Against this background, the extent of a defect can be characterized, for example, by the ratio of the amplitudes of the wave excited by the at least one transmitter and the reflected or transmitted, detected wave.

Um zumindest einen Teil reflektierter Wellen zu detektieren, können der mindestens eine Sender und der mindestens eine Empfänger in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander angeordnet sein oder in einer Sender-/Empfängereinheit zusammengefasst sein. Über eine solche Sender-/Empfängereinheit können sowohl Wellen angeregt als auch detektiert werden. Dabei sind aus dem Stand der Technik auch solche Empfänger für – Wellen bekannt, die keinen unmittelbaren Kontakt zu einer Oberfläche eines Bauteils benötigen, in dem sich die – Wellen bis zu dem Empfänger ausgebreitet haben, sondern die lediglich in einem geringen Abstand zu dieser Oberfläche angeordnet werden müssen. Dies kann sich in einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zunutze gemacht werden, um sowohl senderseitig als auch empfängerseitig keinen unmittelbaren Kontakt mit dem zu prüfenden Triebwerksbauteil herstellen zu müssen. Eine Detektion einer sich durch wenigstens einen Teil des Triebwerksbauteils ausgebreiteter Welle kann somit auch indirekt erfolgen und nicht nur direkt durch den unmittelbaren Empfang der Wellen an dem Empfänger. So regt beispielsweise eine oberflächengeführte Welle in unmittelbarer Nähe der Oberfläche durch einen Empfänger messbare Wellen an oder es erfolgt durch eine oberflächengeführte Welle eine durch einen Empfänger messbare Beeinflussung eines elektromagnetischen Feldes. In order to detect at least a part of reflected waves, the at least one transmitter and the at least one receiver can be arranged in close spatial proximity to one another or combined in a transmitter / receiver unit. About such a transmitter / receiver unit both waves can be excited as well as detected. In this case, from the prior art, such receivers for - known waves that do not require direct contact with a surface of a component in which the - waves have spread to the receiver, but arranged only at a small distance to this surface Need to become. This can be made use of in an embodiment of the device according to the invention, in order to have to produce both the transmitter side and the receiver side no direct contact with the engine component to be tested. Detection of a wave propagating through at least a part of the engine component can thus also take place indirectly and not only directly through the direct reception of the waves at the receiver. Thus, for example, a surface-guided wave in the immediate vicinity of the surface excites measurable waves through a receiver, or a surface-guided wave causes a measurable influence of an electromagnetic field on a receiver.

Zur Detektion in charakteristischer Weise veränderter, einen Defekt durchlaufender Wellen kann die Vorrichtung in einer Ausführungsvariante auch wenigstens einen Empfänger umfassen, der entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils zu den wenigstens einen Sender räumlich beabstandet positionierbar ist. In a variant embodiment, the device may also comprise at least one receiver which can be positioned spatially spaced along the circumference of the engine component relative to the at least one transmitter in order to detect waves which undergo a defect in a characteristic manner.

Die Detektion eines Defekts kann nach dem Puls-Echo-Verfahren, dem Pitch-Catch-Verfahren oder dem Time-Reversal-Verfahren erfolgen. The detection of a defect can be carried out according to the pulse-echo method, the pitch-catch method or the time-reversal method.

Zur Erreichung einer größtmöglichen Flexibilität im Hinblick auf die Detektion reflektierter und/oder transmittierter Wellen ist in einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass die (Prüf-)Vorrichtung wenigstens zwei Sender-/Empfängereinheiten umfasst, die entlang des Umfangs des zu prüfenden Triebwerksbauteils zueinander beabstandet positionierbar sind. Derart können sowohl an einem möglichen Defekt reflektierte Wellenanteile als auch einen Defekt durchlaufende Wellenanteile detektiert werden, wodurch mit größerer Genauigkeit Rückschlüsse auf Lage, Art und/oder Ausmaß eines Defektes gezogen werden können. Hierfür werden Empfangssignale der mehreren Sender-/Empfängereinheiten einer gemeinsamen Auswerteeinheit zugeführt. In order to achieve the greatest possible flexibility with regard to the detection of reflected and / or transmitted waves, it is provided in one embodiment that the (test) device comprises at least two transmitter / receiver units which can be positioned at a distance from each other along the circumference of the engine component to be tested. In this way, wave components reflected at a possible defect as well as wave components passing through a defect can be detected, which leads to conclusions with greater accuracy Location, type and / or extent of a defect can be drawn. For this purpose, receive signals of the multiple transmitter / receiver units are fed to a common evaluation unit.

In einer Ausführungsvariante ist der mindestens eine Sender der Prüfvorrichtung eingerichtet, oberflächengeführte Wellen an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils anzuregen, die sich zumindest teilweise unterhalb einer an der Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils vorgesehenen Beschichtung ausbreiten, um einen unterhalb der Beschichtung vorliegenden Defekt des Triebwerksbauteils anhand wenigstens einer durch den Empfänger detektierter Welle zu erkennen. Es werden somit mittels der Prüfvorrichtung unterhalb einer Beschichtung liegende Defekte erkennbar, ohne hierfür die Beschichtung abtragen zu müssen. Beispielsweise kann insbesondere hierbei die Anregung elastischer oberflächengeführter Wellen mittels des Senders möglich sein. In one embodiment variant, the at least one transmitter of the test apparatus is set up to excite surface-guided waves on the outer surface of the engine component to be tested, which propagate at least partially beneath a coating provided on the surface of the engine component to be tested, around a defect of the engine component present below the coating to detect at least one detected by the receiver wave. It can thus be detected by means of the test device lying below a coating defects without having to remove the coating for this purpose. For example, in particular the excitation of elastic surface-guided waves by means of the transmitter may be possible.

Der mindestens eine Sender kann eingerichtet sein, Lamb-Wellen anzuregen, die sich in dem zu prüfenden Triebwerksbauteil ausbreiten. Dispersive Lamb-Wellen oder horizontale Scherwellen breiten sich auch in gekrümmten Strukturen und damit gerade in einem im Querschnitt kreisförmigen oder kreisringförmigen Triebwerksbauteil aus und erlauben damit auch bei solchen Strukturen eine sehr genaue Aussage über mögliche Defekte. The at least one transmitter may be configured to excite Lamb waves propagating in the engine component to be tested. Dispersive Lamb waves or horizontal shear waves also propagate in curved structures and thus precisely in a circular or circular engine component and thus also allow a very accurate statement about possible defects in such structures.

Zur berührungslosen Einkopplung von oberflächengeführten Wellen in die Oberfläche des Triebwerksbauteils kann der Sender eingerichtet sein, über Luftschall oder elektromagnetischen Ultraschall Wellen an der äußeren Oberfläche anzuregen. Hierfür kann der Sender in an sich bekannter Weise zum Beispiel eine piezoelektrische Folie aus porösem Polymermaterial, zum Beispiel aus geschäumten Polypropylen (PP) oder porösen Polytetrafluorethylen (PTFE), umfassen. Für eine Anregung mittels elektromagnetischem Ultraschall kann senderseitig ein sogenannter EMUS-Wandler vorgesehen sein. For non-contact coupling surface-guided waves in the surface of the engine component, the transmitter may be configured to stimulate waves on the outer surface via airborne sound or electromagnetic ultrasound. For this purpose, the transmitter in a conventional manner, for example, a piezoelectric film of porous polymeric material, for example, from foamed polypropylene (PP) or porous polytetrafluoroethylene (PTFE) include. For excitation by means of electromagnetic ultrasound, a so-called EMUS converter can be provided on the transmitter side.

In einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung ist eine dreiachsige Verstellbarkeit des Senders über die Haltevorrichtung vorgesehen, um den Sender – beispielsweise über eine Antriebseinrichtung fremdkraftbetätigt – positionsgenau an einem gewünschten Bereich des zu prüfenden Triebwerksbauteils positionieren zu können und für nachfolgende Prüfungen (gegebenenfalls automatisiert) verfahren zu können. Mit Blick auf die gegebenenfalls relativ komplexen Strukturen eines zu prüfenden Triebwerksbauteils, insbesondere im Bereich einer etwaigen Dichtungsstruktur, ist in einer Ausführungsvariante der mindestens eine Sender über die Haltevorrichtung sowohl entlang eines Umfangs um eine Mittelachse des zu prüfenden Triebwerksbauteils und entlang einer radial zu dieser Mittelachse verlaufenden Raumrichtung verstellbar als auch in seiner Neigung bezüglich der radial verlaufenden Raumrichtung in einer parallel zur Mittelachse verlaufenden Ebene einstellbar. Ist der Sender oder eine diesen Sender aufweisende Sender-/Empfängereinheit über die Haltevorrichtung sowohl entlang des Umfangs und der radial verlaufenden Raumrichtung verstellbar und in der Neigung bezüglich der radial verlaufenden Raumrichtung einstellbar, kann der Sender über die Haltevorrichtung unterschiedliche Schwenk- und Linearverstellungen ausführen. So kann der Sender entlang einer (Kreis-)Bahn um die Mittelachse und linear bezüglich der radial verlaufenden Raumrichtung verstellbar sein sowie um eine senkrecht zur Mittelachse verlaufende Schwenkachse verschwenkbar sein. Dementsprechend bezieht sich eine etwaige axiale Verstellbarkeit auf eine Verstellung entlang einer Mittelachse, um die die Umfangslinie des zu prüfenden Triebwerksbauteils verläuft, während sich eine radiale Verstellung auf eine Verstellung radial bezüglich dieser Mittelachse bezieht. In one embodiment of a test device according to the invention a three-axis adjustability of the transmitter is provided on the holding device to the transmitter - for example via a drive means power-operated position accurately positioned on a desired area of the engine component to be tested and for subsequent tests (possibly automated) to proceed , With regard to the optionally relatively complex structures of an engine component to be tested, in particular in the area of a possible sealing structure, in one embodiment, the at least one transmitter via the holding device both along a circumference about a central axis of the engine component to be tested and along a radially extending to this central axis Spatial direction adjustable and adjustable in its inclination with respect to the radially extending spatial direction in a direction parallel to the central axis plane. If the transmitter or a transmitter / receiver unit having this transmitter can be adjusted via the holding device both along the circumference and the radially extending spatial direction and adjustable in inclination with respect to the radially extending spatial direction, the transmitter can perform different pivoting and linear adjustments via the holding device. Thus, the transmitter can be adjustable along a (circular) path about the central axis and linear with respect to the radially extending spatial direction and be pivotable about a pivot axis extending perpendicular to the central axis. Accordingly, any axial adjustability refers to an adjustment along a central axis about which the circumferential line of the engine component to be tested extends, while a radial adjustment relates to an adjustment radially with respect to this central axis.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zur sektorweisen Prüfung des Triebwerksbauteils eingerichtet. Hierfür können (a) der mindestens eine Sender und/oder der mindestens eine Empfänger entlang des Umfangs des zu prüfenden Triebwerksbauteils – mittels der Haltevorrichtung – verstellbar sein und/oder (b) das zu prüfende Triebwerksbauteil an der Vorrichtung drehbar gelagert sein. In einer möglichen Weiterbildung kann die Vorrichtung eine Antriebseinrichtung zur fremdkraftbetätigten, gegebenenfalls synchronen Verstellung des mindestens einen Senders und eines hierzu entlang des Umfangs beabstandeten Empfängers aufweisen. Dies schließt insbesondere eine synchrone Erstellung zweier Sender-/Empfängereinheiten oder einer Sender-/Empfängereinheit und eines Empfängers oder eines Senders und einer Sender-/Empfängereinheit ein, die entlang eines Umfangs zueinander beabstandet sind. Bei einer sektorweisen Prüfung wird somit bei einer Messung nicht das gesamte Triebwerksbauteil auf mögliche Defekte hin geprüft. Vielmehr werden über mindestens einen Sender und mindestens einen Empfänger aufeinanderfolgend einzelne Sektoren des Triebwerksbauteils geprüft. Beispielsweise werden hierbei entlang einer Umfangsrichtung der mindestens eine Sender und der mindestens eine Empfänger wiederholt verlagert, um sich in Umfangsrichtung aneinander anschließende Segmente des Triebwerksbauteils nacheinander auf mögliche Defekte hin zu prüfen. In one embodiment, the device is set up for sector-by-sector testing of the engine component. For this purpose, (a) the at least one transmitter and / or the at least one receiver along the circumference of the engine component to be tested - by means of the holding device - be adjustable and / or (b) the engine component to be tested rotatably mounted on the device. In one possible refinement, the device may have a drive device for the power-operated, optionally synchronous adjustment of the at least one transmitter and a receiver spaced therefrom along the circumference. In particular, this includes synchronous establishment of two transmitter / receiver units or one transmitter / receiver unit and one receiver or transmitter and one transmitter / receiver unit spaced along a circumference. In a sector-by-sector test, therefore, not the entire engine component is checked for possible defects during a measurement. Instead, successive individual sectors of the engine component are checked via at least one transmitter and at least one receiver. For example, in this case, the at least one transmitter and the at least one receiver are repeatedly displaced along a circumferential direction in order to successively check segments of the engine component adjacent to one another in the circumferential direction for possible defects.

Eine Verstellung des mindestens einen Senders und/oder des mindestens einen Empfängers und/oder eine Drehung des zu prüfenden Triebwerksbauteils kann hierbei mittels der Auswerteeinheit steuerbar sein. Eine solche Verstellung kann dann beispielsweise in Abhängigkeit davon erfolgen, ob anhand der mindestens einen Eigenschaft der wenigstens einen durch den Empfänger detektierten Welle mehr als ein Defekt innerhalb eines aktuell geprüften Sektors des Triebwerksbauteils erkannt wurde. Die Auswerteeinheit ist hierbei folglich eingerichtet, zu erkennen, ob anhand der vorliegenden Messwerte mehr als ein Defekt innerhalb eines aktuell geprüften Sektors erkannt wurde, dessen umfangsseitigen Grenzen durch die entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils zueinander beabstandeten Sender und Empfänger definiert sind. So kann beim Erkennen mehrerer Defekte unter Umständen anhand der ausgewerteten Welleneigenschaften nicht ohne Weiteres bestimmbar sein, an welcher Position ein detektierter Schaden vorliegt. Vor diesem Hintergrund kann vorgesehen sein, die Größe des zu prüfenden Sektors des Triebwerksbauteils zu verringern, um nur einen einzelnen Defekt innerhalb des zu prüfenden Sektors zu detektieren. An adjustment of the at least one transmitter and / or of the at least one receiver and / or a rotation of the engine component to be tested can in this case be controllable by means of the evaluation unit. Such an adjustment can then, for example, depending on whether on the basis of the at least one property of the at least one detected by the receiver shaft more than one defect was detected within a currently tested sector of the engine component. In this case, the evaluation unit is set up to detect whether more than one defect within a currently tested sector has been detected on the basis of the present measured values, the peripheral limits of which are defined by the transmitter and receiver spaced apart along the circumference of the engine component. For example, it may not be readily possible to determine at which position a detected damage is present when detecting a plurality of defects, based on the evaluated wave properties. Against this background, it may be provided to reduce the size of the engine component to be tested in order to detect only a single defect within the sector to be tested.

Hierbei kann die Auswerteeinheit eingerichtet sein, beim Erkennen mehr als eines Defekts innerhalb eines aktuell geprüften Sektors des Triebwerksbauteils einen Abstand zwischen dem mindestens einen Sender und einem entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils zu dem Sender beabstandeten Empfängers automatisch um oder auf ein definiertes Maß zu verringern. Dabei wird die Größe des zu prüfenden Sektors maßgeblich durch den umfangseitigen Abstand zwischen Sender und Empfänger, gegebenenfalls zweier Sender-/Empfängereinheiten, definiert, sodass zur Verringerung der Größe des zu prüfenden Sektors eine Antriebseinrichtung der Prüfvorrichtung zu einer entsprechenden Verstellung nur des Senders oder nur des Empfängers oder des Senders und des Empfängers (oder der entsprechenden Sender-/Empfängereinheiten) angesteuert wird. In this case, the evaluation unit can be set up to automatically reduce or reduce a distance between the at least one transmitter and a receiver spaced apart along the circumference of the engine component to the transmitter when detecting more than one defect within a currently tested sector of the engine component. The size of the sector to be tested is significantly defined by the circumferential distance between the transmitter and receiver, optionally two transmitter / receiver units, so that to reduce the size of the sector to be tested, a drive device of the tester to a corresponding adjustment only the transmitter or only the Receiver or the transmitter and the receiver (or the corresponding transmitter / receiver units) is controlled.

Wie bereits einleitend erwähnt, ist eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung beispielsweise zur Prüfung einer Triebwerksscheibe oder eines Dichtringes eingerichtet und vorgesehen. As already mentioned in the introduction, a test device according to the invention is set up and provided, for example, for testing an engine disk or a sealing ring.

Die Haltevorrichtung kann eingerichtet und vorgesehen sein, den mindestens einen Sender an einer radial an der äußeren Oberfläche vorstehenden Dichtlippe des Triebwerksbauteils zu positionieren. In einer Ausführungsvariante ist eine solche Dichtlippe an einem axial vorstehenden Abschnitt des Triebwerksbauteils vorgesehen. Derartige Dichtlippen sind bei rotierenden Triebwerksscheiben üblich, um eine abdichtende Struktur mit einem Statorteil zu bilden. Regelmäßig wird über derartig radial vorstehende Dichtlippen eine Labyrinthdichtung gebildet. Gerade aber an solchen Dichtlippen ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine zerstörungsfreie Prüfung auf etwaige Defekte besonders einfach möglich. The holding device can be set up and provided to position the at least one transmitter on a sealing lip of the engine component projecting radially on the outer surface. In one embodiment, such a sealing lip is provided on an axially projecting portion of the engine component. Such sealing lips are common in rotating engine disks to form a sealing structure with a stator. Regularly a labyrinth seal is formed over such radially projecting sealing lips. But it is precisely on such sealing lips with the solution according to the invention a non-destructive inspection for any defects particularly easy.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur zerstörungsfreien Prüfung eines Triebwerksbauteils mit kreisförmigem oder kreisringförmigem Querschnitt. Another aspect of the invention is to provide a method of nondestructive testing of an engine component having a circular or annular cross-section.

Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei wenigstens vorgesehen, dass

  • – mindestens ein Sender zur Anregung von oberflächengeführten Wellen bereitgestellt wird sowie mindestens ein Empfänger zur Detektion von Wellen, die sich in zumindest einem Teil des zu prüfenden Triebwerksbauteils ausgebreitet haben,
  • – der mindestens eine Sender derart beabstandet zu einer äußeren Oberfläche des Triebwerksbauteils positioniert wird, dass mittels des Senders erzeugte Wellen berührungslos in das zu prüfende Triebwerksbauteil einkoppeln und oberflächengeführte Wellen an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils anregen, und
  • – eine Eigenschaft wenigstens einer durch den Empfänger detektierten Welle ausgewertet und hierüber ein Defekt innerhalb des Triebwerksbauteils erkannt wird, der die mindestens eine Eigenschaft der detektierten Welle beeinflusst.
In the context of a method according to the invention, it is at least provided that
  • - At least one transmitter for exciting surface-guided waves is provided and at least one receiver for detecting waves that have spread in at least part of the engine component to be tested,
  • - The at least one transmitter is positioned at such a distance from an outer surface of the engine component that coupled by the transmitter waves generated without contact in the engine component to be tested and surface-guided waves excite the outer surface of the engine component to be tested, and
  • A property of at least one wave detected by the receiver is evaluated and a defect within the engine component is thereby detected, which influences the at least one property of the detected wave.

Ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren kann hierbei selbstverständlich mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Dementsprechend gelten vorstehend und nachstehend genannte Vorteile und Merkmale für Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung auch für Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Prüfverfahrens und umgekehrt. A test method according to the invention can of course be carried out by means of a device according to the invention. Accordingly, advantages and features mentioned above and below for design variants of a test device according to the invention also apply to design variants of a test method according to the invention and vice versa.

So kann beispielsweise die Anregung von Lamb-Wellen vorgesehen sein und/oder die Prüfung auf unterhalb einer Beschichtung (eines Abschnitts) des Triebwerksbauteils vorliegende Defekte. Auch kann eine Amplitude, eine Phasenlage, vorkommende Moden, ein Dispersionsgrad und/oder eine Veränderung des Wellenspektrums bei der wenigstens einen detektierten Welle ausgewertet werden, um auf Lage, Ausmaß und/oder Art eines Defekts zu schließen. Thus, for example, the excitation of Lamb waves can be provided and / or the examination of defects present below a coating (of a section) of the engine component. It is also possible to evaluate an amplitude, a phase position, occurring modes, a degree of dispersion and / or a change in the wave spectrum in the at least one detected wave in order to conclude on the position, extent and / or type of defect.

Auch kann in einer Ausführungsvariante bei Erkennen mehr als eines Defekts innerhalb eines aktuell geprüften Sektors des Triebwerksbauteils ein Abstand zwischen dem mindestens einen Sender und einem entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils zu dem Sender beabstandeten Empfängers automatisch um oder auf ein definiertes Maß verringert werden, um eine genauere Lokalisierung des einzelnen Defekts in einem Prüfsektor zu erhalten. Derart wird dann ein in seinen Abmessungen kleinerer Prüfsektoren untersucht, um die Defekte genauer lokalisieren zu können. Gegebenenfalls wird diese Verkleinerung des Prüfsektors wiederholt, bis in einer nachfolgenden Messung und Auswertung detektierter Wellen nur noch ein einzelner oder kein Defekt erkannt wird. Also, in one embodiment, upon detection of more than one defect within a currently tested sector of the engine component, a distance between the at least one transmitter and a receiver spaced along the circumference of the engine component to the transmitter may be automatically reduced by or to a defined extent to provide a more accurate Localization of the individual defect in a test sector. In this way, a test sector smaller in size is examined in order to be able to localize the defects more accurately. If necessary, this reduction of the test sector is repeated until in a subsequent measurement and evaluation detected waves only a single or no defect is detected.

Beispielsweise kann der Abstand zwischen Sender und Empfänger bzw. den diese aufweisenden Sender-/Empfängereinheiten entlang des Umfangs (wiederholt) halbiert werden, bis in einer nachfolgenden Messung und Auswertung detektierter Wellen nur noch ein Defekt oder kein Defekt mehr erkannt wird. Der Abstand wird hierbei beispielsweise maximal bis auf einen definierten Mindestabstand verringert, der in der Auswerteeinheit hinterlegt ist. For example, the distance between the transmitter and the receiver or the transmitter / receiver units having them along the circumference can be (repeatedly) halved until only a defect or defect is no longer detected in a subsequent measurement and evaluation of detected waves. For example, the distance is reduced to a maximum of a defined minimum distance, which is stored in the evaluation unit.

Mögliche Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Lösung sind ferner anhand der beigefügten Figuren veranschaulicht. Possible embodiments of the solution according to the invention are further illustrated by the attached figures.

Hierbei zeigen: Hereby show:

1 in perspektivischer Ansicht ein zu prüfendes Triebwerksbauteil in Form eines Dichtrings; 1 a perspective view of an engine component to be tested in the form of a sealing ring;

2A schematisch eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit zwei Sender-/Empfängereinheiten zur sektorweisen zerstörungsfreien Prüfung eines im Querschnitt kreisförmigen Triebwerksbauteils; 2A schematically an embodiment of a test device according to the invention with two transmitter / receiver units for sector-wise non-destructive testing of a circular cross-section engine component;

2B ausschnittsweise die Prüfvorrichtung der 2A mit Veranschaulichung der Positionierung einer der Sender-/Empfängereinheiten an dem Triebwerksbauteil; 2 B Partially the test device of 2A illustrating the positioning of one of the transceiver units on the engine component;

3 eine Weiterbildung der Prüfvorrichtung der 2A und 2B bei einer sektorweisen Prüfung des Triebwerksbauteils und nach einer Verringerung der Größe des zu prüfenden Sektors; 3 a development of the test apparatus of 2A and 2 B in a sector-by-sector inspection of the engine component and after a reduction in the size of the sector under test;

4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Prüfverfahrens; 4 a flowchart illustrating an embodiment of a test method according to the invention;

5 schematisch und in in Schnittdarstellung ein Gasturbinentriebwerk, für das das zu prüfende Triebwerksbauteil bestimmt ist. 5 schematically and in a sectional view of a gas turbine engine, for which the engine component to be tested is determined.

In der 5 ist schematisch und in Schnittdarstellung ein (Gasturbinen-)Triebwerk T dargestellt dieses Triebwerk T erstreckt sich entlang einer Mittelachse M und weist in an sich bekannter Weise einen Lufteinlass auf, in den entlang einer Eintrittsrichtung R Luft in das Triebwerksinnere eingesaugt werden kann. Hierfür ist ein Fan F vorgesehen. Dieser Fan F führt Luft einerseits einem Verdichter V und andererseits einem Bypasskanal B für die Erzeugung des Schubs zu. Der Fan F ist drehfest mit einer Welle verbunden, die durch eine Turbine TT zu einer Drehung angetrieben wird. Die Turbine TT schließt sich hierbei an den Verdichter V an, der beispielsweise einen Niederdruckverdichter, einen Mitteldruckverdichter und einen Hochdruckverdichter aufweist. Die über den Verdichter V geförderte Luft gelangt in einen Brennkammerabschnitt BK, in dem die Antriebsenergie zum Antreiben der Turbine TT erzeugt wird. Die Turbine TT, die hierfür beispielsweise eine Hochdruckturbine, eine Mitteldruckturbine und eine Niederdruckturbine aufweist, treibt dann über die bei der Verbrennung frei werdende Energie den Fan F an. Über eine Abgasdüse strömt das Abgas aus der Turbine TT am Ende des Triebwerks T nach außen aus. In the 5 is a schematic and sectional view of a (gas turbine) engine T shown this engine T extends along a central axis M and has in a conventional manner an air inlet, in which along an inlet direction R air can be sucked into the engine interior. For this purpose, a fan F is provided. This fan F supplies air on the one hand to a compressor V and on the other hand to a bypass channel B for the generation of the thrust. The fan F is rotatably connected to a shaft which is driven by a turbine TT to rotate. In this case, the turbine TT adjoins the compressor V, which has, for example, a low-pressure compressor, a medium-pressure compressor and a high-pressure compressor. The air conveyed via the compressor V enters a combustion chamber section BK in which the drive energy for driving the turbine TT is generated. The turbine TT, which has for example a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine and a low-pressure turbine, then drives the fan F via the energy released during combustion. The exhaust gas from the turbine TT at the end of the engine T flows outward via an exhaust nozzle.

Bei einem solchen Triebwerk T werden an unterschiedlichsten Stellen hochbelastete Triebwerksbauteile eingesetzt, die im Rahmen der Fertigung und insbesondere bei regelmäßigen Kontrollen auf etwaige Defekte hin untersucht werden müssen. Dies trifft beispielsweise auf den in der 1 perspektivisch dargestellten Dichtring 1 zu wie auch auf etwaige Triebwerksscheiben, die mit einer Triebwerkswelle drehfest verbunden sind und im Betrieb innerhalb des Triebwerks T mit hohen Drehzahlen rotieren. Ein solcher Dichtring oder eine solche Triebwerksscheibe 1 ist dabei regelmäßig geschmiedet und für höchste Belastungen ausgelegt. Dennoch kann es gerade an sensiblen und vergleichsweise schlank dimensionierten Strukturen dieser Triebwerksbauteile zu kritischen Schäden kommen, die frühzeitig erkannt werden müssen. In such an engine T highly stressed engine components are used at various points, which must be examined in the context of manufacturing and in particular during regular checks for any defects out. This applies for example to the in the 1 perspective seal shown 1 as well as any engine sheaves that are rotatably connected to an engine shaft and rotate at high speeds during operation within the engine T. Such a sealing ring or such an engine disk 1 is regularly forged and designed for the highest loads. Nevertheless, especially in sensitive and comparatively slender dimensioned structures of these engine components can lead to critical damage that must be detected early.

Beispielsweise weist der Dichtring 1 für die Ausbildung einer Labyrinthdichtung vergleichsweise dünnwandige Dichtlippen auf. Im Bereich derartiger (beschichteter oder unbeschichteter) Dichtlippen kommt es nicht selten zu diskreten, mechanischen Defekten, wie zum Beispiel Rissen. Diese müssen frühzeitig erkannt werden. Aufgrund der Formgebung und Struktur im Querschnitt kreisförmiger oder kreisringförmiger Triebwerksbauteil ist eine Prüfung auf etwaige Schäden in der Praxis bisher regelmäßig nicht zerstörungsfrei möglich. Beispielsweise wird zur Prüfung auf etwaige Schäden in einer Dichtlippenstruktur eines Triebwerksbauteils häufig eine aufgebrachte Beschichtung abgetragen, dann eine Schadensprüfung durchgeführt und das Bauteil im Bereich der Dichtlippenstruktur wieder neu beschichtet. Dieses Vorgehen ist jedoch äußerst aufwendig und kostenintensiv. For example, the sealing ring 1 for the formation of a labyrinth seal comparatively thin-walled sealing lips. In the area of such (coated or uncoated) sealing lips, there are often discrete mechanical defects, such as cracks. These must be recognized early. Due to the shape and structure in cross-section circular or annular engine component testing for any damage in practice has been regularly not possible non-destructive. For example, to test for any damage in a sealing lip structure of an engine component often an applied coating is removed, then carried out a damage test and coated the component in the region of the sealing lip structure again. However, this procedure is extremely complicated and cost-intensive.

Im Zuge der erfindungsgemäßen Lösung wird nun vorgeschlagen, eine Prüfvorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung mittels oberflächengeführter und hier elastischer Wellen bereitzustellen, bei der die Wellen berührungslos mittels wenigstens eines Senders in dem zu prüfenden Triebwerksbauteil angeregt werden. Dabei ist in dem mit den 2A und 2B veranschaulichen Ausführungsbeispiel eine Prüfvorrichtung 2 vorgesehen, bei der ein Sender Teil einer (ersten) Sender-/Empfängereinheit SE1 ist, der beispielsweise mittels Luftschall oder elektromagnetischem Ultraschall oberflächengeführte elastische Wellen W im Bereich einer Dichtlippenstruktur des Triebwerksbauteils 1 anregt. Das Triebwerksbauteil 1 ist hierbei durch einen Dichtring 1 entsprechend der 1 oder eine Triebwerksscheibe gebildet. Die Dichtlippenstruktur wird hieran durch mehrere (vorliegend drei) radial vorstehende Dichtlippen D1 bis D3 definiert. In the course of the inventive solution, it is now proposed to provide a test device for non-destructive testing by means of surface-guided and here elastic waves, in which the waves are excited without contact by means of at least one transmitter in the engine component to be tested. It is in the with the 2A and 2 B illustrate embodiment of a tester 2 provided in which a transmitter is part of a (first) transmitter / receiver unit SE 1 , the surface-guided for example by means of airborne sound or electromagnetic ultrasound elastic waves W in the region of a sealing lip structure of the engine component 1 stimulates. The engine component 1 is here by a sealing ring 1 according to the 1 or an engine disk. The sealing lip structure is hereby defined by a plurality of (in the present case three) radially projecting sealing lips D 1 to D 3 .

Die Prüfvorrichtung 2 weist vorliegend neben der ersten Sender-/Empfängereinheit SE1 eine weitere Sender-/Empfängereinheit SE2 auf. Über die Kombination zweier zueinander entlang des Umfangs des Triebwerkbauteils 1 beabstandeter Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 können Wellen detektiert und ausgewertet werden, die auf von dem Sender der ersten Sender-/Empfängereinheit SE1 erzeugte oberflächengeführte elastische Wellen zurückgehen und die einen etwaigen Defekt S1 oder S2 der Dichtlippenstruktur durchlaufen haben oder an einem Defekt S1, oder S2 reflektiert wurden. Anhand der Auswertung eine Amplitude, einer Phasenlage, vorkommenden Moden, einem Dispersionsgrad und/oder einer Veränderung des Wellenspektrums bei den detektierten Wellen W lässt sich dabei auf Lage, Art und/oder Ausmaß eines Schadens S1 oder S2 schließen. Für eine derartige Auswertung weist die Prüfvorrichtung 2 eine elektronische Auswerteeinheit 20 mit einer entsprechenden Auswertelogik auf. The tester 2 In this case, in addition to the first transmitter / receiver unit SE 1 has a further transmitter / receiver unit SE 2 . About the combination of two along the circumference of the engine component 1 spaced transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 waves can be detected and evaluated, which go back to surface-guided elastic waves generated by the transmitter of the first transceiver unit SE 1 and have undergone any defect S 1 or S 2 of the sealing lip structure or at a defect S 1 , or S 2 were reflected. On the basis of the evaluation of an amplitude, a phase position, occurring modes, a degree of dispersion and / or a change of the wave spectrum in the detected waves W can be on position, nature and / or extent of damage S 1 or S 2 close. For such an evaluation, the test device 2 an electronic evaluation unit 20 with a corresponding evaluation logic.

Wie insbesondere anhand der Draufsicht der 2A veranschaulicht ist, sind die beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils 1 so zueinander positionierbar, dass über die beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 ein einzelner Prüfsektor 11a begrenzt wird und folglich zunächst lediglich in diesem Sektor das Triebwerksbauteil 1 auf das Vorliegen etwaiger Schäden S1 oder S2 hin geprüft wird. Um das Triebwerksbauteil 1 entlang seines gesamten Umfangs auf etwaige Schäden zu prüfen, können die beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 entlang einer Umfangsrichtung β1 relativ zu dem Triebwerksbauteil 1 verstellt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Triebwerksbauteil 1 um eine Mittelachse M drehbar sein, die im eingebauten Zustand des Triebwerksbauteils 1 der Mittelachse M des Triebwerks T entspricht. As in particular with reference to the top view of 2A is illustrated, the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 along the circumference of the engine component 1 can be positioned relative to one another in such a way that a single test sector can be set via the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 11a is limited and therefore initially only in this sector, the engine component 1 is checked for the presence of any damage S1 or S2. To the engine component 1 along its entire circumference to check for any damage, the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 along a circumferential direction β 1 relative to the engine component 1 be adjusted. Alternatively or additionally, the engine component 1 be rotatable about a central axis M, which in the installed state of the engine component 1 the central axis M of the engine T corresponds.

Wie anhand der 2B veranschaulicht ist, ist über eine Haltevorrichtung 22 der Prüfvorrichtung 2 eine Sender-/Empfängereinheit SE1 (wie auch die andere Sender-/Empfängereinheit SE2) sowohl entlang der Umfangsrichtung β1 um die Mittelachse M verstellbar als auch radial bezüglich der Mittelachse M entlang einer Richtung r1. Ferner ist über die Haltevorrichtung 22 eine Neigung γ1 der Sender-/Empfängereinheit SE1 bezüglich der Radialrichtung r1 einstellbar. Hierdurch können die jeweils radial spitz zulaufenden Dichtlippen D1 bis D3 des Triebwerksbauteils 1 gezielt auf etwaige Defekte zerstörungsfrei geprüft werden und eine Sender-/Empfängereinheit SE1 (oder SE2) kann gezielt mit geringem Abstand zu der jeweiligen Dichtestruktur positioniert werden, sodass hierüber oberflächengeführte, elastische Wellen in der Dichtlippenstruktur der Dichtlippen D1 bis D3 angeregt werden können. As based on the 2 B is illustrated is via a holding device 22 the tester 2 a transmitter / receiver unit SE 1 (as well as the other transmitter / receiver unit SE 2 ) both along the circumferential direction β 1 about the central axis M adjustable and radially with respect to the central axis M along a direction r 1 . Furthermore, via the holding device 22 an inclination γ 1 of the transmitter / receiver unit SE 1 with respect to the radial direction r 1 adjustable. As a result, the respective radially tapered sealing lips D 1 to D 3 of the engine component 1 targeted to any defects are tested destructively and a transmitter / receiver unit SE 1 (or SE 2 ) can be selectively positioned at a small distance from the respective density structure, so that surface-guided, elastic waves in the sealing lip structure of the sealing lips D 1 to D 3 are excited can.

Exemplarisch ist in der Darstellung der 2B die erste Sender-/Empfängereinheit SE1 zur Anregung von elastischen Wellen an einer Dichtlippe D2 des Triebwerksbauteils 1 ausgerichtet. Die Dichtlippen D1 bis D3 sind hierbei an einem Abschnitt des Triebwerksbauteils 1 einstückig ausgeformt. Hierbei sind die einzelnen Dichtlippen D1 bis D3 an einem axial vorstehenden Ringselement 10 des Triebwerksbauteils 1 vorgesehen, an dem die einzelnen Dichtlippen D1 bis D3 – auf unterschiedlichen Seiten des Ringelements 10 und mithin radial nach innen oder radial nach außen – vorstehend ausgebildet sind. Die einzelnen Dichtlippen D1 bis D3 verjüngen sich dabei in die jeweilige radiale Erstreckungsrichtung. Exemplary is in the representation of 2 B the first transmitter / receiver unit SE 1 for exciting elastic waves on a sealing lip D 2 of the engine component 1 aligned. The sealing lips D 1 to D 3 are in this case at a portion of the engine component 1 integrally formed. Here, the individual sealing lips D 1 to D 3 on an axially projecting ring element 10 of the engine component 1 provided on which the individual sealing lips D 1 to D 3 - on different sides of the ring element 10 and thus radially inward or radially outward - are formed protruding. The individual sealing lips D 1 to D 3 are tapered in the respective radial extension direction.

Über die Haltevorrichtung 22 der Prüfvorrichtung 2 ist die Sender-/Empfängereinheit SE1 sowohl entlang der radial verlaufenden Richtung r1 als auch in ihrer Neigung relativ hierzu, die durch einen Winkel γ1 definiert ist, einstellbar, sodass die Sender-/Empfängereinheit SE1 in geringem Abstand zu der zu prüfenden Dichtlippenstruktur und in einem gewünschten Winkel – zum Beispiel senkrecht – zu einer Oberfläche des Triebwerksbauteils 1 und insbesondere der jeweiligen Dichtlippe D1 bis D3 positioniert werden kann. Ein Abstand zwischen der Sender-/Empfängereinheit SE1 und einer Dichtlippe D2, an der elastische Wellen angeregt werden, ist in der 2B exemplarisch durch einen Spalt a veranschaulicht. Dieser Spalt a zwischen der Oberfläche der Dichtlippe D2 und der Sender-/Empfängereinheit SE1 ist hierbei so bemessen, dass mittels des Senders der Sender-/Empfängereinheit SE1 erzeugte Wellen in die Dichtlippe D2 einkoppeln können und oberflächengeführte elastische Wellen W anregen, deren an einem Schaden S1 oder S2 reflektierte Wellenanteile durch den Empfänger der Sender-/Empfängereinheit SE1 detektiert werden können. Über die an der Sender-/Empfängereinheit SE1 (und der anderen Sender-/Empfängereinheit SE2) detektierten Wellen W kann die mit beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 gekoppelte elektronische Auswerteeinheit 20 auf das Vorliegen eines Schadens S1 oder S2 innerhalb des Prüfsektors 11a zwischen den beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 schließen sowie auch auf dessen Position und Ausmaße; beispielsweise nach dem bekannten Puls-Echo-Verfahren, dem Pitch-Catch-Verfahren und/oder dem Time-Reversal-Verfahren. Über die Anregung oberflächengeführter, elastischer Wellen, zum Beispiel in Form von Lamb-Wellen, werden hierbei auch Schäden S1, S2 zuverlässig detektiert, die sich unterhalb einer auf die Dichtlippen D1 bis D3 aufgebrachten Beschichtung befinden. Ein Abtragen der Beschichtung für die Schadensprüfung ist somit nicht notwendig. About the holding device 22 the tester 2 the transmitter / receiver unit SE 1 is adjustable both along the radial direction r 1 and in its inclination relative thereto, which is defined by an angle γ 1 , so that the transmitter / receiver unit SE 1 is at a small distance from the one to be tested Sealing lip structure and at a desired angle - for example, perpendicular - to a surface of the engine component 1 and in particular the respective sealing lip D 1 to D 3 can be positioned. A distance between the transmitter / receiver unit SE 1 and a sealing lip D 2 , are excited at the elastic waves is in the 2 B exemplified by a gap a. This gap a between the surface of the sealing lip D 2 and the transmitter / receiver unit SE 1 is in this case dimensioned so that waves generated by the transmitter of the transmitter / receiver unit SE 1 can couple into the sealing lip D 2 and excite surface-guided elastic waves W, whose wave components reflected on a damage S 1 or S 2 can be detected by the receiver of the transmitter / receiver unit SE 1 . By means of the waves W detected at the transmitter / receiver unit SE 1 (and the other transmitter / receiver unit SE 2 ), the electronic evaluation unit coupled to both transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 can be used 20 the existence of a damage S 1 or S 2 within the test sector 11a between the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 as well as on its position and dimensions; for example, according to the known pulse-echo method, the pitch-catching method and / or the time-reversal method. By exciting surface-guided, elastic waves, for example in the form of Lamb waves, damage S 1 , S 2 , which is applied below one of the sealing lips D 1 to D 3 , is reliably detected Coating are located. It is therefore not necessary to remove the coating for the damage test.

Die mit den 2A bis 2B veranschaulichte sektorweise Prüfung auf etwaige Defekte hat den Vorteil, dass sukzessiv relativ kleine Segmente des Triebwerksbauteils 1 geprüft werden, wodurch die Auflösung einer Messung und die Messegenauigkeit genau eingestellt und gegenüber einer Messung über die gesamte Bauteiloberfläche erhöht ist. Wird in einem Prüfsektor 11a kein Schaden S1 oder S2 festgestellt, wird das Triebwerksbauteil 1 um die Mittelachse M einen vorgegebenen Winkel β1 relativ zu den Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 gedreht, um einen weiteren Prüfsektor zu untersuchen. Es werden an einzelnen Prüfsektoren aufeinanderfolgende Messungen durchgeführt, bis das gesamte Triebwerksbauteil 1 geprüft wurde. Es sei darauf hingewiesen, dass alternativ oder ergänzend auch die Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 um die Mittelachse M verfahren und mithin gedreht werden können. The with the 2A to 2 B illustrated sectoral examination for any defects has the advantage that successively relatively small segments of the engine component 1 be checked, whereby the resolution of a measurement and the accuracy of measurement is precisely set and increased over a measurement over the entire surface of the component. Being in a testing sector 11a no damage S 1 or S 2 detected, the engine component becomes 1 rotated about the central axis M a predetermined angle β 1 relative to the transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 to investigate another test sector. Successive measurements are made on individual test sectors until the entire engine component 1 was tested. It should be noted that as an alternative or in addition, the transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 can be moved about the central axis M and thus rotated.

In einer Weiterbildung gemäß der 3 ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit 20 der Prüfvorrichtung 2 eine Antriebseinrichtung 21 der Prüfvorrichtung 2 steuert, um nicht nur das Anfahren eines nachfolgenden Prüfsektors zu steuern, sondern auch bei Bedarf die Größe eines Prüfsektors 11a zu variieren. In a development according to the 3 is provided that the evaluation unit 20 the tester 2 a drive device 21 the tester 2 controls not only to control the startup of a subsequent test sector but also, if necessary, the size of a test sector 11a to vary.

In dieser Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass über die Auswerteeinheit 20 ein Abstand zwischen den beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils 1 automatisch um oder auf ein definiertes Maß verringert wird, wenn innerhalb des aktuell geprüften Sektors 11a mehr als ein Schaden S1, S2 detektiert wird. So ist zunächst ein Abstand zwischen den beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils 1 vorgesehen, der durch einen Winkel α1 definiert ist, der zwischen zwei Radien gebildet ist, die von der Mittelachse M ausgehend einerseits zu der ersten Sender-/Empfängereinheit SE1 und andererseits zu der zweiten Sender-/Empfängereinheit SE2 verlaufen. Bei der Detektion zweier Defekte S1 und S2 innerhalb des hierdurch gegebenen Prüfsektors 11a wird vorliegend die zweite Sender-/Empfängereinheit SE2 der ersten Sender-/Empfängereinheit SE1 automatisch angenährt, sodass der zwischen den beiden Radien gebildete Winkel auf einen Winkel α2 < α1 reduziert wird. Es ergibt sich mithin ein kleinerer Prüfsektor 11b, in dem eine erneute Messung durchgeführt wird. Für die Verkleinerung des Prüfsektors kann auch eine Verstellung der ersten Sender-/Empfängereinheit SE1 vorgesehen und durch die Auswerteeinheit 20 gesteuert werden. In einer möglichen Variante wird der Abstand zwischen den beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 bei der Detektion mehr als eines Defekts innerhalb eines Prüfsektors halbiert. Es gilt dann mithin α2 = 1/2 α1. In this embodiment, it is provided that via the evaluation unit 20 a distance between the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 along the circumference of the engine component 1 automatically reduced by or to a defined extent, if within the sector currently being audited 11a more than one damage S 1 , S 2 is detected. Thus, initially there is a distance between the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 along the circumference of the engine component 1 provided, which is defined by an angle α 1 , which is formed between two radii extending from the central axis M on the one hand to the first transmitter / receiver unit SE 1 and on the other hand to the second transmitter / receiver unit SE 2 . In the detection of two defects S 1 and S 2 within the test sector given thereby 11a In the present case, the second transmitter / receiver unit SE 2 of the first transmitter / receiver unit SE 1 is automatically approached, so that the angle formed between the two radii is reduced to an angle α 2 <α 1 . This results in a smaller inspection sector 11b , in which a new measurement is performed. For the reduction of the test sector, an adjustment of the first transmitter / receiver unit SE 1 can be provided and by the evaluation unit 20 to be controlled. In one possible variant, the distance between the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 is halved in the detection of more than one defect within a test sector. It then holds α 2 = 1/2 α 1 .

Eine Verringerung des Abstands zwischen den beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 kann hierbei auf einen Mindestabstand limitiert sein, um anhand der detektierten (reflektierten oder transmittierten) Oberflächenwellen noch ausreichend genau eine Aussage über das Vorliegen eines Defekts treffen zu können. A reduction in the distance between the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 can be limited to a minimum distance in order to be able to make a statement about the presence of a defect with sufficient accuracy based on the detected (reflected or transmitted) surface waves.

Über die Auswerteinheit 20 kann mittels der Antriebseinrichtung 21 und die Haltevorrichtung 22 auch in Abhängigkeit von einem Messergebnis eine Ausrichtung der Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 automatisiert veränderbar sein. Dies kann beispielsweise der genaueren Lokalisierung eines etwaigen detektierten Defekts S1 und S2 dienen. About the evaluation unit 20 can by means of the drive device 21 and the holding device 22 Also, depending on a measurement result, an orientation of the transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 can be changed automatically. This can serve, for example, the more precise localization of any detected defect S 1 and S 2 .

Mit der 4 ist im Einzelnen der Ablauf eines erfindungsgemäßen Prüfverfahrens anhand eines Flussdiagramms veranschaulicht. With the 4 the sequence of a test method according to the invention is illustrated in detail with reference to a flowchart.

Das Prüfverfahren beginnt zunächst mit einem ersten Verfahrensschritt A1, bei dem das Triebwerksbauteil 1 in der Prüfvorrichtung 2 angeordnet und gegebenenfalls hieran drehbar gelagert wird. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt A2 werden die Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 bestimmungsgemäß relativ zueinander entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils 1 und insbesondere entlang der radial verlaufenden Richtung r1 und unter Einstellung des Neigungswinkel γ1 relativ zu dem Triebwerksbauteil 1 positioniert. Anschließend beginnt mit einem Verfahrensschritt A3 eine Messung und damit die Prüfung auf das Vorliegen möglicher Defekte S1 oder S2 entlang einer zwischen den beiden Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 definierten Prüfstrecke innerhalb des Prüfsektors 11a durch die Anregung oberflächengeführter, elastischer Wellen mittels der ersten Sender-/Empfängereinheit SE1. The test method initially begins with a first method step A1, in which the engine component 1 in the tester 2 arranged and optionally rotatably mounted thereon. In a subsequent method step A2, the transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 are intended relative to each other along the circumference of the engine component 1 and in particular along the radial direction r 1 and adjusting the inclination angle γ 1 relative to the engine component 1 positioned. Subsequently, a method step A3 starts a measurement and thus the test for the presence of possible defects S 1 or S 2 along a test section defined between the two transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 within the test sector 11a by the excitation of surface-guided elastic waves by means of the first transmitter / receiver unit SE 1 .

Anhand der an den ersten und zweiten Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 detektierten Wellen wird dann in einem Verfahrensschritt A4 mittels der Auswerteeinheit 20 anhand charakteristischer Welleneigenschaften, wie zum Beispiel der Amplituden, der Phasenlage, vorkommenden Moden, einem Dispersionsgrad und/oder einer Veränderung des Wellenspektrums, darauf geschlossen, ob ein mechanischer Defekt S1 oder S2 vorliegt oder nicht. On the basis of the detected at the first and second transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 waves is then in a step A4 by means of the evaluation 20 on the basis of characteristic wave properties, such as the amplitudes, the phase angle, occurring modes, a degree of dispersion and / or a change in the wave spectrum, based on whether a mechanical defect S 1 or S 2 is present or not.

Wird mehr als ein Defekt S1 oder S2 erkannt, erfolgt eine Verkleinerung des Prüfsektors durch Verstellung einer oder beider Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2. Dies ist im Flussdiagramm der 4 anhand eines Verfahrensschritts A5 veranschaulicht. Nach der Verstellung und der damit einhergehenden Verringerung des umfangsseitigen Abstands zwischen den Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 erfolgt eine erneute Messung. If more than one defect S 1 or S 2 is detected, the test sector is reduced by adjusting one or both transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 . This is in the flow chart of 4 illustrated by a process step A5. After the adjustment and the so accompanying reduction of the circumferential distance between the transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 is a new measurement.

Wurde bei der vorhergehenden Messung (oder bei der erneuten Messung) lediglich ein einzelner Defekt S1 oder S2 innerhalb des aktuell gegebenen Prüfsektors 11a (oder 11b) detektiert und gegebenenfalls mittels der Auswerteeinheit 20 lokalisiert, erfolgt die Prüfung eines neuen Prüfsektors entlang der Umfangsrichtung β1. Hierfür wird beispielsweise das Triebwerksbauteil 1 um die Mittelachse M gedreht. Alternativ oder ergänzend können die Sender-/Empfängereinheiten SE1 und SE2 relativ zu dem Triebwerksbauteil 1 entlang der Umfangsrichtung um die Mittelachse M verstellt werden, beispielsweise synchron oder aufeinander folgend. Innerhalb des Flussdiagramms der 4 ist dieser Verfahrensschritt mit A6 gekennzeichnet. Was in the previous measurement (or the re-measurement) only a single defect S 1 or S 2 within the currently given test sector 11a (or 11b ) detected and optionally by means of the evaluation unit 20 localized, the examination of a new test sector along the circumferential direction β 1 takes place . For this example, the engine component 1 rotated about the central axis M. Alternatively or additionally, the transmitter / receiver units SE 1 and SE 2 can be relative to the engine component 1 be adjusted along the circumferential direction about the central axis M, for example synchronously or consecutively. Within the flowchart of 4 this step is marked A6.

Wird in einem Verfahrensschritt A7 dann festgestellt, dass das Triebwerksbauteil 1 vollständig sektorweise geprüft wurde, endet das Prüfverfahren (Ende E). Andernfalls erfolgt eine erneute Messung. Spätestens am Ende einer vollständigen Prüfung des gesamten Triebwerksbauteils 1 wird über die Prüfvorrichtung 2 ausgegeben, ob mechanische Defekte unterhalb einer Beschichtung der Dichtlippen D1 bis D3 detektiert wurden. Gegebenenfalls wird hierbei auch ausgegeben, an welcher Stelle entlang des Umfangs ein etwaiger Defekt S1 oder S2 detektiert wurde und welche Ausmaße dieser Defekt S1 oder S2 hat, beispielsweise in welcher Größenordnung er liegt („1 bis 5 µm“, „5 bis 15 µm“, „kleiner 1 mm“, „größer 1 mm“, etc.). In einer Ausführungsvariante wird ausgewertet und ausgegeben, ob und in welcher Tiefe ein Schaden S1 oder S2 erkannt wurde. Hierbei kann anhand der detektierten Wellen W mittels der Auswertelogik eine Kategorisierung vorgenommen werden, in welchem Tiefenbereich unterhalb der Oberfläche der jeweilige Schaden S1 oder S2 vorliegt. Beispielsweise wird eine Kategorisierung anhand folgender in der Auswerteeinheit 20 hinterlegter Bereiche (a) bis (d) vorgenommen: (a) Tiefe < 0.2mm, (b) Tiefe im Bereich 0.2–0.5mm, (c) Tiefe im Bereich 0.5–1mm, (d) Tiefe > 1mm. If it is then determined in a method step A7 that the engine component 1 has been fully tested on a sectoral basis, the test procedure ends (end E). Otherwise, a new measurement takes place. At the latest at the end of a complete test of the entire engine component 1 is about the test device 2 issued whether mechanical defects were detected below a coating of the sealing lips D 1 to D 3 . Optionally, this also indicates at which point along the circumference a possible defect S 1 or S 2 has been detected and which dimensions of this defect S 1 or S 2 have, for example of the order of magnitude ("1 to 5 μm", "5") up to 15 μm "," smaller 1 mm "," larger than 1 mm ", etc.). In one embodiment, it is evaluated and output whether and at what depth a damage S 1 or S 2 was detected. In this case, based on the detected waves W, a categorization can be made by means of the evaluation logic, in which depth range below the surface the respective damage S 1 or S 2 is present. For example, a categorization based on the following in the evaluation unit 20 deposited areas (a) to (d) made: (a) depth <0.2mm, (b) depth in the range 0.2-0.5mm, (c) depth in the range 0.5-1mm, (d) depth> 1mm.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Triebwerksbauteil Engine component
10 10
Ringelement ring element
11a, 11b 11a, 11b
Prüfsektor Prüfsektor
2 2
Prüfvorrichtung Tester
20 20
Auswerteeinheit evaluation
21 21
Antriebseinrichtung driving means
22 22
Haltevorrichtung holder
a a
Spalt gap
A1–A7, E A1-A7, E
Verfahrensschritte steps
B B
Bypasskanal bypass channel
BK BK
Brennkammerabschnitt combustor section
D1, D2, D3 D 1 , D 2 , D 3
Dichtlippe sealing lip
F F
Fan fan
M M
Mittelachse central axis
R R
Eintrittsrichtung entry direction
r1 r 1
Richtung direction
S1, S2 S 1 , S 2
Defekt malfunction
SE1, SE2 SE 1 , SE 2
Sender-/Empfängereinheit Transmitter / receiver unit
T T
Gasturbinentriebwerk Gas turbine engine
TT TT
Turbine turbine
V V
Verdichter compressor
W W
Oberflächenwelle surface wave
α1, α2 α 1 , α 2
Winkel angle
β1 β 1
Winkel / Umfangsrichtung Angle / circumferential direction
γ1 γ 1
Winkel / Neigungsrichtung Angle / inclination direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2014/067648 A1 [0003, 0004] WO 2014/067648 A1 [0003, 0004]

Claims (18)

Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Triebwerksbauteils (1) mit kreisförmigem oder kreisringförmigem Querschnitt auf Defekte (S1, S2), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) wenigstens das Folgende aufweist: – mindestens einen Sender zur Anregung von oberflächengeführten Wellen (W), – mindestens einen Empfänger zur Detektion von Wellen (W), die sich in zumindest einem Teil des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) ausgebreitet haben, – eine Haltevorrichtung (22) zur Positionierung des mindestens einen Senders beabstandet zu einer äußeren Oberfläche des Triebwerksbauteils (1), wobei die Haltevorrichtung (22) eingerichtet ist, den mindestens einen Sender derart zu der äußeren Oberfläche des Triebwerksbauteils (1) zu beabstanden, dass mittels des Senders erzeugte Wellen in das zu prüfende Triebwerksbauteil (1) einkoppeln und oberflächengeführte Wellen an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) anregen, und – eine mit dem mindestens einen Empfänger gekoppelte elektronische Auswerteeinheit (20), die eine Auswertelogik aufweist, um mindestens eine Eigenschaft wenigstens einer durch den Empfänger detektierten Welle (W) auszuwerten und hierüber einen Defekt (S1, S2) innerhalb des Triebwerksbauteils (1) zu erkennen, der die mindestens eine Eigenschaft der detektierten Welle (W) beeinflusst. Device for nondestructive testing of an engine component ( 1 ) with circular or circular cross-section on defects (S 1 , S 2 ), characterized in that the device ( 2 ) at least one of the following: - at least one transmitter for exciting surface-guided waves (W), - at least one receiver for detecting waves (W) located in at least part of the engine component to be tested ( 1 ), - a holding device ( 22 ) for positioning the at least one transmitter spaced to an outer surface of the engine component ( 1 ), wherein the holding device ( 22 ) is arranged, the at least one transmitter in such a way to the outer surface of the engine component ( 1 ) that generated by the transmitter waves generated in the engine component to be tested ( 1 ) and surface guided waves on the outer surface of the engine component ( 1 ), and - an electronic evaluation unit coupled to the at least one receiver ( 20 ), which has an evaluation logic to evaluate at least one property of at least one wave (W) detected by the receiver and via this a defect (S 1 , S 2 ) within the engine component ( 1 ), which influences the at least one property of the detected wave (W). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sender eingerichtet ist, oberflächengeführte Wellen an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) anzuregen, die sich zumindest teilweise unterhalb einer an der Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) vorgesehenen Beschichtung ausbreiten, um einen unterhalb der Beschichtung vorliegenden Defekt (S1, S2) des Triebwerksbauteils (1) anhand wenigstens einer durch den Empfänger detektierten Welle (W) zu erkennen. Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one transmitter is arranged, surface-guided waves on the outer surface of the engine component to be tested ( 1 ) at least partially below a surface of the engine component to be tested ( 1 ) spread around a present below the coating defect (S 1 , S 2 ) of the engine component ( 1 ) to detect at least one detected by the receiver shaft (W). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sender eingerichtet ist, sich in dem zu prüfenden Triebwerksbauteil (1) ausbreitende Lamb-Wellen anzuregen. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one transmitter is adapted to be in the engine component to be tested ( 1 ) to stimulate propagating Lamb waves. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sender eingerichtet ist, über Luftschall oder elektromagnetischen Ultraschall Wellen an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) anzuregen. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one transmitter is arranged, via airborne sound or electromagnetic ultrasonic waves on the outer surface of the engine component to be tested ( 1 ). Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sender eine piezoelektrische Folie aus porösem Polymermaterial umfasst, um an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) Wellen über Luftschall anzuregen. Apparatus according to claim 4, characterized in that the at least one transmitter comprises a piezoelectric film of porous polymeric material in order to be applied to the outer surface of the engine component ( 1 ) To stimulate waves via airborne sound. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sender einen EMUS-Wandler umfasst, um an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) Wellen über elektromagnetischen Ultraschall anzuregen. Apparatus according to claim 4, characterized in that the at least one transmitter comprises an EMUS converter to on the outer surface of the engine component to be tested ( 1 ) To stimulate waves via electromagnetic ultrasound. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelogik der Auswerteeinheit (20) eingerichtet ist, eine Amplitude, eine Phasenlage, vorkommende Moden, einen Dispersionsgrad und/oder eine Veränderung des Wellenspektrums bei der wenigstens einen detektierten Welle (W) auszuwerten. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation logic of the evaluation unit ( 20 ) is arranged to evaluate an amplitude, a phase position, occurring modes, a degree of dispersion and / or a change of the wave spectrum in the at least one detected wave (W). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Empfänger eingerichtet und positionierbar ist, eine an einem Defekt (S1, S2) zumindest teilweise transmittierte oder reflektierte Welle (W) zu detektieren. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one receiver is set up and can be positioned to detect a wave (W) at least partially transmitted or reflected at a defect (S 1 , S 2 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) mindestens eine Sender-/Empfängereinheit (SE1, SE2) umfasst, über die sowohl Wellen (W) angeregt als auch detektiert werden können. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 2 ) comprises at least one transmitter / receiver unit (SE 1 , SE 2 ), via which both waves (W) can be excited as well as detected. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) wenigstens zwei Sender-/Empfängereinheiten (SE1, SE2) umfasst, die entlang des Umfangs des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) zueinander beabstandet positionierbar sind. Device according to claim 9, characterized in that the device ( 2 ) At least two transmitter / receiver units (SE 1, SE 2) which (along the circumference of the engine component to be tested 1 ) are spaced apart positionable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sender über die Haltevorrichtung (22) sowohl entlang eines Umfangs um eine Mittelachse (M) des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) und entlang einer radial zu dieser Mittelachse (M) verlaufenden Raumrichtung (r1) verstellbar ist als auch in seiner Neigung (γ1) bezüglich dieser radial verlaufenden Raumrichtung (r1) in einer parallel zur Mittelachse (M) verlaufenden Ebene einstellbar ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one transmitter via the holding device ( 22 ) both along a circumference about a central axis (M) of the engine component to be tested ( 1 ) and along a radially to this central axis (M) extending spatial direction (r 1 ) is adjustable and in its inclination (γ 1 ) with respect to this radially extending spatial direction (r 1 ) in a direction parallel to the central axis (M) extending plane is adjustable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) zur sektorweisen Prüfung des Triebwerksbauteils (1) eingerichtet ist und hierfür (a) der mindestens eine Sender und/oder der mindestens eine Empfänger entlang des Umfangs des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) verstellbar sind und/oder (b) das zu prüfende Triebwerksbauteil (1) an der Vorrichtung (2) drehbar gelagert ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 2 ) for the sector-by-sector inspection of the engine component ( 1 ) and (a) the at least one transmitter and / or the at least one receiver along the circumference of the engine component to be tested ( 1 ) and / or (b) the engine component to be tested ( 1 ) on the device ( 2 ) is rotatably mounted. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung des mindestens einen Senders und/oder des mindestens einen Empfängers und/oder eine Drehung des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) mittels der Auswerteeinheit (22) steuerbar ist und zwar in Abhängigkeit davon, ob anhand der mindestens einen Eigenschaft der wenigstens einen durch den Empfänger detektierten Welle (W) mehr als ein Defekt (S1, S2) innerhalb eines aktuell geprüften Sektors des Triebwerksbauteils (1) erkannt wurde. Apparatus according to claim 12, characterized in that an adjustment of the at least one transmitter and / or the at least one receiver and / or rotation of the engine component to be tested ( 1 ) by means of the evaluation unit ( 22 ) is controllable in dependence on whether, on the basis of the at least one property of the at least one shaft (W) detected by the receiver, more than one defect (S 1 , S 2 ) within a currently tested sector of the engine component ( 1 ) was detected. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) eingerichtet ist, bei Erkennung mehr als eines Defekts (S1, S2) innerhalb eines aktuell geprüften Sektors des Triebwerksbauteils (1) einen Abstand zwischen dem mindestens einen Sender und einem entlang des Umfangs des Triebwerksbauteils (1) zu dem Sender beabstandeten Empfängers automatisch um oder auf ein definiertes Maß zu verringern. Apparatus according to claim 13, characterized in that the evaluation unit ( 20 ) is set up, upon detection of more than one defect (S 1 , S 2 ) within a currently tested sector of the engine component ( 1 ) a distance between the at least one transmitter and one along the circumference of the engine component ( 1 ) to the transmitter-spaced receiver automatically by or to a defined extent. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) zur zerstörungsfreien Prüfung einer Triebwerksscheibe oder eines Dichtrings (1) eingerichtet und vorgesehen ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 2 ) for non-destructive testing of an engine disk or a sealing ring ( 1 ) is furnished and provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (22) eingerichtet und vorgesehen ist, den mindestens einen Sender an einer radial an der äußeren Oberfläche vorstehenden Dichtlippe (D1, D2, D3) des Triebwerksbauteils (1) zu positionieren, insbesondere an einer Dichtlippe (D1, D2, D3), die an einem axial vorstehenden Abschnitt (10) des Triebwerksbauteils (1) vorgesehen ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the holding device ( 22 ) is arranged and provided, the at least one transmitter on a radially on the outer surface projecting sealing lip (D 1 , D 2 , D 3 ) of the engine component ( 1 ), in particular on a sealing lip (D 1 , D 2 , D 3 ), which on an axially projecting portion ( 10 ) of the engine component ( 1 ) is provided. Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Triebwerksbauteils (1) mit kreisförmigem oder kreisringförmigem Querschnitt auf Defekte (S1, S2), dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens ein Sender zur Anregung von oberflächengeführten Wellen (W) bereitgestellt wird sowie mindestens ein Empfänger zur Detektion von Wellen (W), die sich in zumindest einem Teil des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) ausgebreitet haben, – der mindestens eine Sender derart beabstandet zu einer äußeren Oberfläche des Triebwerksbauteils (1) positioniert wird, dass mittels des Senders erzeugte Wellen berührungslos in das zu prüfende Triebwerksbauteil (1) einkoppeln und oberflächengeführte Wellen an der äußeren Oberfläche des zu prüfenden Triebwerksbauteils (1) anregen, und – eine Eigenschaft wenigstens einer durch den Empfänger detektierten Welle (W) ausgewertet und hierüber ein Defekt (S1, S2) innerhalb des Triebwerksbauteils (1) erkannt wird, der die mindestens eine Eigenschaft der detektierten Welle (W) beeinflusst. Method for non-destructive testing of an engine component ( 1 ) with circular or circular cross-section on defects (S 1 , S 2 ), characterized in that - at least one transmitter for exciting surface-guided waves (W) is provided as well as at least one receiver for detecting waves (W), which in at least a part of the engine component to be tested ( 1 ), the at least one transmitter being so spaced apart from an outer surface of the engine component ( 1 ) is positioned so that waves generated by means of the transmitter contactlessly into the engine component to be tested ( 1 ) and surface guided waves on the outer surface of the engine component ( 1 ), and - evaluated a property of at least one detected by the receiver shaft (W) and this is a defect (S 1 , S 2 ) within the engine component ( 1 ), which influences the at least one property of the detected wave (W). Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 durchgeführt wird. A method according to claim 17, characterized in that the method is carried out by means of a device according to one of claims 1 to 16.
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