Heft 95 - Lernen & Lehren

Schwerpunktthema: Messen und Diagnose als Gegenstand beruflicher Arbeits- und Lernprozesse
weg zeigen, wird ein so genanntes B-
Bild erzeugt. Die A-Bilder werden an
den einzelnen Messpunkten entlang
der Fahrspur aufgenommen (HECKEL/
MONTAG 2008).
Die dynamische Echohöhenanzeige im
B-Bild ist der Hinweis auf einen Materialfehler,
der in diesem Fall durch eine
Querbohrung repräsentiert wird. Farbkodiert
wird die Echosignalamplitude
im B-Bild dargestellt.
Für die Erfassung möglicher Schienenfehler
werden Senkrechtprüfköpfe
und Winkelprüfköpfe im Schienenprüfzug
eingesetzt (s. Abb. 6). Neben den
35°-, 55°- und 70°-Winkelprüfköpfen
werden Senkrechtprüfköpfe als Einzel-
und Sende-Empfangs-Schwinger
eingesetzt, um den Schienenfuß
und den oberflächennahen Bereich
im Schienenkopf zu erfassen (HECKEL/
MONTAG 2008). Vor Beginn und nach
Abschluss der Ultraschallprüfung wird
jeweils eine Entfernungs- und Empfindlichkeitsjustierung
der Prüfköpfe
an Referenzfehlern durchgeführt, um
bei der Auswertung der Messergebnisse
eine genaue Zuordnung möglicher
Fehlerlagen zu bekommen und
eine Entscheidung über zulässige und
nicht zulässige Fehler anhand der registrierten
Echohöhe zu erhalten. Die
Justierung nach der Messfahrt dient
der Überprüfung der konstanten Prüfempfindlichkeit
während der gesamten
Messdatenaufnahme. Um sich auf
unterschiedliche Schienenwerkstoffe
und -oberflächenzustände anzupassen,
kann die Empfindlichkeit der Prüfung
an die veränderten Bedingungen
nachgeregelt werden. Hierbei gibt der
Bezug zum Justierreflektor Auskunft
über die zu erreichende Qualität der
Prüfung. Als Koppelmittel muss Wasser
mitgeführt werden. Für die Ankopplung
werden ca. 10 Liter Wasser
pro Minute und Schiene benötigt.
Das bedeutet, dass für eine Prüfstrecke
von 200 km ein Wasservorrat von
8.000 Litern im Schienenprüfzug zur
Verfügung stehen muss.
Um das Anzeigenverhalten der Prüfköpfe
beim Nachweis der verschiedenen
Fehlertypen zu studieren, sind Untersuchungen
an über 100 Testfehlern
durchgeführt worden. Diese Testfehler
umfassen simulierte Risse im Schienenkopf,
-steg und -fuß sowie einige
„echte“ Fehler.
Abb. 6: Einschallwinkel und Einschallrichtungen beim Schienenprüfzug SPZ1
In Anzeigenbildern – hier für den Nachweis
zweier Laschenbohrungen und
eines künstlich eingebrachten Fehlers
im Schienenfuß für eine linke und eine
rechte Schiene (Abb. 7) – können die
Fehler wiedergegeben werden. Erst
durch den Einsatz beider Einschallrichtungen
ist sichergestellt, dass eine
größtmögliche Abdeckung aller Fehlerlagen
vorliegt (HECKEL/MONTAG 2008).
Weitere Verbesserungen der Auffind-
und Nachweiswahrscheinlichkeit senk-
rechter und schräger sowie dicht unter
der Schienenoberfläche horizontal
verlaufender Fehler lassen sich mit
der Gruppenstrahlertechnik realisieren,
die ein elektronisch gesteuertes,
stufenloses Variieren der Schallfeldparameter
eines Ultraschallprüfkopfes
(s. Abb. 8) ermöglicht (KRULL U. A.
2003).
Bei der Prüfung mit großen Einschallwinkeln
werden Risse im Schienenkopf
und im Übergang zum Schie-
Abb. 7: Ultraschallanzeigen von Laschenbohrungen und Fehlern im Schienenfuß
Abb. 8: Schallbündelschwenk mit Gruppenstrahlerprüfköpfen für den Einsatz
als Analysetechnik mit erweiterter Funktionalität
114 lernen & lehren (l&l) (2009) 95