Sicherung der Integrität von Hochdruckbehältern
Verbindungsrohrleitungen und Behälter müssen oft extremen Temperaturen und Drücken widerstehen und können durch starke Abnutzung während des Betriebs versagen. Eine solche Störung kann katastrophale Auswirkungen auf Sicherheit, Wirtschaft und Umwelt haben, doch herrscht immer noch ein Mangel an zuverlässigen und kosteneffizienten zerstörungsfreien Testmethoden, um ihre Integrität zu beurteilen. Im Rahmen des EU-geförderten Projekts HEDRAD ("High energy digital radiography") wurde eine Technik mit digitaler Computerradiographie (CR) für die Prüfung von großen, dickwandigen Bauteilen auf Mängel während des Betriebs entwickelt. Im Vergleich zu Standard-Film-Radiographie oder Ultraschallprüfung ist die Computerradiographie schnell und effizient. Darüber hinaus führen geringere Strahlendosen im Vergleich zu herkömmlichen Röntgentechniken zu schärferen Bildern und einer verminderten Belastung des Personals. Allerdings stießen CR-Detektoren bei schweren Wandkomponenten schnell an ihre Grenzen, weil sie nicht mit den für solche große Stücke erforderlichen Strahlungspegeln arbeiten können. Die Wissenschaftler verwendeten neuartige Detektoren mit Phosphorbildplatten. Diese Röntgen-Flächendetektoren haben viele Vorteile gegenüber Röntgenfilm und werden zunehmend in der medizinischen Bildgebung und der Kristallographie verwendet. Das durch Licht stimulierbare Phosphor speichert das Bild vorübergehend, damit es durch einen Laserscanner ausgelesen werden kann bevor es wieder gelöscht wird. Bildplattendetektoren besitzen alle notwendigen Eigenschaften eines zerstörungsfreien Röntgensystems für eine Bewertung großer Bauteile: unter anderem einen großen Dynamikbereich, eine hohe räumliche Auflösung sowie eine große aktive Fläche. Ein CR-Scanner wurde mobil gemacht und für die Inspektion vor Ort angepasst. Die Wissenschaftler entwickelten und bauten einen Mehrplattenkassettenhalter für den Einsatz in einer Mehrplattenbelichtungstechnik, was die Mittelung von mehreren Bildern ermöglicht, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu erhöhen. Mittels einer neuartigen Datenfusionssoftware wurden die Bilder zusammengeführt. Während des Projekts wurden zahlreiche Standards zur digitalen Radiographie der Internationalen Organisation für Normung (ISO) eingereicht. Das HEDRAD-System entspricht ISO-Standards für Fehlererkennung, Bildqualität sowie Funktionstests und bringt eine Reduzierung der Belichtungszeit um 60% im Vergleich zu herkömmlicher Filmradiographie. Die Vermarktung der HEDRAD-Ergebnisse verspricht, den sicheren Betrieb zahlreicher Anlagen für Produktion und Transport von Energieressourcen wie Öl, Gas und Kernkraft zu gewährleisten. Angesichts der potenziell ernsten Gefahr für Mensch und Umwelt durch Ausfälle von großen Gefäßen unter Druck haben Wissenschaftler einen wesentlichen Beitrag im Bereich zerstörungsfreier Tests gemacht.
