Ultraschall-Laufzeit-Beugungsverfahren (TOFD) - Versionsgeschichte

Oluschinski am 9. Januar 2026 um 09:10 Uhr

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Loeffler-Kamann am 4. Juni 2025 um 12:19 Uhr

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	==Allgemeines==		==Allgemeines==

	Das Laufzeit-Beugungs-Verfahren („'''T'''ime '''O'''f '''F'''light '''D'''eflection“) ist ein Ultraschallmessverfahren zur Prüfung insbesondere von Stahlbauteilen zur Abbildung von [[Riss]]en und Volumenfehlern. Es wird zur Qualitätsüberwachung von Schweißnähten sowohl in der Warenausgangskontrolle als auch bei Feldprüfungen im laufenden Betrieb an [[Kunststoffbauteil\|Bauteilen]] eingesetzt. Ein besonderes Merkmal dieses Verfahrens ist die Darstellung des Prüfergebnisses, welches unmittelbar die Bestimmung von Fehlertiefe und Fehlergeometrie gestattet. Obwohl diese Prüftechnik prinzipiell für [[Kunststoffe]] ebenfalls geeignet ist, sind in der Fachliteratur bisher keine diesbezüglichen Publikationen bekannt.		Das Laufzeit-Beugungs-Verfahren („'''T'''ime '''O'''f '''F'''light '''D'''eflection“) ist ein [[Ultraschallprüfung\|Ultraschallmessverfahren]] zur Prüfung insbesondere von Stahlbauteilen zur Abbildung von [[Riss]]en und Volumenfehlern. Es wird zur Qualitätsüberwachung von [[Ultraschall-Schweißnahtprüfung\|Schweißnähten]] sowohl in der Warenausgangskontrolle als auch bei Feldprüfungen im laufenden Betrieb an [[Kunststoffbauteil\|Bauteilen]] eingesetzt. Ein besonderes Merkmal dieses Verfahrens ist die Darstellung des Prüfergebnisses, welches unmittelbar die Bestimmung von Fehlertiefe und Fehlergeometrie gestattet. Obwohl diese Prüftechnik prinzipiell für [[Kunststoffe]] ebenfalls geeignet ist, sind in der Fachliteratur bisher keine diesbezüglichen Publikationen bekannt.

	==Messaufbau==		==Messaufbau==
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	Das Ultraschall-Laufzeit-Beugungs-Verfahren ist ein Prüfverfahren, um den Zustand von Schweißnähten sowohl qualitativ als auch quantitativ zu bestimmen. Es lassen sich die Fehlergeometrie und die Fehlergröße in Schweißnähten ermitteln. Daneben ist dieses Verfahren auch zur Beurteilung von Korrosion in Rohren geeignet [3] und für weitere Anwendungen in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)\|zerstörungsfreien Prüfung]] genormt [4–7].		Das Ultraschall-Laufzeit-Beugungs-Verfahren ist ein Prüfverfahren, um den Zustand von Schweißnähten sowohl qualitativ als auch quantitativ zu bestimmen. Es lassen sich die Fehlergeometrie und die Fehlergröße in Schweißnähten ermitteln. Daneben ist dieses Verfahren auch zur Beurteilung von Korrosion in Rohren geeignet [3] und für weitere Anwendungen in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)\|zerstörungsfreien Prüfung]] genormt [4–7].

			==Siehe auch==
			*[[Bildgebende Ultraschallprüfung]]
			*[[Ultraschall-Composite-Prüfköpfe]]
			*[[Ultraschall-Direktankopplung]]
			*[[Ultraschall-Elastische Kennwerte]]
			*[[Ultraschall-Gruppenstrahler-Prüfköpfe]]
			*[[Ultraschall-Sende(S)-Empfänger(E)-Prüfköpfe]]


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	\|[3]		\|[3]
	\|Spies, M., Dillhöfer, A., Müller, W., Rieder, H., Schmitz, V.: SAFT, TOFD, Phased Array – Klassische Anwendungen und neuere Entwicklungen der Ultraschall-Bildgebung. Seminar des Fachausschusses der DGZfP ~~Ultraschallprüfung,~~ DGZfP (2013)		\|Spies, M., Dillhöfer, A., Müller, W., Rieder, H., Schmitz, V.: [https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=15601 SAFT, TOFD, Phased Array – Klassische Anwendungen und neuere Entwicklungen der Ultraschall-Bildgebung]. Seminar des Fachausschusses Ultraschallprüfung der DGZfP (DGZfP UT 2013)
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	\|[4]		\|[4]
	\|DIN EN ISO 16828 (~~2014~~-06): Zerstörungsfreie Prüfung – Ultraschallprüfung – Beugungslaufzeittechnik, eine Technik zum Auffinden und Ausmessen von Inhomogenitäten		\|DIN EN ISO 16828 (2024-07): Zerstörungsfreie Prüfung – Ultraschallprüfung – Beugungslaufzeittechnik, eine Technik zum Auffinden und Ausmessen von Inhomogenitäten (Entwurf)
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Oluschinski am 4. August 2023 um 10:52 Uhr

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	\|DIN EN ISO 15626 (2018-11): Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen – Beugungslaufzeittechnik (TOFD) – Zulässigkeitsgrenzen (ersetzt DIN EN ~~ISO~~ 15617 (2009-07))		\|DIN EN ISO 15626 (2018-11): Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen – Beugungslaufzeittechnik (TOFD) – Zulässigkeitsgrenzen (ersetzt DIN EN 15617 (2009-07))
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	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

Oluschinski am 28. November 2022 um 13:28 Uhr

2022-11-28T13:28:38Z

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	==Funktionsweise==		==Funktionsweise==

	Das Messverfahren funktioniert nach dem [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungsprinzip]], d. h. ein Winkelprüfkopf sendet den Schall aus (engl.: Transmitter) und der andere empfängt die im Volumen reflektierten Schallwellen (engl.: Receiver). Da die beiden Prüfköpfe so ausgerichtet sind, dass das Reflexionssignal (engl.: Backwall reflection) vom empfangenden Prüfkopf registriert werden kann, begrenzt dieses Signal den Messbereich auf der Zeitachse nach oben (HF-Bilder in '''Bild 1''' unten). Die untere Grenze des Messbereiches wird von den Kriechwellen (engl.: Lateral waves) markiert, deren [[Schallgeschwindigkeit]] den Longitudinalwellen entspricht.<br>		Das Messverfahren funktioniert nach dem [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungsprinzip]], d. h. ein Winkelprüfkopf sendet den Schall aus (engl.: Transmitter) und der andere empfängt die im Volumen reflektierten Schallwellen (engl.: Receiver). Da die beiden Prüfköpfe so ausgerichtet sind, dass das Reflexionssignal (engl.: Backwall reflection) vom empfangenden Prüfkopf registriert werden kann, begrenzt dieses Signal den Messbereich auf der Zeitachse nach oben (HF-Bilder in '''Bild 1''' unten). Die untere Grenze des Messbereiches wird von den Kriechwellen (engl.: Lateral waves) markiert, deren [[Schallgeschwindigkeit]] den Longitudinalwellen entspricht.<br>
	Zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt der Messbereich des Verfahrens, in dem Fehler detektiert werden können. Angeschallte [[Riss]]e, Delaminationen und Ungänzen stellen, wie aus der Wellenoptik bekannt, Beugungshindernisse und Ausgangspunkt für Elementarwellen dar. Diese Schallwellen können vom Empfänger registriert und im [[HF-Bild]] dargestellt werden. Als Beispiel ist in '''Bild 1''' ein Volumenriss skizziert, der vertikal durch die geprüfte Schweißnaht verläuft.		Zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt der Messbereich des Verfahrens, in dem Fehler detektiert werden können. Angeschallte [[Riss]]e, Delaminationen und Ungänzen stellen, wie aus der Wellenoptik bekannt, Beugungshindernisse und Ausgangspunkt für Elementarwellen dar. Diese Schallwellen können vom Empfänger registriert und im [[HF-Bild]] dargestellt werden. Als Beispiel ist in '''Bild 1''' ein Volumenriss skizziert, der vertikal durch die geprüfte Schweißnaht verläuft.

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Posch am 14. Mai 2020 um 12:52 Uhr

2020-05-14T12:52:19Z

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	==Funktionsweise==		==Funktionsweise==

	Das Messverfahren funktioniert nach dem [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungsprinzip]], d. h. ein Winkelprüfkopf sendet den Schall aus (engl.: Transmitter) und der andere empfängt die im Volumen reflektierten Schallwellen (engl.: Receiver). Da die beiden Prüfköpfe so ausgerichtet sind, dass das Reflexionssignal (engl.: Backwall reflection) vom empfangenden Prüfkopf registriert werden kann, begrenzt dieses Signal den Messbereich auf der Zeitachse nach oben (HF-Bilder in '''Bild 1''' unten). Die untere Grenze des Messbereiches wird von den Kriechwellen (engl.: Lateral waves) markiert, deren [[Schallgeschwindigkeit]] den Longitudinalwellen entspricht.<br>		Das Messverfahren funktioniert nach dem [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik\|Durchschallungsprinzip]], d. h. ein Winkelprüfkopf sendet den Schall aus (engl.: Transmitter) und der andere empfängt die im Volumen reflektierten Schallwellen (engl.: Receiver). Da die beiden Prüfköpfe so ausgerichtet sind, dass das Reflexionssignal (engl.: Backwall reflection) vom empfangenden Prüfkopf registriert werden kann, begrenzt dieses Signal den Messbereich auf der Zeitachse nach oben (HF-Bilder in '''Bild 1''' unten). Die untere Grenze des Messbereiches wird von den Kriechwellen (engl.: Lateral waves) markiert, deren [[Schallgeschwindigkeit]] den Longitudinalwellen entspricht.<br>
	Zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt der Messbereich des Verfahrens, in dem Fehler detektiert werden können. Angeschallte [[Riss]]e, Delaminationen und Ungänzen stellen, wie aus der Wellenoptik bekannt, Beugungshindernisse und Ausgangspunkt für Elementarwellen dar. Diese Schallwellen können vom Empfänger registriert und im [[HF-Bild]] dargestellt werden. Als Beispiel ist in '''Bild 1''' ein Volumenriss skizziert, der vertikal durch die geprüfte Schweißnaht verläuft.		Zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt der Messbereich des Verfahrens, in dem Fehler detektiert werden können. Angeschallte [[Riss]]e, Delaminationen und Ungänzen stellen, wie aus der Wellenoptik bekannt, Beugungshindernisse und Ausgangspunkt für Elementarwellen dar. Diese Schallwellen können vom Empfänger registriert und im [[HF-Bild]] dargestellt werden. Als Beispiel ist in '''Bild 1''' ein Volumenriss skizziert, der vertikal durch die geprüfte Schweißnaht verläuft.

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	[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]		[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]

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Ultraschall-Laufzeit-Beugungs-Verfahren (TOFD)
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==Allgemeines==

Das Laufzeit-Beugungs-Verfahren („'''T'''ime '''O'''f '''F'''light '''D'''eflection“) ist ein Ultraschallmessverfahren zur Prüfung insbesondere von Stahlbauteilen zur Abbildung von [[Riss]]en und Volumenfehlern. Es wird zur Qualitätsüberwachung von Schweißnähten sowohl in der Warenausgangskontrolle als auch bei Feldprüfungen im laufenden Betrieb an [[Kunststoffbauteil|Bauteilen]] eingesetzt. Ein besonderes Merkmal dieses Verfahrens ist die Darstellung des Prüfergebnisses, welches unmittelbar die Bestimmung von Fehlertiefe und Fehlergeometrie gestattet. Obwohl diese Prüftechnik prinzipiell für [[Kunststoffe]] ebenfalls geeignet ist, sind in der Fachliteratur bisher keine diesbezüglichen Publikationen bekannt.

==Messaufbau==

Verwendet werden zwei baugleiche [[Ultraschall-Winkel-Prüfköpfe|Winkelprüfköpfe]], die zueinander so ausgerichtet sind, dass die Schallfelder der Prüfköpfe sich im Bauteilvolumen überlagern und damit alle potenziellen Fehler „ausgeleuchtet“ werden können ('''Bild 1'''). Die Ultraschallwandler sind im '''Bild 1''' als [[Ultraschall-Normal-Prüfköpfe|Normalprüfköpfe]] dargestellt, die auf Vorlaufkeile aufgeklebt sind. Bei speziellen Winkelprüfköpfen ist diese Konstruktion in einem Gehäuse angeordnet. Zum Einschallwinkel gehört ein entsprechender Abstand der Prüfköpfe zueinander, um das Prüfkörpervolumen durchschallen zu können. Dieser Abstand hängt neben dem Einschallwinkel vom Aufbau des Schallfeldes ab, welches von der Kombination Schwinger–Dämpfungskörper vorgegeben ist, aber auch vom Schallweg in der Vorlaufstrecke, die den Einschallwinkel realisiert.

[[Datei:TOFD-1.jpg|450px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px"|Prinzipdarstellung zum TOFD-Verfahren [1]
|}

==Funktionsweise==

Das Messverfahren funktioniert nach dem [[Ultraschall-Durchschallungs-Technik|Durchschallungsprinzip]], d. h. ein Winkelprüfkopf sendet den Schall aus (engl.: Transmitter) und der andere empfängt die im Volumen reflektierten Schallwellen (engl.: Receiver). Da die beiden Prüfköpfe so ausgerichtet sind, dass das Reflexionssignal (engl.: Backwall reflection) vom empfangenden Prüfkopf registriert werden kann, begrenzt dieses Signal den Messbereich auf der Zeitachse nach oben (HF-Bilder in '''Bild 1''' unten). Die untere Grenze des Messbereiches wird von den Kriechwellen (engl.: Lateral waves) markiert, deren [[Schallgeschwindigkeit]] den Longitudinalwellen entspricht. 
Zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt der Messbereich des Verfahrens, in dem Fehler detektiert werden können. Angeschallte [[Riss]]e, Delaminationen und Ungänzen stellen, wie aus der Wellenoptik bekannt, Beugungshindernisse und Ausgangspunkt für Elementarwellen dar. Diese Schallwellen können vom Empfänger registriert und im [[HF-Bild]] dargestellt werden. Als Beispiel ist in '''Bild 1''' ein Volumenriss skizziert, der vertikal durch die geprüfte Schweißnaht verläuft.

==Auswertung==

Die Aufzeichnung des in '''Bild 1''' skizzierten TOFD-Messsignals, welches von einer Schweißnaht aufgenommen wird, geschieht zumeist mit gleichzeitiger Angabe der Weginformation. Dazu werden beide [[Ultraschall-Prüfköpfe|Ultraschallprüfköpfe]] in festem Abstand miteinander verbunden und auf einem Wagen mit einem Inkrementalweggeber parallel zur Schweißnaht verschoben (Tandemanordnung). Daraus ergibt sich ein dreidimensionales („Durchstrahlungs“-) Bild mit der Darstellung der Zeitachse (vertikal) und des zurückgelegten Weges bzw. der horizontalen Position mit einer Grauwertkodierung der Peak-Amplituden ('''Bild 2''').

[[Datei:TOFD-2.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px"|Beispiel eines dreidimensionalen TOFD-Messsignals [2]
|}

Die Kriechwelle (engl.: Lateral wave) und das reflektierte Rückwandsignal (engl.: Backwall) in '''Bild 2''' stellen die Grenzen des TOFD- Bildes dar. Zwischen diesen beiden Signalen ist in der rechten Bildhälfte das Beugungssignal zu erkennen, das von einem Materialfehler stammt. Sind die Geometrien und die Einschallwinkel bekannt, können anschließend die Fehlertiefen berechnet werden.

==Zusammenfassung==

Das Ultraschall-Laufzeit-Beugungs-Verfahren ist ein Prüfverfahren, um den Zustand von Schweißnähten sowohl qualitativ als auch quantitativ zu bestimmen. Es lassen sich die Fehlergeometrie und die Fehlergröße in Schweißnähten ermitteln. Daneben ist dieses Verfahren auch zur Beurteilung von Korrosion in Rohren geeignet [3] und für weitere Anwendungen in der [[Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)|zerstörungsfreien Prüfung]] genormt [4–7].

'''Literaturhinweise'''

{|
|-valign="top"
|[1]
|[https://www.olympus-ims.com/de/ultrasonic-transducers/tofd/ https://www.olympus-ims.com/de/ultrasonic-transducers/tofd/] (Zugriff am 07.01.2019)
|-valign="top"
|[2]
|[http://www.autsolutions.net/ndt-resources/tofd/ http://www.autsolutions.net/ndt-resources/tofd/] (Zugriff am 07.01.2019)
|-valign="top"
|[3]
|Spies, M., Dillhöfer, A., Müller, W., Rieder, H., Schmitz, V.: SAFT, TOFD, Phased Array – Klassische Anwendungen und neuere Entwicklungen der Ultraschall-Bildgebung. Seminar des Fachausschusses der DGZfP Ultraschallprüfung, DGZfP (2013)
|-valign="top"
|[4]
|DIN EN ISO 16828 (2014-06): Zerstörungsfreie Prüfung – Ultraschallprüfung – Beugungslaufzeittechnik, eine Technik zum Auffinden und Ausmessen von Inhomogenitäten
|-valign="top"
|[5]
|DIN EN ISO 10863 (2018-12): Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen – Ultraschallprüfung – Anwendung der Beugungslaufzeittechnik (TOFD) (Entwurf)
|-valign="top"
|[6]
|DIN EN 583-6 (2009-03): Zerstörungsfreie Prüfung – Ultraschallprüfung – Teil 6: Beugungslaufzeittechnik, eine Technik zum Auffinden und Ausmessen von Inhomogenitäten (zurückgezogen; ersetzt durch DIN EN ISO 16828 (2014-06))
|-valign="top"
|[7]
|DIN EN 15617 (2009-07): Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen – Beugungslaufzeittechnik (TOFD) – Zulässigkeitsgrenzen (zurückgezogen; ersetzt durch DIN EN ISO 15626 (2018-11))
|}

[[Kategorie:Akustische Prüfverfahren Ultraschall]]