Untersuchung zur Detektion von Oberflächenkorrosion an Schrauben mithilfe von piezoelektrischen Wandlern

Die Studie untersucht die Anwendbarkeit von piezoelektrischen Wandlern zur zerstörungsfreien Detektion von Oberflächenkorrosion an Schrauben. Grundlage dieser Methode ist die Messung elektromechanischer Impedanzspektren, die sich infolge variierender Strukturzustände verändern und grundsätzlich eine Bewertung des Strukturzustands ermöglichen. Im Rahmen der Studie wurden zur Eignungsprüfung experimentelle und numerische Untersuchungen an vier HV‐Schraubengrößen nach DIN EN 14399‐4 durchgeführt. Es konnte ein Zusammenhang zwischen der Verschiebung der Resonanzamplitude der Schrauben und dem Korrosionsgrad hergestellt werden. Weiterhin wurde ein annähernd linearer Trend zwischen der Änderung des Schaftquerschnitts und der Verschiebung der Resonanzamplitude beobachtet. Darüber hinaus konnte die Entwicklung der Impedanzspektren erfolgreich durch eine numerische Simulation reproduziert werden. Die Ergebnisse der Studie zeigen einen vielversprechenden Ansatz für eine automatisierte und kosteneffiziente Überwachung der Oberflächenkorrosion von Schrauben. Die Integration dieser Technologie könnte in verschiedenen Anwendungsbereichen zu erheblichen Kosteneinsparungen und erhöhter Sicherheit führen, insbesondere bei der Überwachung schwer zugänglicher, korrosionsgefährdeter Bereiche.

The study investigates the applicability of piezoelectric transducers for the non‐destructive detection of surface corrosion on bolts. The method is based on the measurement of electromechanical impedance spectra, which change in response to varying structural conditions and in principle enable an assessment of the structural condition. As part of the study, experimental and numerical investigations were carried out on four HV bolt sizes in accordance with DIN EN 14399‐4 to test the feasibility of the method. It was possible to demonstrate a correlation between the shift in the resonance amplitude of the bolts and the degree of corrosion. Furthermore, an almost linear trend was observed between the change in shaft cross‐section and the shift in resonance amplitude. In addition, the evolution of the impedance spectra was successfully reproduced by numerical simulation. The results of the study show a promising approach for automated and cost‐effective monitoring of bolt surface corrosion. The application of this technology could lead to significant cost savings and increased safety in various areas of application, especially in the monitoring of areas that are difficult to access and at risk of corrosion.