Non-destructive Testing

Es werden die aktuellen ZfP-Verfahren zur Qualitätssicherung und Inspektion von Baustoffen, Bauteilen und Bauwerken sowie deren typische Einsatzbereiche behandelt. In der Vorlesung werden ausgewählte Anwendungen und Schadensfälle aus dem Ingenieurwesen vorgestellt, was sowohl Methoden für die Qualitätssicherung von zementgebundenen Materialien (Beton, Mörtel etc.) als auch von Metallen (Bewehrung), Holz, Stein und Faserverbundwerkstoffen (z. B. CFK und GFK) beinhaltet. Zudem werden die wesentlichen Aspekte traditioneller und moderner ZfP-Messmethoden und -Geräte dargestellt (u.a. von Techniken wie Ultraschall, Impakt-Echo, Infrarot-Thermografie, RADAR, Schwingungs- und Schallemissionsanalyse) und deren Genauigkeit und Anwendungsgrenzen sowie die entsprechenden Auswertemethoden vorgestellt. Neben reinen Inspektionsverfahren werden außerdem Methoden der Dauerüberwachung von Bauwerken diskutiert. In den Übungen können die Studierenden die Handhabung der Geräte kennenlernen und mit den meisten ZfP-Verfahren selbstständig Messungen durchführen und diese auswerten.
Einzelne Inhalte sind:
1. Einführung: Hintergründe, Historisches, Motivation für Prüfaufgaben im Bauwesen; Prüfkonzepte (Signale, Systeme, Filter, Zeitreihen)
2. Grundlagen der Schwingungen und Wellen; Wellenausbreitung
3. Messtechnik, Sensorik, Signalaufzeichnung und Auswertung
4. Ultraschall, Impakt-Echo
5. Infrarot-Thermografie , Radar, Mikrowellenverfahren und Terahertz
6. Faserverbundwerkstoffe (GFK, CFK) und Holz
7. Sonstige handgeführte ZfP-Verfahren, Wirbelstrom, Magnetpulver- und Farbeindringverfahren
8. Radiographie und Computer-Tomographie
9. Schallemissionsanalyse, Schwingungsanalyse
10. Drahtgebundene und drahtlose Sensornetze
11. Dauerüberwachung von Bauwerken des kulturellen Erbes

Nach erfolgreicher Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage:
- die aktuellen ZfP-Verfahren der Qualitätssicherung, Inspektion und Dauerüberwachung zu verstehen
- eine Zuordnung von verschiedenen Problemstellungen zu einzelnen ZfP-Verfahren vorzunehmen und diese gezielt auszuwählen
- Einsatzbereiche und Grenzen einzelner Verfahren zu beurteilen
- einzelne konventionelle ZfP-Verfahren selbstständig auszuführen
- die Verfahren Ultraschall, Impakt-Echo, Radar und Infrarotthermografie selbstständig anzuwenden
- die Messergebnisse von Ultraschall-, Impakt-Echo-, Radar- und Infrarotthermografie-Messungen zu bewerten
- moderne Untersuchungsmethoden für das Abbinden von hydraulisch Bindemitteln zu beschreiben
- Methoden der Dauerüberwachung für Anlagen und Bauwerke zu verstehen

Ingenieurwissenschaftlicher Bachelorabschluss oder Bachelorabschluss der technischen Physik oder der Munich School of Engineering

Um aktuelle ZfP-Verfahren zu verstehen und Einsatzbereiche und Grenzen der Methoden bewerten zu können werden in der Veranstaltung die wesentlichen Lehrinhalte grundsätzlich in Form einer klassischen Vorlesung mit ständiger Unterstützung durch eine Powerpoint-Präsentation vermittelt. Besondere Detailaspekte oder für das Gesamtverständnis bedeutende Gesichtspunkte werden durch Tafelanschrieb schrittweise hergeleitet und anschaulich erläutert. Dieses Vorgehen ermöglicht den Studierenden eine übersichtliche und klar lesbare Darstellung der Inhalte und fördert das konzentrierte Zuhören und somit auch das Verständnis der Studierenden, da diese nicht durch ein permanentes Mitschreiben des Tafelanschriebs abgelenkt werden. Testfragen mit Peer-Instruction-Tools (Pingo) zur anonymisierten Sofortauswertung werden eingestreut, um dem Dozenten und den Studierenden den Lernerfolg aufzuzeigen bzw. kritische Aspekte zu hinterfragen. Damit die Studierenden gängige ZfP-Verfahren selbstständig anwenden und Messergebnisse bewerten können, wird der Vorlesungsstoff durch regelmäßige, an den Fortgang der Vorlesung angepasste Laborübungen vertieft. Die Übung bedient sich vorgefertigter Fragen und Aufgabenstellungen, in denen die Sachverhalte der Vorlesung durch eigene Messungen gestützt und vertieft werden. Durch die Kombination der theoretischen Vorlesung mit der praktischen Übung wird eine optimale Umsetzung des Vorlesungsinhalts ermöglicht.

Die in der Vorlesung verwendeten Medien setzen sich aus Präsentationen, Videos und Tafelaufschrieben zusammen. Außerdem wird zu Beginn des Semesters ein Skript (200 S.) angeboten und einzelne Lehrunterlagen werden über Moodle zum Download angeboten. Letzteres enthält Videos über die Durchführung beispielhafter Messungen. Die Übungen erfolgen in Experimenten zu allen behandelten Prüfverfahren mit eigener Versuchsdurchführung und -auswertung.

Masayasu, Ohthsu: Innovative AE and NDT Techniques for On-Site Measurement of Concrete and Masonry Structures, Springer Netherlands, 2016, 176 S., eBook ISBN: 978-94-017-7606-6

Maierhofer, Reinhardt, Dobmann (Eds.): Non-Destructive Evaluation of Reinforced Concrete Structures, Woodhead Publishing, 2010, eBook ISBN: 978-1-84569-960-4

Die Modulprüfung setzt sich zusammen aus einer Hausarbeit im Umfang von ca. zehn Seiten sowie einer 60 minütigen Klausur. Die Gesamtnote ergibt sich aus den beiden Teilnoten mit einer Gewichtung von 1/3 (Hausarbeit) und 2/3 Klausur. Die Hausarbeit wird im Rahmen des Projektes "ZfP-Wikipedia" angefertigt. Dabei soll ein allgemeinverständlicher Artikel über einen Aspekt der ZfP innerhalb des lehrstuhleigenen ZfP-Wiki erstellt werden.
Mit der Hausarbeit wird geprüft, inwieweit die Studierenden in der Lage sind, auch komplexe Teilgebiete der ZfP zu analysieren. Der Studierende soll das gewählte Thema kompakt und allgemeinverständlich darstellen. Die Bearbeitung der Hausarbeit erfolgt im Rahmen des Eigenstudiums. Der Umfang orientiert sich an den zugeordneten Credits, damit ist ein Umfang von etwa zehn Seiten vorgegeben. Es wird ein Zeitaufwand von etwa 30 Stunden vorgegeben. Die Betreuung erfolgt durch eine/n Mitarbeiter/-in des Lehrstuhls. Die Erstellung der Hausaufgabe gibt den Studierenden die Möglichkeit, ihr in der Vorlesung erworbenes Wissen in einem spezifischen Bereich zu vertiefen.
Ein weiterer Bestandteil ist ein Leistungsnachweis in Form einer 60-minütigen Klausur.
In dieser wird überprüft, inwieweit die Studierenden die grundlegenden Konzepte der Zerstörungsfreien Prüfung komprimiert wiedergeben können sowie Lösungen in Form von Fallbeispielen zu Anwendungsproblemen in diesen Bereichen unter zeitlichem Druck aufzeigen können.
Für die Klausur sind keine Hilfsmittel zugelassen, insbesondere keine Taschenrechner.
Dies gilt nicht für die Hausarbeit, welche anhand einer Literaturrecherche des Studierenden erfordert.