VDA 236-101-2008 Requirements and boundary conditions for the use of X-ray computed tomography in the automotive industry《汽车行业中使用X射线计算机断层成像的要求和边界条件》.pdf

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1、 VDA Unterausschuss Zerstrungsfreie Prfung“ Association of the German Auto-motive Industry (VDA) Subcommittee for “Nondestructive testing” Association de lindustrie automo-bile allemande (VDA) Sous-comit “Contrle non des-tructif” VDA 236-101 DGZfP-Fachausschuss Durchstrahlungsprfung“ German Society

2、for Nondestructive Testing (DGZfP) Technical committee for “Radio-graphic testing” Socit allemande de contrle non destructif (DGZfP) Comit technique “Contrle par radiographie” Merkblatt D6 Anforderungen und Rahmenbedingungen fr den Einsatz der Rntgencomputer-tomographie in der Automobilindustrie Req

3、uirements and boundary conditions for the use of X-ray computed tomography in the automotive industry Exigences et cadre gnral dutilisation de la tomographie rayons X assiste par ordinateur dans lindustrie automobile VDA/DGZFP Prfblatt / instruction Leaflet November 2008 Anforderungen und Rahmenbedi

4、ngungen fr den Einsatz der Rntgencomputertomographie in der Automobilindustrie DGZfP D6 Requirements and boundary conditions for the use of X-ray computed tomography in the automotive industry Exigences et cadre gnral dutilisation de la tomographie rayons X assiste par ordinateur dans lindustrie aut

5、omobile VDA 236-101 Fortsetzung Seite 3 bis 71 continued on page 3 bis 71 VERBAND DER AUTOMOBILINDUSTRIE E. V. (VDA) Westendstrae 61 60325 Frankfurt Vertrieb: DOKUMENTATION KRAFTFAHRTWESEN E.V. (DKF) Ulrichstrae 14, D-74321 Bietigheim-Bissingen, www.dkf-ev.de Das vorliegende Merkblatt ber Anforderun

6、gen und Rahmenbedingungen fr den Einsatz der Rntgencomputertomographie in der Automobilindustrie wurde gemeinsam von Experten des DGZfP-Fachausschusses Durchstrahlungsprfung“ und des VDA Arbeitskreises Zerstrungsfreie Prfung“ erstellt. The present instruction leaflet to requirements and boundary con

7、ditions for the use of X-ray computed tomography in the automotive industry is made together by the experts of the DGZfP technical committee X-ray testing” and the VDA working group Nondestructive testing“. La prsente notice relative aux exigences et au cadre gnral dutilisation de la tomographie ray

8、ons X assiste par ordinateur dans lindustrie automobile a t compose dexperts de la DGZfP, comite technique “Contrle par radiographie” et de la VDA, sous-comite “Contrle non destructif”.(Page 44) Inhaltsverzeichnis Table of contents 1 Vorwort Preface 4 2 Geltungsbereich Scope 4 3 Einsatzgebiete / Anw

9、endungs- Application fields/core application areas schwerpunkte .5 3.1 Produktentwicklungs- und Product development and testing phase Erprobungsphase .5 3.2 Serienanlauf Production start-up 5 3.3 Serienprfung und Prozessber- Assembly-line testing and process wachung monitoring 6 3.4 Freigabe von Pro

10、duktionsprozessen Approval of production processes (In-house/Lieferant) (in-house/supplier) 6 3.5 Task-Force Taskforce .6 4 Grundlagen Basic principles .6 4.1 CT-Prinzip CT principle .7 4.2 Dimensionsprfung und Messtechnik Dimensional testing and measurement technology 7 5 Anlagenkomponenten und Ken

11、ngren System components and parameters .8 5.1 Anlagentechnik/Mechanik System technology/mechanics .9 5.2 Rntgentechnik X-ray technology .9 5.2.1 Rntgenquelle X-ray source 9 5.2.2 Rntgendetektor X-ray detector .10 5.2.3 Bildgte Image quality .11 5.3 CT-Technik CT technology .12 Seite 3 VDA 236-101 /

12、DGZfP D6 November 2008 Page 3 VDA 236-101 / DGZfP D6 November 2008 Page 3 VDA 236-101 / DGZfP D6 Novembre 2008 5.3.1 Generierung eines CT-Datensatzes Generation of a CT data record 12 5.3.1.1 Datenaufnahme Data recording 12 5.3.1.2 Rekonstruktion und Ausgabe Reconstruction and output 13 5.3.1.3 Strs

13、ignale und Artefakte Interference and artifacts 14 5.3.2 Visualisierung Visualization 15 6 Prozessschritte und Durchfhrung Process steps and implementation .16 6.1 Parametrierung der CT-Anlage CT system parameterization .16 6.2 Rekonstruktionsparameter Reconstruction parameters .20 6.3 Visualisierun

14、g Visualization 20 6.4 Durchfhrung der Prf- und Implementation of test and measurement Messaufgabe assignments 21 6.4.1 Merkmalsprfung/Fehlerdetektion Feature testing/defect testing 21 6.4.2 Dimensionsprfung Dimensional testing .22 6.4.2.1 Bestimmung des exakten Determination of precise image scale

15、Abbildungsmastabs .22 6.4.2.2 Schwellwertbestimmung Threshold value determination 23 6.4.2.3 Anpassung geometrisch primitiver Adjustment of geometrically primitiv Krper bodies .24 6.4.2.4 Erzeugung von Geometriedaten Generation of geometric data .25 6.4.2.5 Soll-Ist-Vergleich Nominal-actual comparis

16、on 26 6.4.2.6 Weiterverarbeitung von Geometriedaten Further processing of geometric data .26 6.5 Dokumentation und Bewertung Documentation and evaluation .26 7 Qualifizierung Qualification 27 7.1 Qualifizierung Fehlerprfung Qualification defect testing 27 7.1.1 Qualittsmerkmal Quality feature .28 7.

17、1.2 Merkmalserkennbarkeit/Prfsystem/ Feature detectability/test system/system Anlagenparametrierung parameterization .28 7.1.3 Eignungsnachweis Verification of suitability 29 7.1.3.1 Bauteil mit natrlichem Fehler Component with natural defect .29 7.1.3.2 Bauteil mit knstlichem Fehler Component with

18、synthetic defect 29 7.1.3.3 Bauteil ohne Angaben Component without specifications 29 7.1.4 Plausibilittsprfung Plausibility testing .30 7.1.5 Dokumentation Documentation 30 7.2 Qualifizierung Dimensionsprfung Qualification dimensional testing 30 7.2.1 Prf- und Messaufgabe Test and measurement task .

19、31 7.2.2 Dimensionsprfung/Prfsystem/ Dimensional testing/test system/system Anlagenparametrierung parameterization .31 7.2.3 Messunsicherheit Degree of accuracy .32 7.2.3.1 Referenzbauteil Reference component .32 7.2.3.2 Referenzkrper Reference bodies 32 7.2.4 Plausibilittsprfung Plausibility testin

20、g .33 7.2.5 Dokumentation Documentation 33 8 Anlagenberwachung System monitoring 33 8.1 Integraler Gesamtsystemtest Integral overall system test .33 8.2 berprfung der Systemkomponenten Checking the system components 34 8.2.1 Manipulationssystem Manipulation system .34 8.2.2 Abbildungsmastab Image sc

21、ale .34 8.2.3 Zentralstrahl und Mittenversatz Central radiation and central offset .34 8.2.4 Rhrenbrennfleck Tube focal spot .35 8.2.5 Rhrenstabilitt Tube stability .35 8.2.6 Detektor Detector 35 8.2.7 Rekonstruktion Reconstruction 35 8.2.8 Visualisierung Visualization 35 8.3 Dokumentation Documenta

22、tion 35 Seite 4 VDA 236-101 / DGZfP D6 November 2008 Page 4 VDA 236-101 / DGZfP D6 November 2008 Page 4 VDA 236-101 / DGZfP D6 Novembre 2008 Anhang Appendix A. Achsanordnung eines CT-Systemes Axis configuration of a CT system 36 B. Kenngren des Manipulationssystems Parameters of the manipulation sys

23、tem and und deren Bestimmung their determination 37 C. Rhrenkenngren und deren Tube parameters and their determination Bestimmung .39 D. Detektorkenngren und deren Detector parameters and their determination Bestimmung .40 E. CT-Kenngren und deren CT parameters and their determination Bestimmung .42

24、 F. Kontrollkrper Reference block 44 G. Literaturhinweise References 44 Franzsische Ausgabe / French Version / Version franaise .45 1 Vorwort Die Rntgencomputertomographie (CT) hat sich in der Automobilindustrie als besonders leistungsfhige, zerstrungsfreie Prfmethode erwiesen und gewinnt stark an B

25、edeutung. Fr dieses in der Material- und Dimensionsprfung noch junge Verfahren existiert derzeit noch kein Standard oder Leitfaden zur Durchfh-rung und prfaufgabengerechten Anwendung. Standardisierungsbestrebungen konzentrieren sich bisher auf einzelne Systemkomponenten oder spezielle Einsatzbedingu

26、ngen. Anwender aus der Automobilindustrie haben sich des-halb entschlossen, eine gemeinsame Arbeits-gruppe aus Experten des Verbandes des deutschen Automobilindustrie und der Deut-schen Gesellschaft fr zerstrungsfreie Pr-fung zu bilden und ein Merkblatt fr CT-Anwendungen in dieser Branche zu erarbei

27、-ten. 1 Preface X-ray computed tomography (CT) has proven itself to be a particularly high-performance, nondestructive test method in the automotive industry and is becoming increasingly important. No standard or guideline currently exists on the implementation and appropriate inspection task applic

28、ation of this emerging procedure in material and dimensional testing. Standardization efforts have up to now focused on individual system components or special application conditions. For this reason, users from the automotive industry have decided to form a joint working group, consisting of expert

29、s from the German Association of the Automotive Industry (VDA) and the German Society for Nondestructive Testing (DGZfP), with the objective of developing an instruction leaflet for CT applications in this sector. 2 Geltungsbereich Ziel dieses Merkblattes ist es, den aktuellen technischen Stand der

30、CT unter besonderer Bercksichtigung der Rahmenbedingungen in der Automobilindustrie darzustellen und An-wendern in dieser Branche einen Leitfaden fr den Alltagseinsatz an die Hand zu geben. Es wird ausdrcklich darauf hingewiesen, dass bedingt durch den schnellen technologischen Fortschritt der CT di

31、eses Merkblatt keinen nor-2 Scope The objective of this instruction leaflet is to present the current technical status of CT paying particular attention to the boundary conditions in the automotive industry and provide users in this sector with a guideline for everyday usage. We would like to explic

32、itly point out that due to the rapid technological development of CT this instruction leaflet does not have a normative character. The Seite 5 VDA 236-101 / DGZfP D6 November 2008 Page 5 VDA 236-101 / DGZfP D6 November 2008 Page 5 VDA 236-101 / DGZfP D6 Novembre 2008 mativen Charakter haben kann. Di

33、e verbindli-che Anwendung der in dem Merkblatt be-schriebenen Vorgehensweisen muss von den Vertragspartnern (z.B. Abnehmer-Lieferant) vereinbart und die einzuhaltenden Rahmen-gren definiert werden. Hierbei ist zu berck-sichtigen, dass die CT ein indirektes Prfver-fahren ist und in der Regel die Korr

34、elation der qualittsrelevanten Funktionsgren (Prf-merkmale wie z.B. Materialfehler oder Wand-strke) ber den Vergleich mit absolut mes-senden Verfahren (z.B. Schliff oder taktile Messverfahren) hergestellt werden muss. Die Verantwortung fr die Eignung der verwende-ten Einrichtungen, eine fachgerechte

35、 Durch-fhrung und die getroffenen Qualittsaussa-gen liegt ausschlielich bei dem CT-Betreiber. Gertehersteller oder Zertifizierungsstellen knnen den Betreiber nicht von seiner Ver-antwortung entbinden. compulsory application of the procedures described in the instruction leaflet must be agreed by the

36、 contract partners (e.g. customer-supplier) and the boundary variables to be adhered to have been defined. In this connection, it must be taken into account that CT is an indirect test procedure and the correlation of the quality-relevant function variables (test features, e.g. material faults or wa

37、ll thickness) usually must be produced via a comparison with the absolute measured procedure (e.g. micro section or tactile measuring procedure). The responsibility for the suitability of the used equipment, a professional implementation and the affected quality statements lies solely with the CT us

38、er. Device manufacturers or certification centers can not release the user from this responsibility. 3 Einsatzgebiete / Anwendungs-schwerpunkte Die CT wird in der Automobilindustrie schwer-punktmig in nachfolgenden Produktphasen eingesetzt. 3 Application fields/core application areas In the automoti

39、ve industry, CT is, in particular, used in the following product phases. 3.1 Produktentwicklungs- und Erpro-bungsphase Prototyp- und Erstmusterteile werden hufig vor der Erprobung auf zeichnungskonforme Ausfhrung hinsichtlich Werkstoff, Geometrie oder Vollstndigkeit geprft. Nach der Erpro-bung steht

40、 die Detektion beanspruchungsbe-dingter Vernderungen im Fokus. Die CT bietet ein erhebliches Kostensen-kungspotenzial durch Vermeidung von Prf-standslufen mit nicht spezifikationsgerechten Bauteilen und frhzeitiges Erkennen von Schwachstellen. 3.1 Product development and testing phase Prototype and

41、initial sample parts are frequently checked before testing for a drawing-conformant design with regard to material, geometry or completeness. After testing, the focus is on the detection of changes due to loading. The CT offers a significant cost reduction potential due to the avoidance of test stan

42、d runs with components, which are not suitable for the specification, and the early detection of weak points. 3.2 Serienanlauf Die Fertigungsqualitt beim Anlauf neuer Pro-duktionsprozesse und/oder -anlagen wie z.B. Giessen, Schweien und Fgen kann mittels CT geprft und bis zum Erreichen der Pro-zesss

43、icherheit abgesichert werden. Die schnelle Rckinformation von Prozessschw-3.2 Production start-up The production quality for the start-up of new production processes and/or systems, for example casting, welding and joining, can be tested using CT and validated up to the achievement of process reliab

44、ility. The rapid feedback of process weaknesses reduces the Seite 6 VDA 236-101 / DGZfP D6 November 2008 Page 6 VDA 236-101 / DGZfP D6 November 2008 Page 6 VDA 236-101 / DGZfP D6 Novembre 2008 chen reduziert Anlaufkosten und ermglicht eine zgige Identifikation robuster Prozesspa-rameter. start-up co

45、sts and facilitates a quick identification of robust process parameters. 3.3 Serienprfung und Prozessber-wachung Die CT kann auch zur Serienabsicherung von Bauteilen als Stichproben- oder 100%-Prfung eingesetzt werden. Der CT-Einsatz ist sinnvoll, wenn die gesuchten Qualittsmerkmale mit anderen ZfP-

46、Methoden nicht detektiert werden knnen oder bei Bauteilen mit hohen Herstel-lungs- oder Ausfallkosten. 3.3 Assembly-line testing and process monitoring The CT can also be used for sampling or 100% inspections for the series validation of components. The use of CT is meaningful if the sought quality

47、features can not be detected using other nondestructive testing methods or for components with high production or breakdown costs. 3.4 Freigabe von Produktionsprozes-sen (In-house/Lieferant) Qualittsabsichernde Prfungen erfordern bei zerstrungsfreien Verfahren zur Prfprozess-absicherung Referenzteil

48、e mit definierten Merkmalen. Die CT ist hufig in der Lage sol-che Grenzmerkmale darzustellen und zu quantifizieren. Serienbegleitende Prfungen wie z.B. die Durchstrahlungsprfung mit auto-matischer Merkmalserkennung knnen auf diese Weise parametriert und qualifiziert wer-den. 3.4 Approval of producti

49、on processes (in-house/supplier) Quality validation tests require reference parts with defined features in the case of nondestructive procedures for test process reliability. The CT is frequently able to present and quantify such limiting features. Series-accompanying tests like, for example, the radiographic testing with automatic feature detection can in this way be parameterized and qualified. 3.5 Task-Force Di