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ForschungsprojektAktiv thermografische Methoden zum Drohnenbasierten Monitoring von Beschichtungsschäden an Industriekultur

Die Beschichtung von Oberflächen ist eine der gängigsten Strategien, um den destruktiven Korrosionsprozess an Bauten des Industriekulturerbes zu verlangsamen. Diese Beschichtungen unterliegen einer kontinuierlichen Degradation und müssen, um einen intakten Schutz gegen das Voranschreiten der Korrosion zu gewährleisten, ab einem gewissen Zustand erneuert werden. In diesem Vorhaben sollen die Anwendungsmöglichkeiten der aktiven Thermografie für die Überwachung des Zustandes der genannten Beschichtungen anhand einiger typischer Fehlerbilder erprobt werden. 

Die aktive Thermografie bietet, als kontaktlose und zerstörungsfreie Methode, in diesem Zusammenhang einige Vorteile. Dabei wird die Oberfläche des Objekts gezielt durch eine externe Wärmequelle angeregt. Die resultierende Temperaturverteilung auf der Oberfläche wird mithilfe einer Infrarotkamera aufgezeichnet und analysiert. In homogenen und intakten Schichten zeigt sich eine gleichmäßige Abkühlung, während Defekte wie Unterrostungen oder Schichtablösungen zu thermischen Anomalien führen. Hierdurch können potenziell auch Schäden unter visuell intakten Beschichtungen erkannt werden. 

Die Größe der Objekte und Flächen macht, für die praktische und wirtschaftliche Anwendung, den Einsatz einer hochmobilen Technologie, wie sie die Verwendung von Drohnen bietet notwendig. Diese Technologie stellt als Plattform jedoch erweiterte Anforderungen unter anderem an Gewicht, Stabilisierung und Wirkungsgrad der Mess- und Anregeeinrichtung. Die Auswahl geeigneter Anregemethoden und -parameter sowie die Anpassung der Detektionstechnik an die Anforderungen des Drohnen- oder UAV (Unmanned aerial vehicle)-Betriebs sind dementsprechend zentrale Aspekte der zukünftigen Methodik. Hierfür werden zusätzlich typische Fehlstellen, wie sie bei historischen Industrieanlagen vorkommen (z. B. Rissunterwanderung, Blasenbildung oder unvollständige Haftung), im Rahmen von Laborversuchen simuliert, um die Sensitivität und Aussagekraft der Methode systematisch zu evaluieren. 

Ziel ist es, eine robuste und für den UAV-Einsatz geeignete thermografische Prüfmethode zu entwickeln, die sowohl für präventive Wartung als auch für die Zustandsbewertung im Denkmalschutz geeignet ist.

Projektziele

  • Früherkennung von Korrosion und Beschichtungsfehlern an Objekten des Industriekulturerbes durch aktive Thermografie
  • Entwicklung einer praxisgerechten Methodik zur mobilen, berührungslosen Überwachung großer Objekte mittels UAVs
  • Vergleich etablierter Anregungsquellen hinsichtlich Eignung für UAV-Einsatz unter Effizienz-, Gewichts- und Energieverbrauchsaspekten
  • Optimierung von thermografischen Anregeeinrichtungen für die Drohnenanwendung
  • Schadensdetektion praxisnaher Fehlerbilder mittels aktiv thermografischer Methoden
  • Optimierung der Schadensdetektion bei für die Drohnenanwendung erforderlichen Restriktionen
  • Konstruktion und Erprobung eines tragbaren Gesamtsystems aus Anregungseinheit und Thermografiekamera für UAVs sowie Erprobung unter realen Einsatzbedingungen
  • Validierung erkennbarer praxisnaher Schadensbilder mittels der genannten Methodik

Kontakt

Prof. Dr. rer. nat. Michael Prange Mechanical Engineering and Material Sciences

E-Mail
Michael.Prange@thga.de
Telefon
+49 234 968-3381
Büro
G3 R102
Zur Person

Fabian Stöhr

E-Mail
Fabian.Stoehr@thga.de
Telefon
+49 234 968-4049
Büro
G5 R308a
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