Inspectiebedrijven maken kennis met simulatiesoftware

Wat hebben een gasleiding en een brug gemeen? Beide objecten worden periodiek geïnspecteerd om mogelijke defecten vroegtijdig op te sporen. Veelal wordt hiervoor zogeheten Niet-Destructief Onderzoek ingezet.

Branchevereniging KINT startte samen met TNO een innovatieproject om inspectiebedrijven kennis te laten maken met simulatiesoftware die de kwaliteit en betrouwbaarheid van ultrasone inspecties verhoogt. Deelnemer Leo Degen: “Simulatie is goed bruikbaar. Vooral voor complexere inspecties.”

Om objecten tijdens de gebruiksfase te inspecteren op betrouwbaarheid en/of veiligheid worden Niet-Destructieve Technieken (NDT) toegepast. Dat zijn inspecties naar de kwaliteit van een object zonder deze te beschadigen. Vaak hoeft men het productieproces of het gebruik van een brug hiervoor zelfs niet eens stil te leggen.

Voor Niet-Destructief Onderzoek van deze zogenoemde in-service inspections zetten NDT-inspectiebedrijven in de regel ultrasone geluidsgolven of elektromagnetisme in. Tijdens een inspectie wordt dan op het object een probe (een meetinstrument voor ultrasoon onderzoek) geplaatst die signalen opvangt. Deze geluidsgolven worden vervolgens geïnterpreteerd door de inspecteurs.

Proefstukken kostbaar

Een NDT-inspectie vergt veel voorbereiding. Zo moeten inspectiebedrijven altijd eerst een referentie-meting doen, ofwel: aantonen dat de gekozen methode ook echt de defecten naar boven haalt tijdens de inspectie. Dat wordt vaak gedaan met proefstukken. Dat zijn kopieën van onderdelen van het object dat je wilt inspecteren en waarin op kunstmatige wijze defecten zijn aangebracht of nagebootst. Denk bijvoorbeeld aan defecten zoals lasnaden met luchtbelletjes of plakfouten. Door het gebruik van proefstukken weten de inspecteurs vooraf hoe zij de signalen van de meetinstrumenten moeten interpreteren om zo de kwaliteit te beoordelen.

Het maken van proefstukken is kostbaar en tijdrovend. Onder andere om deze reden heeft TNO software ontwikkeld voor het modelleren en simuleren van ultrasone inspectietechnieken. De software van TNO draagt de naam UMASIS. Met de software kan een ultrasone inspectie exact volgens de gekozen ‘set-up’ gemodelleerd en gesimuleerd worden. Dankzij het verkregen inzicht uit de simulaties is het vervolgens mogelijk een gerichte keuze te maken voor de parameters van een specifieke inspectietechniek. En hierdoor kunnen inspectiebedrijven potentieel een reductie realiseren van het aantal proefstukken.

Simulatie als alternatief

De Nederlandse vereniging voor Kwaliteitstoezicht Inspectie en Niet-destructieve Technieken (KINT) heeft een innovatieproject geïnitieerd om de potentie van simulatie in kaart te brengen en de voorwaarden voor een effectieve inzet vast te stellen. Jan Heerings, projectleider van het KINT-project ‘Modellering en Simulatie’: “Ik zie simulatie als een mogelijk middel om de effectiviteit van een bepaalde inspectie-aanpak te bepalen of als mogelijk alternatief voor het maken van kostbare proefstukken. Ook is de verwachting dat simulatiesoftware leidt tot hogere betrouwbaarheid van de onderzoeken en meer eenduidigheid over welke methodes het meest geschikt zijn.”

Kennisoverdracht

De bottleneck van het gebruik van simulatiesoftware is echter dat het diepgaande kennis vereist. Over bijvoorbeeld fysica, schademechanismen en software-algoritmiek. “Dat is een combinatie van kennis waar inspectiebedrijven vaak onvoldoende over beschikken, waardoor simulatie in veel gevallen niet effectief is”, meldt Heerings. Daarom organiseerde TNO, als partner in het genoemde KINT-innovatieproject, een speciaal kennisoverdrachtproject voor haar simulatiesoftware UMASIS. Inspectiebedrijven konden via een serie workshops kennis maken met de software en ook meteen testen of UMASIS in de praktijk bruikbaar is.

Workshops met praktijkcases

Eén van de participanten was Elles Koning, mede-oprichter van NDT KoDe BV, een bedrijf dat analysesoftware maakt voor NDT-inspecties: “Met het programma van KINT deden naast inspectiebedrijven, ook asset owners zoals Rijkswaterstaat, Alliander en Gasunie mee. Zij brachten praktijkobjecten in die gebruikt werden als cases voor de simulaties. Rijkwaterstaat zocht bijvoorbeeld naar een optimale aanpak voor de inspectie van stalen balken onder het wegdek van een brug. Zitten daar scheurtjes in of hebben de balken de zware belasting van vele vrachtwagens juist goed doorstaan?”

“TNO was tijdens de workshops verfrissend eerlijk,” vervolgt Koning, “zo werd er steeds duidelijk verteld welke factoren wel en welke niet door de software worden meegenomen. Krachtig aan dit project was verder dat we ook echt met praktijkcases aan de slag waren. De simulatie-data konden we hierdoor heel goed vergelijken met de daadwerkelijke uitkomsten van de uitgevoerde inspecties.”

Minder proefstukken nodig?

Rest natuurlijk de vraag: Kan het aantal proefstukken nu verminderd worden door inzet van simulaties? “Voor die conclusie is het nog te vroeg”, meldt Leo Degen, mede-oprichter van NDT KoDe BV, “maar het project heeft wel aangetoond dat de software goed bruikbaar is. Vooral voor complexere inspecties. Zoals objecten die gemaakt zijn van verschillende materialen, of als er materialen geïnspecteerd moeten worden waarin veel krommingen en hoekjes zitten. Eigenlijk moeten de hardware leveranciers van inspectietools en de bouwers van simulatiesoftware nu met elkaar om de tafel. Zodat simulatie meer geïntegreerd wordt met de NDT-tools die nu in het veld gebruikt worden. Dat zou een mooi vervolg zijn op de eerste goede stappen van KINT en TNO op weg naar nog beter Niet-Destructief Onderzoek.”