Prüfmethoden

Die Durchstrahlungsprüfung ist ein bildgebendes Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (zfP) zur Darstellung von werkstofflichen Inhomogenitäten. Mit Hilfe eines geeigneten Strahlers (einer Röntgenröhre, eines Beschleunigers oder eines Gamma Radioklids, wird die Dichte eines Bauteils auf einem Röntgenfilm oder einem digitalen Medium abgebildet. Auf dem Medium (z.B: Röntgenfilm)erscheint ein Projektionsbild des Bauteils. An der unterschiedlichen optischen Dichte (Schwärzung) lassen sich so Materialinhomogenitäten erkennen. Der durchstrahlte Werkstoff kann metallischer Natur sein, ebenso sind Schichtwerksoffe (GFK) wie auch Bauwerkstoffe (Beton) möglich.

Die Qualifizierung und Zertifizierung von Personal für die zerstörungsfreie Prüfung im Verfahren Radigraphic Testing ( RT) ist in der Norm ISO 9712- 2021 beschrieben.

Auch feine Risse lassen sich bei geeignetem Einstrahlwinkel finden, hierbei beeinflussen der Kontrast  und die radiographische Auflösung das Erkennen sehr feiner Details. Der Kontrast ist abhängig von der Werkstoffdicke, Dichte, Masse- sowie Ordungszahl des Materials, der Strahlenqualität.

Sowie dem Auflösungsvermögen und dem Filmtyp bzw. Auflösung des digitalen Mediums. Die Durchstrahlungsprüfung ist ein Standardverfahren zur Prüfung sicherheitsrelevanter Bauteile in unterschiedlichen (Stahl.- Anlagenbau, Pipelinebau, Kesselbau, Brücken, Lastrahmen etc.) sowie sicherheitsrelevanter Gussteile. Das Verfahren ist in nationalen wie auch internationalen einschlägigen prüftechnischen Regelwerken beschrieben.

Die Durchstrahlungsprüfung BRT gem. EN 473) ist geeignet zum Nachweis von volumenhaften Fehlern. Bei Unterschieden der Dichte zwischen Fehlstelle und Grundmaterial ist der Fehler nachweisbar. 

Auch feine Risse lassen sich bei geeignetem Einstrahlwinkel finden. Kontrast und Auflösung beeinflussen das Erkennen solcher Details. Der Kontrast ist abhängig von der Werkstoffdicke, Dichte, Masse- sowie Ordnungszahl des Materials, der Strahlenqualität, sowie dem Auflösungsvermögen und dem Filmtyp. Die Durchstrahlungsprüfung ist ein Standardverfahren zur Prüfungsicherheitsrelevanter Bauteile bzw. Schweißnähten (gem. EN 1435) sowie sicherheitsrelevanter Gussteile.

Die Ultraschallprüfung ist ein akustisches Verfahren zum Auffinden von Materialfehlern, sie zählt somit zu den standardisierten zerstörungsfreien Prüfverfahren (UT gem. EN 473). Zur Schalleinleitung wird auf die Werkstückoberfläche ein Koppelmittel aufgetragen. Mittels eines Prüfkopfes, welcher Ultraschallwellen im Frequenzbereich von 0,2 bis 15 MHz aussendet und empfängt, wird die zu prüfende Oberfläche abgefahren. Das Abtasten der Prüfstückoberfläche kann manuell, mechanisiert oder automatisch erfolgen. Änderungen der akustischen Eigenschaften an Grenzflächen (z.B. ein Lunker, ein Einschluss, ein Riss oder eine andere Trennung im Gefügeinneren) reflektieren das Schallbündel und senden dieses an den Prüfkopfschwinger zurück. Die Zeitdifferenz zwischen Senden und Empfangen des Schallwellenfront lässt die Schallwegberechnung zu, welche als Amplitudendarstellung (A-Bild ) auf einem Monitor angezeigt werden kann. Die Amplitudendarstellung ermöglicht eine genaue Bestimmung des Reflektorortes, -lage, sowie im späteren auch eine Bewertung der Anzeige. Die Amplitude eines Reflektors wird mit der Echoamplitude von bekannten Ersatzreflektorgrößen (z.B.: Flachbodenbohrung, Nut oder Querbohrung) verglichen und bewertet. Als untere Nachweisgrenze wird in manchen Regelwerken eine Ersatzreflektorgröße von 0,6 mm für die Ultraschallprüfung genannt.

Die Magnetpulverprüfung (auch Magnetpulverrissprüfung, Fluxen genannt) ist ein Verfahren zum Nachweis von Rissen in oder nah der Oberfläche ferromagnetischer Werkstoffe. Für die Prüfung muss das Werkstück magnetisiert werden; bei größeren Werkstücken erfolgt die Magnetisierung in mehreren Prüfabschnitten. Die durch die Magnetisierung entstehenden Feldlinien verlaufen parallel zur Oberfläche. Risse und oberflächennahe Fehlstellen, die quer zu den Feldlinien liegen, erzeugen ein magnetisches Streufeld. Während der Magnetisierung erfolgt das Aufbringen mit Eisenteilchen. Feine pulverförmige Teilchen, häufig ferromagnetische Eisenoxide, werden in geeigneten Träger -Flüssigkeiten suspendiert und über den Prüfgegenstand gegossen oder gesprüht. Diese Eisenpartikel sammeln sich nun an der Fehlstelle (Ungänze) an, weil die austretenden Feldlinien diese festhalten. Risse, die parallel zu den Feldlinien verlaufen, erzeugen kein Streufeld und können somit nicht nachgewiesen werden. Poren und Risse unterhalb der Oberfläche können nur bis zu einer gewissen Tiefe sicher detektiert werden.

Die Eindringprüfung (nach DIN EN ISO 3452-1: Eindringprüfung, allgemeine Grundlagen) ist eine zerstörungsfreies Prüfverfahren, bei der aufgrund der Kapillarwirkung kleine Anzeigen, feinen Oberflächenrissen und Poren genutzt sichtbar zur Anzeige kommen. Diese Wirkungsweise erfordert natürlich, das die zu prüfenden Bauteile frei von Fett- und Ölrückständen, Rost oder anhaftender Farbe sind. Das Auftragen des Eindringmittels kann mit einem Pinsel, durch Tauchen oder Sprühen erfolgen. Grundsätzlich wird unterschieden zwischen der Farbeindringprüfung und der fluoreszierenden Eindringprüfung. Nach Ablauf der vom zu prüfenden werkstoffabhängigen Eindringzeit wird die Oberfläche mit Wasser oder einem Reiniger gereinigt, getrocknet und der Entwickler aufgetragen. Der Entwickler ist ein feinkörniges Pulver, in Wasser oder Lösungsmittel suspendiert. Durch die Saugwirkung des Entwicklers wird das verbliebene Eindringmittel aus den Hohlräumen (Risse, Lunker oder Poren) herausgezogen (umgekehrter Kapillareffekt). Im Regelfall ist das Eindringmittel rot und der Entwickler weiß. Der hohe Farbkontrast ermöglicht das einfache Lokalisieren der Fehlerstellen und die Bestimmung der Rissverläufe.

Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung eines härteren Prüfkörpers entgegensetzt. Je nach der Art der Einwirkung unterscheidet man verschiedene Arten von Härte. So ist Härte nicht nur der Widerstand gegen härtere Körper, sondern auch gegen weichere und gleich harte Körper. Die Definition von Härte unterscheidet sich gegenüber der von Festigkeit, welche die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber Verformung und Trennung darstellt.

Sichtkontrolle (Sichtprüfung) ist die visuelle Kontrolle eines Produktteils auf Fehler als regulärer Fertigungsschritt am Ende oder nach Abschluss eines Teiles der Fertigung des Produktes. Die Sichtprüfung als zerstörungsfreies Prüfverfahren wurde genormt in der DIN EN 13018 / EN 970 ). 

In dieser Norm wird auch unterschieden zwischen:

• Direkte Sichtprüfung ohne Hilfsmittel (Betrachtung der Prüffläche mit dem bloßen Auge)
• Direkte Sichtprüfung mit Hilfsmittel (optische Hilfsmittel wie z. B. Lupen, Endoskope, Spiegel)
• Indirekte Sichtprüfung (mit Kamera, Videoskop)

Die Bauteilmetallographie ermöglicht als zerstörungsfreies Prüfverfahren Gefügebestimmungen und Oberflächenuntersuchungen unter Vermeidung reparaturauslösender Probeentnahmen. Schleifen, Polieren und Ätzen erfolgen mit tragbaren Geräten direkt am Bauteil, die Gefügebewertung mit Aufsatzmikroskop und CCD Kamera direkt am Rechner. 

Die wesentlichen Vorteile der Bauteilmetallographie liegen in der nahezu uneingeschränkten Einsatzmöglichkeit, der schnellen Verfügbarkeit des Untersuchungsergebnisses vor Ort und der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.

Bei der Spektralanalyse wird die chemische Zusammensetzung eines Werkstoffes untersucht. Mit den heutigen modernen RFA-Handspektrometern ist es möglich, den Werkstoff zu klassifizieren und die Bestandteile zu bestimmen.