Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Inhalt


1 Zweck
2 Durchstrahlungsprüfung (DS)
2.1 Wechselwirkung kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung mit Materie
2.2 Wechselwirkungsmechanismen
2.3 Angewandte "Strahlungsarten"
2.4 Durchstrahlungsgeräte
2.5 Durchführung der Durchstrahlungsprüfung
2.6 Beurteilung von Durchstrahlungsaufnahmen und Bewertung von Schweißnähten
2.7 Strahlenschutz
3 Ultraschallprüfung (US)
3.1 Grundlagen
3.2 Gerätetechnische Einrichtungen
3.3 Prüftechnik
3.4 Beurteilung
4 Magnetpulverprüfung (MP)
5 Wirbelstromprüfung
6 Potentialsondenverfahren
7 Farbeindringprüfung (FE)
8 Praktische Vorgehensweise bei der zerstörungsfreien Prüfung
8.1 Aufgabenstellung
8.2 Auswahl anzuwendender Prüfverfahren
8.3 Durchführung der Ultraschallprüfung
Normen

1 Zweck

Bei der Herstellung von Halbzeugen, Bauteilen u. a. lassen sich Fehlerstellen nicht vollkommen vermeiden; andere Fehler können während des Betriebs eines Bauteils entstehen. Zur Feststellung solcher Fehler bedient man sich der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (ZfP).

Da die ZfP auch Aussagen über Art, Lage und Ausdehnung einer Fehlererscheinung zulässt, ist eine Beurteilung - z. B. mittels der Bruchmechanik - der Weiterverwertbarkeit eines Bauteils möglich. Darüber hinaus können mit Hilfe der ZfP hochbeanspruchte und daher gefährdete bzw. fehlerbehaftete Bauteile während des Betriebs überwacht werden.

Es gibt mehrere Methoden der ZfP. Jede dieser Methoden hat ihre spezifischen Anwendungsbereiche, die sich teilweise überschneiden. Eine angewandte Methode sollte daher an den Werkstoff des Prüfstückes und an die zu erwartenden Fehlererscheinungen angepasst werden. Häufig ist auch eine Kombination mehrerer Prüfmethoden angebracht.

Wie jede Prüfmethode hat auch die ZfP ihre Grenzen. Sie sind dadurch gesteckt, dass durch Anwendung von zerstörungsfreien Prüfmethoden meist kein "reelles" Fehlerbild erzeugt wird. Dies führt dazu, dass in machen Fällen, häufig wegen nicht "prüfgerechter" Konstruktion von Bauteilen, Fehler auch bei Benutzung mehrerer ZfP-Methoden nicht erkannt werden.

Die meist leichte Anwendbarkeit und große Wirtschaftlichkeit der gängigen ZfP-Verfahren hat diese jedoch zu einem wichtigen Instrumentarium der Werkstoffprüfung gemacht. Die Bedeutung der ZfP kann daraus ersehen werden, dass heute in den technischen Regelwerken und teilweise durch Gesetz für den Druckbehälterbau, den Chemieanlagenbau, den Kesselbau, den Druckleitungsbau, den Hoch- und Brückenbau sowie für den Fahrzeugbau u. a., die ZfP zwingend vorgeschrieben ist.

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2 Durchstrahlungsprüfung (DS)

Zur zerstörungsfreien Prüfung von im Sinne der "klassischen" Optik undurchsichtigen Körpern nutzt man die hohe Durchdringungsfähigkeit kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung (hohe Quantenenergien) durch feste Stoffe aus. Da diese Strahlung - von Streueffekten abgesehen - feste Körper geradlinig durchdringt, ist mittels geeigneter Empfängermedien für die Strahlung eine strahlengeometrische Abbildung der durchstrahlten Körper möglich. Hierbei wird ein fester Körper nicht nur entsprechend seiner geometrischen Abmessungen abgebildet; es ergibt sich vielmehr hinter dem Körper ein "Strahlungsprofil" als Projektion der Dichte- und Dickenverhältnisse des Prüfobjekts.

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2.1 Wechselwirkung kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung mit Materie

Infolge der Quantenenergie

E = h · n (h = Plancksches Wirkungsquantum)

einer elektromagnetischen Welle der Frequenz n kann jedem Strahlungsquant auch eine Masse entsprechend der Einsteinschen Beziehung

E = m · c2 (c = Lichtgeschwindigkeit)

zugeordnet werden (Dualismus von Teilchen und Welle).

Demzufolge ist es diese Masse, die mit den Atomen der Materie in Wechselwirkung tritt und dabei ihre gesamte Energie oder Teile davon an die Atome abgibt. Die Wechselwirkung der einzelnen Strahlungsquanten mit Materieatomen ist um so wahrscheinlicher, d. h. häufiger, je größer die Materieatome sind und je größer die Packungsdichte der Atome ist. Die Wechselwirkung bedeutet, dass von einer gewissen Anzahl Strahlungsquanten, die pro Zeiteinheit in einen festen Körper eindringen, in der gleichen Zeiteinheit nur noch ein Bruchteil wieder auf der Gegenseite des Körpers austritt.

Mathematisch wird dieses Intensitätsverhältnis durch I / Io= e-mx beschrieben.

Io = Intensität vor dem Körper
I = Intensität nach dem Körper
m = Schwächungs- oder Absorptionskoeffizient
x = Dicke des Körpers in Durchstrahlungsrichtung

Das Intensitätsverhältnis wird um so kleiner, je dicker der zu durchstrahlende Körper und je größer sein Schwächungskoeffizient ist. Da der Schwächungs- und Absorptionskoeffizient eines Materials zu dessen Dichte proportional ist, gilt letztere Aussage auch, wenn man den Schwächungskoeffizient durch die Dichte ersetzt.

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2.2 Wechselwirkungsmechanismen

Die für die Schwächung kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung in Materie, die stets mit Energieänderungen verbunden ist, hauptsächlich verantwortlichen Mechanismen sind:

Weitere, für den Strahlungsnachweis untergeordnete Mechanismen sind:

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2.3 Angewandte "Strahlungsarten"

Da beide ihrer Natur nach elektromagnetische Wellen - in den Anwendungsfällen der ZfP im gleichen Energiebereich - sind, unterscheidet man sie hauptsächlich wegen ihrer Entstehungsweise.

Röntgenstrahlung:

In Röntgenröhren werden durch Anlegen einer Hochspannung beschleunigte Elektronen beim Auftreffen auf die Anode im Anodenmaterial abgebremst und geben dabei ihre kinetische Energie in Form elektromagnetischer Strahlung, der Röntgenstrahlung, mit einem kontinuierlichen Spektrum ab. Die maximale Quantenenergie der Röntgenquanten ist gleich der den Elektronen in der Beschleunigungsstecke vermittelten kinetischen Energie. Form und Maximalenergie eines Röntgenspektrums sind also über die an der Röntgenröhre angelegte Spannung in weiten Grenzen variabel.

Gammastrahlung:

entsteht beim radioaktiven Zerfall natürlicher und künstlicher, im Kernreaktor erzeugter Isotope, den "Radionukliden".

Während die Röntgenstrahlung mit entsprechenden Anlagen ständig erzeugbar ist, klingt die Aktivität und damit die Intensität einer Gamma-Srahlenquelle nach den Gesetzen des radioaktiven Zerfalls mit der für jedes Radionuklid typischen, von der Natur vorgegebenen Halbwertszeit ab. Zudem sendet die Röntgenröhre ein variables - kontinuierliches - Strahlungsspektrum, ein Gammastrahler ein - wiederum typisches - Linienspektrum von Quanten bestimmter Energie aus.

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2.4 Durchstrahlungsgeräte

Zur ZfP mit Röntgenstrahlen dienen industrielle Röntgenanlagen. Sie bestehen aus dem Schalt- und Steuerteil, dem Hochspannungsteil und der Röntgenröhre - mit Kühlung - als Strahlenquelle (Blockschaltbild).

Blockschaltbild einer Röntgenanlage
Die Röhre R ist von einem Schutzgehäuse S umgeben und besitzt eine Kühleinheit K. Die elektrische Versorgungseinheit E liefert die benötigte Röhren- und Heizspannung und wird von einem Bedienungspult B aus reguliert.

Bei transportablen Anlagen befinden sich Hochspannungsteil und Röntgenröhre in einem Gehäuse. Für Anwendungen in der ZfP typische Röntgenröhre sind die:

Für die in der ZfP eingesetzten Gammastrahler benutzt man mittels Blei, Wolfram oder abgereichertem Uran abgeschirmte Transport- und Arbeitsbehälter.

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2.5 Durchführung der Durchstrahlungsprüfung (vgl. DIN EN 1435)

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2.6 Beurteilung von Durchstrahlungsaufnahmen und Bewertung von Schweißnähten

Zur Kennzeichnung von Fehlern in Schweißnähten werden genormte Kurzzeichen verwendet
(DIN EN ISO 6520):

internationale
Kurzzeichen
Begriff
deutsch englisch
A Gaseinschlüsse gas bubbles
Ba Schlacken slag inclusions
C Bindefehler lack of fusion
D Wurzelfehler inclomplete penetration
E Risse cracks
F Formfehler (z. B. Einbrandkerben) undercutting

Als Hilfe für die Beurteilung dienen die Normen DIN EN 25 817 und 12 517. Hier werden für 3 unterschiedliche Anforderungsstufen die jeweils zulässigen Fehlerarten und -größen festgelegt. In welcher Anforderungsstufe ein Bauteil einzuordnen ist, richtet sich nach der Beanspruchung der Schweißnaht und dem Gefahrenpotential bei einem Versagen. Vielfach ist die Anforderungsstufe in den entsprechenden Regelwerken für das Bauteil festgelegt (z. B. DVGW-Regelwerk für Gas- und Wasserleitungen).

Innerhalb einer Beurteilungsgruppe kommt häufig noch zusätzlich eine Bewertung nach einer vierteiligen Notenskala zur Anwendung, wobei die Noten 1 bis 3 besagen, dass die Mindestanforderung erreicht oder übertroffen ist. Die Note 4 dagegen besagt, dass die erforderliche Qualität nicht erreicht wurde.

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2.7 Strahlenschutz

Wegen ihrer ionisierenden und photochemischen Wirkung verursachen Röntgen- und Gammastrahlen Schädigungen an lebenden Organismen. ZfP-Personal sollte daher sorgfältig ausgebildet sein, Durchstrahlungsgeräte dürfen nur in strahlengeschützten Räumen oder abgesperrten und gekennzeichneten Zonen und dort nur von sachkundigem Personal betrieben werden. Näheres hierzu ist der Röntgenverordnung (RöV) und der Strahlenschutzverordnung (StrlschV) zu entnehmen.

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3 Ultraschallprüfung (US)

3.1 Grundlagen

Mit Ultraschall bezeichnet man mechanische Schwingungen oberhalb des Hörbereiches (>20 kHz); in der prüftechnischen Anwendung liegen die Frequenzen zwischen 1 und 12 MHz.

Ultraschallwellen breiten sich im unendlichen Medium mit der für jedes Material typischen Schallgeschwindigkeit geradlinig aus und erfahren je nach Medium unterschiedliche Schwächung. Treffen Schallwellen auf Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Medien (z.B. Stahl/Luft), tritt Reflektion auf und zwar in Abhängigkeit von den Schallwiderständen der beiden Medien.

Die Erzeugung mechanischer Schwingungen der o. a. Frequenzen erfolgt mit geeigneten Schwingern (Quarz, Sinterstoffe), welche aufgrund des piezoelektrischen Effekts bei angelegter Wechselspannung ihre Form (Dicke) verändern, so dass bei hoher Frequenz der angelegten Spannung entsprechend hohe mechanische Schwingfrequenzen erzeugt werden.

Der piezoelektrische Effekt ist reversibel, so dass ankommende mechanische Schwingungen in elektrische Wechselspannungen umgesetzt werden.

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3.2 Gerätetechnische Einrichtungen

Prüfköpfe

In den Prüfköpfen befindet sich der Schwinger, der über eine Schutzschicht (Vorlaufstrecke, Keil) die Schwingungen an das Bauteil abgibt. Um an der Grenzfläche zum Werkstück eine Schwächung zu vermeiden (Luftspalt), wird der Prüfkopf mit einem Koppelmittel (Wasser, Öl, Paste) auf den Prüfling aufgesetzt.

Man unterscheidet:

Prüfkopfsysteme

Für bestimmte Anwendungen werden mehrere Prüfköpfe mit verschiedenen Aufgaben zu einem System zusammengefasst. Die Prüfkopfsignale werden hierbei mittels EDV verarbeitet.

Geräte

Für die Handprüfungen, z. B. im Rohrleitungsbau, in Kraftwerken und Raffinerien werden bevorzugt ortsbewegliche Batteriegeräte eingesetzt. Ortsfeste US-Geräte sind als Prüfanlagen im Bereich von Fertigungsstraßen (z. B. Blech- und Rohrfertigung) und Wartungseinrichtungen (z. B. Radprüfungen von Schienenfahrzeugen) installiert. Sie sind mit entsprechenden Steuer- und Regeleinheiten bestückt und lassen sich für einen komplizierten Prüftakt automatisieren.

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3.3 Prüftechnik

Bei der Durchschallungstechnik wird ein Prüfkopf als Sender auf der Vorderseite und ein zweiter Prüfkopf als Empfänger auf der Rückseite eines Prüflings angebracht. Das Empfängersignal wird mit dem an einem fehlerfreien Prüfobjekt erhaltenen Signal verglichen. Der Vergleich ermöglicht - gleiche Prüfanordnung vorausgesetzt - eine Feststellung etwa vorhandener Fehler, aber keine Aussage über die Tiefenlage des Fehlers sowie über Fehleranzahl und -art.


          

oben : Empfängersignal ES vorhanden, fehlerfreier Prüfling
unten: Empfängersignal ES nicht vorhanden, fehlerhafter Prüfling

Die Impuls-Echotechnik nutzt demgegenüber die Reflektion an Grenzflächen aus, so dass mit nur einem Prüfkopf gearbeitet werden kann. Der Prüfkopf, der einerseits Sendeimpulse liefert, registriert zwischen den Sendeimpulsen die reflektierten Schallanteile (Echos).

Bei fehlerfreiem Prüfling erscheint nur das Rückwandecho RE; bei fehlerhaftem Prüfstück erscheint vor dem RE ein ES (wegen kürzerer Laufzeit des Ultraschalls)

Für die Reflektion an Grenzflächen gelten die Gesetze der geometrischen Optik. Das heißt, dass bei der US-Reflektion an Grenzflächen die Regel "Einfallwinkel = Ausfallwinkel" gilt. Somit werden in grober Näherung flächige Reflektoren mit Hilfe der US-Prüfung nur registriert, wenn sie vom Schallstrahl senkrecht getroffen werden. Voluminöse Fehler wie Poren und Schlacken reflektieren üblicherweise nach verschiedenen Richtungen, wodurch ihr Nachweis, die Auswahl der Prüfrichtungen und die Wahl der Prüfköpfe erleichtert wird.

Aus diesem Grunde ist eine Prüfanordnung an bestimmte Prüfprobleme anzupassen, wie in der nachfolgnden Übersicht dargestellt:

zu erwartende Fehler anzuwendener Prüfkopf
oberflächenparallel (Dopplung, Überwalzung) Normalprüfkopf
voluminöser Fehler (Poren, Schlacken, Hohlräume) Normal- und Winkelprüfkopf
Wanddickenmessung Normalprüfkopf
flächige Trennungen in beliebiger Lage Winkelprüfköpfe mit verschiedenen Einschallwinkeln
Flankenbindefehler in Schweißnähten Winkelprüfkopf: Einschall-< = 80°

Die Bestimmung von Fehlergröße und -lage erfolgt auf dem Leuchtschirm des Ultraschallgeräts. Die Koordinaten des Leuchtschirms sind:

Die Zeitachse kann wegen der für einen Werkstoff charakteristischen Schallgeschwindigkeit als Laufweg justiert werden, so dass aus Laufweg und Einschallrichtung der Fehlerort, aus der Echohöhe des angezeigten Fehlersignals auf die Größe des Reflektors geschlossen werden kann.

Schweißnähte werden normalerweise mit Winkelprüfköpfen quer zur Naht auf Längsfehler und längs der Naht auf Querfehler geprüft.

Bei einer fehlerfreien Naht läuft der Schallstrahl zickzackförmig weiter durch das Bauteil. Enthält die Schweißnaht einen senkrecht zur Oberfläche orientierten Fehler (z. B. einen Riss), so wird der Schall infolge des Winkelspiegeleffektes mit gleichem Winkel zurück zum Prüfkopf reflektiert.

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3.4 Beurteilung

Die Beurteilung von Ultraschallanzeigen erfolgt üblicherweise derart, dass für eine Prüfung ein bestimmter Testfehler (Nut, Querbohrung) zugrundegelegt wird, dessen Echohöhe dann von keinem registrierten Fehlersignal überschritten werden darf. Verwendet man entsprechende Geräte-Vorsatzskalen, so kann für einen aufgefundenen Fehler eine Ersatzfehlergröße - der Durchmesser einer senkrecht vom Schallstrahl getroffenen, reflektierenden Kreisscheibe (KSR) - angegeben werden.

Es lassen sich bei genügender Erfahrung aus der Signalform und der Echohüllkurve auch Angaben zur Fehlerart machen. Bei entsprechender Prüfanordnung lassen sich mittels Ultraschall teilweise auch Oberflächenfehler nachweisen.

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4 Magnetpulverprüfung (MP)

Als Oberflächenprüfverfahren für magnetisierbare Werkstoffe ist das Magnetpulververfahren geeignet. Die theoretische Voraussetzung für dieses Verfahren liegt im großen Permeabilitätsunterschied zwischen Luft, die in den meisten Fällen als Füllmedium in Oberflächenfehlern vorliegen dürfte, und Eisen bzw. Stahl. Aufgrund dieses Unterschiedes werden in der Nähe von Oberflächen- bzw. oberflächennahen Fehlern magnetisierter Proben magnetische Streufelder gebildet.

In die Nähe solcher Streufelder gebrachte feinverteilte (pulverförmig oder flüssig) magnetisierbare Partikel werden dort festgehalten. Sorgt man dafür, dass solche Partikelansammlungen einen guten Kontrast (u. U. durch Benützung einer Kontrastfarbe, evtl. fluoreszierend) zur Werkstückoberfläche ergeben, sind damit Oberflächenfehler sichtbar zu machen. Voraussetzung dabei ist aber stets, dass das anzuwendende Magnetfeld eine zu den zu erwartenden Fehlern senkrechte Komponente aufweist. Dies ist jedoch stets leicht zu erreichen, indem man angepasste Magnetisierungsverfahren anwendet.

So verwendet man z.B. bei quer zu einem länglichen Prüfkörper verlaufenden Fehlern die Jochmagnetisierung (linkes Bild) oder die Magnetisierung mit einer Spule (rechtes Bild)

und bei längs verlaufenden Fehlern die sog. Selbstdurchflutung (linkes Bild) oder Hilfsdurchflutung (rechtes Bild). Dabei wird ein starker Strom entweder durch das Prüfstück selbst oder einen im Prüfstück befindlichen Leiter geschickt, dessen jeweils zirkuläres Magnetfeld dann die geforderte Voraussetzung erfüllt.

Für den mobilen Einsatz gibt es für die genannten Verfahren handliche Geräte, die in kleinen Prüfbereichen ausreichend hohe Magnetfeldstärken erzeugen.

Allerdings muss das Werkstück in genügend kleinen Schritten durchgeprüft werden. Zur Magnetpulverprüfung sollte die Oberflächenrauhigkeit nicht zu stark sein (Guss sollte geputzt oder sandgestrahlt sein, blättriger Rost sollte abgebürstet werden).

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5 Wirbelstromprüfung

Eine Wechselstrom führende Spule induziert Wirbelströme in einem leitfähigen Material, das in ihre unmittelbare Nähe gebracht wird. Die zur Erzeugung der Wirbelströme benötigte Energie wird dabei von der Spule und somit von der Prüfeinrichtung geliefert. Der von der Spule auf das Werkstück übertragene Energiefluss ist ein Maß für die Leitfähigkeit des vorliegenden Materials. Ändert sich die Leitfähigkeit - durch Änderung des Werkstoffes oder durch Fehler in einem Werkstück - so ändert sich auch der Energiefluss durch die Spule. Diese Energieflussänderung lässt sich mittels elektronischer Geräte nachweisen. Neben dem Nachweis von Oberflächenfehlern lassen sich durch entsprechende Spulengestaltung und Auswahl der Wechselstromfrequenz auch Fehler bis zu bestimmten Tiefen unter der Oberfläche erkennen. Das Verfahren eignet sich auch zur Prüfung auf Werkstoffverwechslung und zum Erkennen von Gefügeunterschieden (z. B. Schweißgut).

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6 Potentialsondenverfahren

Dieses Verfahren ist kein eigentliches ZfP-Verfahren, sondern dient vorwiegend der Tiefenbestimmung eines vorher durch ein Oberflächenprüfverfahren aufgefundenen Risses.

Schickt man zwischen zwei Strompolen, die auf der Werkstückoberfläche aufgesetzt werden, einen Strom (Gleich- oder Wechselstrom im mA-Bereich) durch das Prüfobjekt, so lässt sich mittels zweier Spannungspole zwischen den Strompolen in erster Näherung überall ein konstanter Potentialunterschied an der Oberfläche eines fehlerfreien Prüfstückes nachweisen. Ein Fehler an der Oberfläche des Prüflings erhöht diesen Potentialunterschied stark, sobald der Fehler zwischen die Spannungspole zu liegen kommt. Mittels elektronischer Geräte lässt sich die Veränderung des Potentialunterschiedes als Maß für die vorliegende Risstiefe verwenden.

Zur einwandfreien Justierung der Messanordnung sollte ein Teststück - möglichst aus dem gleichen Werkstoff wie der Prüfling - mit einem Testfehler bekannter Größe verwendet werden.

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7 Farbeindringprüfung (FE)

Das Farbeindringverfahren als Oberflächenprüfverfahren ist bei allen festen Körpern anwendbar, ohne dass deren übrige physikalischen Eigenschaften eine Rolle spielen. Es begründet sich darauf, dass (gefärbte) Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung und damit niedriger Viskosität in auch sehr feine Trennungen an Oberflächen eindringen, wenn man sie lange genug einwirken lässt und diese Trennungen nicht durch Verunreinigungen verschlossen sind. Bringt man auf solche Stellen eine saugfähige Schicht auf, die auch noch einen guten Kontrast zum Eindringmittel liefert, so saugt diese Schicht das Eindringmittel an und macht somit Trennungen sichtbar.

Der Arbeitsablauf einer solchen Prüfung soll anhand der folgenden Bilder erläutert werden.

Reinigen, Entfetten der Prüfstückoberfläche.
Aufbringen des Eindringmittels (z.B. rotes Mittel)
Nach Abwarten der Eindringzeit (10 bis 30 min):
Entfernung des an der Prüfstückoberfläche verbliebenen Eindringmittels durch vorsichtiges Abwaschen
Aufbringen des Entwicklers (weiß)
Nach Abwarten der Entwicklungszeit (Minuten bis einige Stunden) zeigt das herausgesaugte Eindringmittel den Fehler an

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8 Praktische Vorgehensweise bei der zerstörungsfreien Prüfung

8.1 Aufgabenstellung

Ein Probekörper enthält eine Schweißnaht in Form einer symmetrischen X-Naht mit einem Flankenwinkel von 45°. Dieser Probekörper soll auf Fehler sowohl in der Schweißnaht als auch auf Fehler im Grundwerkstoff untersucht werden.

Solche Fehler können sein,
im Schweißnahtbereich:
Risse, Poren, Schlacken, Wurzelfehler, Flankenbindefehler, Einbrandkerben etc.,
im Grundwerkstoff:
Risse, Überwalzungen, Dopplungen etc. bei Walzprodukten;
Risse, Gasblasen, Sandstellen, Lunker etc. bei Gussteilen.

Je nach Art, Lage und Größe (absolut und relativ zur Werkstückdicke betrachtet) der zu erwartenden Fehler kommen hierzu geeignete Prüfverfahren zur Anwendung. Ebenso werden nach diesen charakteristischen Fehlerdaten die Kriterien für die (Weiter-)Verwertbarkeit eines Werkstücks festgelegt.

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8.2 Auswahl anzuwendender Prüfverfahren

Bei der Auswahl der anzuwendenden Prüfverfahren sollte an erster Stelle die Überlegung stehen, mit welchen Verfahren man die zu erwartenden Fehler am zuverlässigsten auffindet. Überlegungen, die die Wirtschaftlichkeit eines Prüfverfahrens betreffen, sollten dahinter zurückstehen.

Am einfachsten liegen die Verhältnisse noch bei Fehlern, die mit der Oberfläche eines Werkstückes in Verbindung stehen (größere Fehler schon bei visueller Kontrolle erkennbar). In diesem Falle können Oberflächenprüfverfahren und volumetrische Verfahren (Röntgen, Ultraschall) angewendet werden.

Während bei volumetrischen Prüfverfahren mehr die Gefügeeigenschaften und weniger die physikalischen Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit, Magnetisierbarkeit etc. für die Auswahl des Verfahrens bestimmend sind, kommt den zuletzt genannten Materialeigenschaften bei den Oberflächenprüfverfahren eine entscheidende Bedeutung zu.

So kann das Farbeindringverfahren als Oberflächenprüfverfahren bei nahezu allen technisch wichtigen Werkstoffen eingesetzt werden. Dagegen sind die elektrischen (Potentialsonden-) und Wirbelstromverfahren in ihrem Einsatz auf elektrisch leitende Werkstoffe, das Magnetpulververfahren sogar auf magnetisierbare Werkstoffe beschränkt.

Fehler, die nicht zu tief unter der Werkstückoberfläche liegen, können u. U. noch mit elektrischen-, Wirbelstrom- und Magnetpulververfahren nachgewiesen werden. Sicherer ist hier aber schon die Anwendung von volumetrischen Prüfverfahren. Diese - die US-Prüfung und die Durchstrahlungsprüfung - sind es, die bei tiefliegenden Fehlern ausschließlich angewendet werden.

Diesen Kriterien zufolge sollten deshalb am vorliegenden Prüfobjekt die folgenden Prüfverfahren demonstriert werden:

Das Durchstrahlungsverfahren kann hier aus Gründen des Strahlenschutzes nicht demonstriert werden, jedoch sollen zum Abschluss die mit den o. g. Verfahren ermittelten Befunde mit Röntgenaufnahmen des Prüfobjektes verglichen werden.

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8.3 Durchführung der Ultraschallprüfung

Zur US-Prüfung werden hier, da die Prüftechnik stets an die besonderen Gegebenheit des Prüfobjekts anzupassen ist, noch einige Daten gegeben.

Verwendete Prüfköpfe:
Normalprüfkopf, zur Auffindung von flächigen und voluminösen Fehlern, deren Trennflächen ganz oder teilweise parallel zur Prüfstückoberfläche verlaufen und zur Messung der Werkstückdicke.
Winkelprüfkopf mit einem Schalleintrittswinkel von 45°(Flankenwinkel der Schweißnaht), zur Auffindung von voluminösen Fehlern im Schweißgut und von flächigen Fehlern an den Schweißnahtflanken.

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Normen

DIN EN 444 Grundlagen für die Durchstrahlungsprüfung von metallischen Werkstoffen
mit Röntgen- und Gammastrahlen
DIN EN 571 Eindringprüfung
DIN EN 583 Ultraschallprüfung
DIN EN 13 068 Radioskopische Prüfung
DIN EN ISO 9934 Magnetpulverprüfung

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