(WT3-10) – Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

 

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung – Grundlagen

 

Der Vorteil der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung besteht darin, dass die geprüften Werkstücke vollständig unbeeinträchtigt wieder in die Fertigung übernommen und verwendet werden können.  In der obigen Abbildung wir ein Behälterboden durch einen Prüfer mit Hilfe eines Ultraschallmessgerätes untersucht. 

 

Messgrößen

Gab es in der Vergangenheit anfangs lediglich zerstörungsfreie Prüfverfahren wie das Magnetpulverfahren oder die Röntgendurchstrahlung, so haben sich bis heute viele weitere zerstörungsfreie Prüfverfahren behauptet.

Hier zu zählen Verfahren die auf

• elektrischen,
• magnetischen oder
• akustischen

Messgrößen basieren.

Auch radioaktive Isotope werden genutzt, um mit Gammastrahlen Rückschlüsse auf ein Werkstoffverhalten zu ziehen. 

 

Anders als bei den mechanischen Prüfverfahren, bei denen die Messung von Festigkeit, Härte oder Zusammensetzung (Gefüge) im Vordergrund stehen, untersuchen zerstörungsfreie Prüfverfahren das Verhalten von Werkstoffen gegenüber physikalischen Einflüssen. Nach der Prüfung können je nach Verfahren Aussagen zum Werkstoffzustand und möglichen Materialfehlern getroffen werden. 

 

Messmethoden – Verfahren

Eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung kann grob in zwei Verfahrensarten unterschieden werden. 

• Sichtprüfung
• Durchstrahlungsprüfung

 

Sichtprüfung

Die Sichtprüfung stellt eine sehr einfache zerstörungsfreie Werkstoffprüfung dar. Wie der Name es bereits verrät, sichtet der Prüfer das Werkstück oder Bauteil mit bloßen Auge oder unter zur Hilfenahme mit einem Lichtmikroskop.

 

 

 

 

Durchstrahlungsprüfung

Die Durchstrahlungsprüfung ist im Gegensatz zur Sichtprüfung schon wesentlich aussagekräftiger. Hier wird das Werkstück durchstrahlt und anhand von Absorptionsverhalten oder Reflexionvermögen des Untersuchungsbereiches Aussagen über Fehler, Inhomogenitäten usw. getroffen. Nach der Durchführung liegt zumeist ein vollständiges Bild über die Zusammensetzung des Bauteilinneren vor.

Diese Auskunft ließe sich ansonsten nur durch eine Bauteilauftrennung (Schnitt) erhalten. Die Durchstrahlungsprüfung bewahrt uns vor diesem irreversiblen Schritt. 

Zumeist wird hier ein Prüfkopf verwendet wie in der nächsten Abbildung dargestellt.

 

 

Untersuchungszwecke der zerstörungsfreien Prüfverfahren

Die zerstörungsfreien Prüfverfahren untersuchen folgende Werkstoffeigenschaften

1. Fehler
2. Zusammensetzung
3. Geometrie
4. Werkstoffzustand

 

Fehler

“Hier wird vorrangig nach Fehlern in der Randschicht eines Werkstoffes oder dem gesamten Querschnitt gesucht.”

Zu den typischen Werkstofffehlern zählen

• Poren,
• Lunker,
• Einschlüsse oder
• Fehlerbereiche (Bindefehler) bei Schweißnähten oder Lötnähten. 

 

Zusammensetzung

“Hier bringt man über eine Prüfung in Erfahrung wie der Werkstoff zusammengesetzt ist und wie dessen Struktur aussieht.”

Die möglichen Untersuchungspunkte sind

• Chemische Zusammensetzung des Werkstoffes,
• Legierungselemente (Anzahl, Gehalte),
• Homogenität oder Inhomogenität sowie
• Struktur des Werkstoffgefüges (kubisch, hexagonal, tetragonale, usw.)

 

Geometrie

“Diese Messgröße gibt uns Auskunft über die Lage oder Größe eines Bauteils.”

Hier untersucht man

• Länge
• Breite
• Dicke

eines Werkstücks. 

 

Werkstoffzustand

“Anders als bei den anderen oben genannten Messgrößen werden hier auch Größen gemessen, die vorrangig in der mechanischen Werkstoffprüfung ermittelt werden.” 

Messgrößen die Auskunft über den Werkstoffzustand geben sind

• Härte (indirekt) oder
• Eigenspannung.

 

 

In den nachfolgenden Kursabschnitten stellen wir dir die relevanten Verfahren nacheinander vor und du erlernst, dass man zur Fehlersuche in Werkstoffen bzw. Bauteilen physikalische Werkstoffeigenschaften wie das Absorptionsverhalten von Strahlung (Röntgen, Gamma) oder das Reflexionsverhalten von Ultraschallwellen sowie den Magnetismus nutzen kann. 

 

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