In diesem Kursabschnitt wenden wir uns dem Thema Eindringverfahren zu. Diese Verfahren nutzt ein Eindringprüfmittel und einen Zwischenreiniger sowie Entwickler zur Fehlersuche.
“Das Eindringverfahren dient als zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Fehlersuche an der Oberfläche von Werkstoffen mit Hilfe von unterschiedlichen Flüssigkeiten.”
Eindringverfahren – Grundlagen
Das Eindringverfahren wird angewandt zur Lokalisierung von oberflächennahen Fehlern, wie Rissen, Poren, Bindefehler, Überlappungen und Falten, die zur hin offen sind. Das Verfahren ist nach EN 571 sowie EN ISO 3452 genormt.
Wir unterscheiden grob das Farbeindringverfahren (auch als Rot-Weiß-Test oder FE-Prüfung bekannt) sowie die fluoreszierende Eindringprüfung
Zu Einsatz kommt eine Flüssigkeit, welche wie es der Name des Verfahrens bereits verrät in die oberflächennahen Fehler eindringt und anschließend mit einem Entwickler (Kontrastmittel) sichtbar gemacht.
Versuch – Bestandteile
Nachfolgend stellen wir dir die drei Bestandteile des Eindringverfahrens nacheinander vor:
- Eindringprüfmittel
- Zwischenreiniger
- Entwickler
Eindringprüfmitteln
Hier unterscheiden wir grundsätzlich drei Ausprägungen von Typen:
- Typ 1: Fluoreszierende Eindringprüfmittel
- Typ 2: Farbeindringprüfmittel
- Typ 3: Fluoreszierende Farbeindringprüfmittel
In einigen Fällen spricht man anstelle von Eindringmittel von Penetriermitteln.
Zwischenreiniger
Hier unterscheiden wir grundsätzlich fünf Ausprägungen von Verfahren:
- Verfahren A: Wasser
- Verfahren B: Lipophiler (fettlöslicher) Emulgator
- Verfahren C: Lösemittel (flüssig) halogenhaltig oder nicht halogenhaltig
- Verfahren D: Hydrophiler (wasserlöslicher) Emulgator
- Verfahren E: Wasser und Lösemittel
Entwickler
In dieser Gruppe unterscheiden wir 6 unterschiedliche Arten von Entwicklern:
- Art a: Trockenentwickler
- Art b: Nassentwickler auf Wasserbasis mit Wasserlöslichkeit
- Art c: Nassentwickler auf Wasserbasis als Suspension
- Art d: Nassentwickler als Lösungsmittel für Eindringprüfmittel des Typs 1
- Art e: Nassentwickler als Lösungsmittel für Eindringprüfmittel des Typs 2 und Typ 3.
- Art f: Abziehbare Entwickler
Wie du siehst kannst du die drei Bestandteile miteinander unterschiedlich kombinieren. Aus dieser Kombinierbarkeit ergeben sich bei genauem Hinschauen auch unterschiedliche Verfahren, obwohl die grundlegende Vorgehensweise bei dieser Prüfung weitestgehend gleich bleibt.
Aus diesem Grund sollten bei einer Durchführung und anschließenden Auswertung immer auch Typ, Verfahren und Art notiert werden. Dann kann jeder Leser direkt darauf schließen was genau passiert ist.
Paradebeispiel: (II)III E e
Am häufigsten wird das Verfahren ist (II)III E e eingesetzt. Denn es kann für beinahe jeden Anwendungsbereich eingesetzt werden und hat dabei den geringsten Prüfumfang.
Gründe dafür, dass es im Außenbereich und für schnelle Einzelprüfungen genutzt wird. Dem Eindringprüfmitteln dieses Verfahrens ist eine UV aktive bzw. fluoreszierende Substanz beigemischt.
Versuch – Ablauf des Verfahrens
Das gesamte Verfahren läuft in sechs aufeinanderfolgenden Schritten ab.
- Reinigung der Oberfläche des Bauteils
- Auftragen der Flüssigkeit (Eindringmedium)
- Abtragen der überschüssigen Flüssigkeit an der Oberfläche
- Trocknung der gesamten Oberfläche des Bauteils
- Auftragen des Entwicklers (Kontrastmittel)
- Untersuchung & Auswertung der Ergebnisse
Reinigung der Oberfläche
Die meisten Bauteile, die geprüft werden sollen, weisen starke betriebsbedingte (Bauteil in Gebrauch) oder herstellungsbedingte (Bauteil nach Fertigung) oberflächliche Verschmutzungen auf.
Damit dies nicht einen Einfluss auf die Durchführung des Verfahrens hat, wird das Bauteil vor der Prüfung sorgfältig gereinigt.
Die Reinigung kann
- chemisch (Mit einem Lösungsmittel)
- thermisch (Mit einem Heißdampf)
- mechanisch (Mit einer Bürste oder einem Lappen)
erfolgen.
Auftragen der Eindringprüfmittel
Nach der Reinigung der Oberfläche wird das Eindringmittel, eine streng genannte Flüssigkeit, auf die zu prüfende Stelle aufgebracht. Diese Flüssigkeit dringt in vorhandene Risse oder Poren ein. Dieses Eindringen basiert auf dem Kapillareffekt.
Zum Einsatz kommt eines der Eindringprüfmittel Typ I, II oder III. Die Sichtbarkeit wird über Farbpigmente (sichtbar im Tageslicht) oder fluoreszierende Bestandteile (sichtbar unter Ultravioletten Licht) gewährleistet.
Abtragen der überschüssigen Flüssigkeit
Nach einiger Zeit wird das Eindringmittel von der Oberfläche gespült. Dies geschieht mit Wasser oder mit einem kohlenwasserstoffbasierten Reiniger unter Zuhilfenahme fusselfreier Tücher, Pinsel oder mit dem Einsatz von Wasserdüsen.
In eventuell vorhandenen Rissen bleibt das Eindringprüfmittel zurück.
Bei einigen ausgewählten Eindringverfahren muss beim Abtragen des überschüssigen Eindringmittels nachemulgiert werden, um das ölhaltige Eindringmittel zu lösen.
Trocknung der Oberfläche
Die Trocknung ist ein weiterer Schritt, welcher mit großer Sorgfalt erfolgen sollte, damit das Eindringmittel in den Rissen, Poren, etc. verbleibt. Der Trockungsvorgang kann ganz einfach an der Luft oder unter Hinzunahme von einem fusselfreien Tuch oder Druckluft erfolgen.
Auftragen des Entwicklers
Mit dem Auftragen des Entwicklers Art a – e, werden die in den Rissen verbliebenen Eindringprüfmittel mit der Zeit an der Oberfläche sichtbar. Dabei zieht der Entwickler im getrockneten pulverartigen Zustand die Farbpigmente an.
Der Vorgang des Auftragens kann mit einem Pinsel oder mit Hilfe einer Sprühdose sowie einer Lackpistole erfolgen.
Der Entwickler selbst kann als Flüssigkeit oder als Pulver vorliegen.
Entwickler als Flüssigkeit
Die Flüssigkeit ist entweder wasser- oder lösemittelbasiert. Erstere Variante wird zusammen mit dem Bauteil in einem Ofen getrocknet.
Entwickler als Pulver
Als Pulver wird der Entwickler fein aufgetragen oder mit einer elektrostatischen Aufladung aufgestäubt. Die elektrostatische Aufladung erfolgt in einer speziell zur Aufladung ausgelegten geschlossenen Kammer.
Untersuchung & Auswertung
Neben der normalen Untersuchung unter Tageslicht, hat die Betrachtung des Bauteils UV-Licht, den Vorteil, dass hier die Anzeigeempfindlichkeit nochmals erhöht ist. Das Verfahren ist für eine Reihe von Werkstoffen und Werkstücken verwendbar. Eine Magnetisierbarkeit des Prüflings wie beim Magnetpulververfahren ist nicht notwendig.
Dem Betrachter, zumeist in Verbindung mit einem Mikroskop, ist es möglich nun Aussagen hinsichtlich der Ausmaße des Oberflächenfehlers zu treffen. Dies bezieht sich jedoch ausschließlich für die ebene Betrachtung. Eine Aussagen zur Tiefe des Fehler ist nicht möglich.
Anwendungsbereiche
Das Eindringverfahren wird vornehmlich bei eisenhaltigen Bauteilen oder Bauteilen mit NE-Metallen eingesetzt. Jedoch kann das Eindringverfahren nicht bei allen porösen Werkstoffen eingesetzt werden. Anwendung findet dieses Verfahren bei der Prüfung von Schweißnähten, Gussstücken im Schiffbau, Flugzeugbau, Fahrzeugbau, Apparate- und Behälterbau.
Trotzdem ist es mit einem geringem Aufwand selbst in eher unsauberen Prüfumgebungen wie Baustellen einsetzbar. Unter Einwirkung von Fett oder Graphit kann es zu Beeinträchtigungen der Ergebnisse kommen, da sich der Riss zusetzt. Zudem muss das zu prüfende Bauteil grundsätzlich frei von Rost, Zunder und jeglichen Beschichtungen wie Lacken oder Fetten und Ölen sein.
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