Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung - ZfP NDT

Die Durchstrahlungsprüfung (RT) ist ein bildgebendes Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, insbesondere geeignet zum Nachweis von Fehlern im Bauteilvolumen. Detektiert werden können besonders volumenhafte und, wenn in Einstrahlrichtung getroffen, auch flächige Fehler in Bauteilen.
Mit Hilfe eines geeigneten Strahlers (Röntgenröhre, radioaktives Nuklids oder Beschleuniger) wird die Dichte eines Bauteils auf einem Röntgenfilm oder digital (Speicherfolie, Detektor, Tomographie) abgebildet. Es erscheint ein Projektionsbild des Bauteils mit sich unterschiedlich ausbildender Schwärzung aufgrund unterschiedlicher oder abweichender Materialdicken oder -dichten, die auf Fehler in einem Bauteil hindeuten können. 
Durchstrahlungsprüfungen können sowohl in unseren Laboren als auch mobil (unter Berücksichtigung von Strahlenschutzvorgaben) durchgeführt werden. Die einzusetzenden Prüftechniken (Strahlenquelle und Aufnahmeanordnung) richten sich dabei nach Art und Geometrie sowie den aufzufindenden Fehlern im Rahmen der zerstörungsfreien Bauteilprüfung. 

Das Magnetpulverprüfverfahren (MT) oder auch Magnetstreuflussverfahren ist eine Methode zum Nachweis von Fehlstellen in oder nahe der Oberfläche ferromagnetischer Werkstoffe. Es bedient sich der Veränderung des magnetischen Streuflusses an Fehlstellen im Bereich von Oberflächen. 
Für die Prüfung muss die zu prüfende Oberfläche magnetisiert werden. Oberflächennahe Fehlstellen, die quer zu den Feldlinien liegen, erzeugen ein magnetisches Streufeld. Das heißt, die Feldlinien treten auf der einen Seite der Fehlstelle aus dem ferromagnetischen Material aus und auf der anderen Seite wieder ein.
Wird nun Eisenpulver über dieses Streufeld verteilt, sammelt es sich an der Fehlstelle an, weil es durch das magnetische Kraftfeld angezogen wird. Fehlstellen, die parallel zu den Feldlinien verlaufen, erzeugen kein Streufeld und können somit nicht nachgewiesen werden. Unterhalb der Oberfläche können sie bis zu einer gewissen Tiefe lokalisiert werden. Das MT-Verfahren kann mit Eisenpulver und Kontrastfarbe und/oder mit unter UV-Licht fluoreszierenden Magnetpulver durchgeführt werden.

Die Aufgabe der Sichtprüfung ist, visuell auffindbare Defekte oder - allgemein ausgedrückt - Abweichungen von Vorgaben an einem Gegenstand zu erkennen und zu beschreiben. Um diese Aufgabenstellung korrekt und gewissenhaft vornehmen zu können, sind eine Vielzahl von Grundvoraussetzungen zu beachten (z.B. Oberflächenbeschaffenheit, Beleuchtung), um eine Prüfaufgabe anforderungsgerecht durchführen zu können. 
Entsprechend der Prüfaufgabe und bestimmter Prüfmerkmale wird zwischen direkter und indirekter Sichtprüfung (unterbrochener Strahlengang) unterschieden sowie örtlicher (gezielter) und allgemeiner Sichtprüfung (Übersichtsprüfung) - Gegebenenfalls geschieht dies unter Nutzung bestimmter Hilfsmittel wie Spiegel, Lupe, Videoendoskop oder auch Drohnen (z.B. bei visuellen Inspektionen in großen Höhen). Als Prüfmerkmale sind u.a. Gestalt-, Geometrie- und Lageabweichungen sowie herstellungs- und betriebsbedingte Unregelmäßigkeiten für die Art der Sichtprüfung und die entsprechenden Betrachtungsbedingungen und Bewertungsanforderungen entscheidend. 

Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung per Ultraschall (US-Prüfung) ist ein Prüfverfahren, mit dem Bauteile aus schallleitenden Werkstoffen mit Hilfe von Ultraschallwellen. Dabei wird mit Frequenzen gearbeitet, welche sich in einem Bereich von 20 kHz und 1 bis 10 GHz bewegen, also oberhalb des vom menschlichen Gehör wahrnehmbaren Frequenzbereichs liegen. Das Prüfverfahren basiert auf der Laufzeitmessung von Schallwellen, die von einer Ultraschallquelle emittiert und deren Reflexionen von Schallsensoren aufgefangen werden. Fehler, wie Risse, Einschlüsse, Lunker, Trennstellen oder das Auftreten von Grenzflächen, verursachen eine Abweichung des Reflexionsverhaltens der Schallwellen. Durch die Auswertung der Laufzeiten lassen sich Wanddicken, Schichtdicken und Härtetiefen messen sowie die Art und Position von Fehlern erkennen, die von bekannten Sollwerten abweichen. Es sind nur Objekte oder Fehler erkennbar, deren Größe die halbe Wellenlänge des Schalls übersteigt.

Die Wirbelstromprüfung (ET) ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Detektion von Fehlern wie Rissen oder Ungänzen in oder nahe Oberflächen metallischer, elektrisch leitfähiger Werkstoffe. Das Grundprinzip besteht darin, dass mit Hilfe einer mit einem Wechselstrom beaufschlagten Spule magnetische Wechselfelder (Primärfelder) auf der Oberfläche des Prüfstücks erzeugt werden. Dadurch werden im Prüfstück Wirbelströme induziert. Diese Wirbelströme breiten sich ringförmig aus und erzeugen wiederum magnetische Wechselfelder (Sekundärfelder), die den Primärfeldern entgegengerichtet sind. Die Sekundärfelder können an der Oberfläche des Prüfstücks gemessen werden und ermöglichen Rückschlüsse auf Eigenschaften und Zustand.
Da die Technik und die zugehörigen Sensoren an unterschiedliche Prüfaufgaben angepasst werden können, ergibt sich für die Wirbelstromprüfung ein weites Anwendungsfeld.
Im Institut für zerstörungsfreie Materialprüfung setzen wir für Sie das Verfahren der Wirbelstromprüfung u.a. für die zerstörungsfreie Prüfung von Schweißnähten sowie für Bohrlöcher in Zuckerzentrifugen ein.

Mit dem Eindringverfahren (PT) können bei Eisen- und Nichteisenmetallen, vielen Kunststoffen, keramischen Werkstoffen, Glas usw. Oberflächenfehler schnell und ohne großen Aufwand nachgewiesen werden. Voraussetzung für dieses Prüfverfahren ist, dass die Fehler zur Oberfläche hin offen sind und das Material benetzungsfähig ist. Geprüft werden per Eindringungsverfahren beispielsweise Schmiedeteile, Bleche, Schweißnähte und Gussstücke. Anwendung findet diese Methode im Schiffs - und Flugzeugbau, in der Automobilindustrie, im Apparate- und Behälterbau und mehr.
Ein Eindringmittel wird auf die gereinigte Oberfläche gegeben (Sprühen, Tauchen, Streichen) und dringt in Fehlstellen ein. Nach der Zwischenreinigung wird ein Entwickler aufgetragen und „zieht“ die Farbe aus den Fehlern wieder heraus. Die Färbung des Entwicklers lässt auch kleine Fehler erkennen.
Das Eindringverfahren kann mit tageslichtsichtbaren und/oder mit unter UV-Licht fluoreszierenden Penetriermitteln durchgeführt werden. Das charakteristische an der Eindringmethode ist, dass Fehler wie Risse, Poren etc. auch an nicht magnetisierbaren Werkstoffen nachgewiesen und sichtbar gemacht werden können.

Die Schallemissionsprüfung (AT) nutzt den physikalischen Effekt, dass bei plötzlichen Spannungsänderungen im Werkstoff, hochfrequente Schallwellen (akustische Wellen) emittiert werden. Diese liegen außerhalb des menschlichen Hörvermögens. AT–Sensoren, die am zu prüfenden Bauteil angebracht werden, erfassen diese Ultraschallwellen. In einem Schallemissionsmesssystem werden sie in Echtzeit online überwacht und ausgewertet, wodurch kritische Änderungen des Gefüges im Werkstoff frühzeitig erkannt werden können.

Zu den Mechanismen der Schallemission gehören z.B.

• Rissuferreibung
• Rissbildung
• Rissfortschritt
• turbulente Strömungen an Leckagen
• Versetzungsbewegung
• Phasenumwandlung
• Korrosionsprozesse
• Delamination. 

Im Rahmen der industriellen Anwendungen anhand der Aufzeichnung und Analyse von Schallemissionssignalen ist es unser Ziel, die Fertigungsqualität oder den Zustand Ihrer Komponenten und Bauteile zu charakterisieren, bruchkritische Schadenssituationen vor dem ultimativen Versagen anzuzeigen und Bereiche hoher Schallemissionsaktivität bzw. –intensität zu lokalisieren. Darüber hinaus trägt die Schallemissionsüberwachung einen großen Sicherheitsbeitrag bei bestimmten Druck- und Anlagenprüfungen bei. Die AT wird von uns daher oft als begleitendes Prüfverfahren u.a. bei der Abnahme und wiederkehrenden Prüfungen von Druckbehältern oder zur Lebensdauer-/Zustandsüberwachung eingesetzt. 

Die Infrarot-Thermografie hat das Ziel, mit Hilfe berührungsloser Messung von Oberflächentemperaturen zur Feststellung konstruktiver Eigenschaften, zur Beurteilung physikalischer Aspekte, wie Wärmebrücken, und damit auch zur energetischen Beurteilung von Bauteilen zu gelangen.

Dies ist zum Beispiel geeignet für:

• Apparate
• Rohrleitungen
• elektrische Schaltanlagen
• Gebäude
• Bestandsaufnahme
• Zustandsanalyse 
• Sanierungsplanung
• Überprüfung von durchgeführten Arbeiten möglich.

Überall, wo Temperaturunterschiede herrschen, lassen sich Probleme durch thermografische Aufgabenstellungen sinnvoll beschreiben. Denn Defekte oder Fehlstellen bewirken häufig eine Störung der Wärmeabstrahlung und Ausbreitung. Vorwiegend im industriellen Bereich zur Unterstützung von Instandhaltungsaufgaben kommt unsere Gerätetechnik zum Einsatz.

Anwendungsfelder sind:

• Inspektion von Kontaktstellen in elektrischen Schaltanlagen sowohl im Niederspannungs- als auch im Hochspannungsbereich
• Kontrolle des Ausmauerungszustandes von Reaktoren und Industrieöfen
• Ermittlung unzulässiger Ablagerungen in Abluftschornsteinen und Rohrleitungen
• Kontrolle der Güte von Isolierungen.

Besonders hervorzuheben ist, dass unsere Technik in der Lage ist, in unterschiedlichsten atmosphärischen Medien oder Gasen zuverlässige Ergebnisse zu liefern. 

Die Endoskopie zählt zu den Hauptverfahren der ZfP-Werkstoffprüfung. Durch die heute als Videoskopie bezeichnete Prüfung lassen sich viele schwer zugängliche Apparate und Rohrleitungen befahren. Für die Befahrung von Rohrleitungen und Behältern stehen uns verschiedenste Techniken zur Verfügung: von Behälterkameras mit Zoomobjektiv, über Rohrkameras bis hin zu Videoskopen bzw. Glasfaserendoskopen. Modernste Dokumentationstechnik ermöglicht dem Kunden die durchgeführten Prüfungen im Nachhinein nachzuvollziehen. Typische Anwendungsfelder sind die Innenbesichtigung zur Prüfung und Zustandsüberwachung von innen sowie das Lokalisieren von Fremdkörpern.