Was ist zerstörungsfreie Prüfung?
Zerstörungsfreie Prüfverfahren sind eine effektive Methode, mit der Prüfer Daten erfassen können, ohne das Produkt zu beschädigen. Sie dienen der Untersuchung von Objekten auf Defekte und Verschleißerscheinungen, ohne dass das Produkt demontiert oder zerstört werden muss.
Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) und zerstörungsfreie Inspektion (ZSI) sind synonyme Begriffe und bezeichnen Prüfverfahren, die das Objekt nicht beschädigen. ZfP steht also für zerstörungsfreie Prüfung, während ZSI für Gut/Schlecht-Prüfungen eingesetzt wird.
In manchen Fällen können die Begriffe zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) und zerstörungsfreie Inspektion (ZSI) synonym verwendet werden, da beide die Prüfung von Objekten ohne Beschädigung bezeichnen. ZfP steht also für zerstörungsfreie Prüfung, während ZSI für Gut/Schlecht-Prüfungen eingesetzt wird. Da dieser Abschnitt auch ZfP-Verfahren im Rahmen der zerstörungsfreien Inspektion behandelt, empfiehlt es sich, je nach Anwendung und Zweck zwischen den beiden Begriffen zu unterscheiden.
Die beiden häufigsten Anwendungsbereiche der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) sind:
Qualitätsprüfung: Überprüfung von Mängeln an gefertigten Produkten und Bauteilen. Zum Beispiel zur Inspektion von Gussschrumpfung, Schweißfehlern usw.
Lebensdauerbewertung: Bestätigung des sicheren Betriebs des Produkts. Kann zur Überprüfung auf Anomalien bei der Langzeitnutzung von Bauwerken und Infrastrukturen verwendet werden.
Vorteile der zerstörungsfreien Prüfung
Zerstörungsfreie Prüfverfahren bieten sichere und effektive Möglichkeiten zur Untersuchung von Objekten, wie folgt.
Hohe Genauigkeit, einfache Erkennung von Fehlern, die von der Oberfläche aus nicht sichtbar sind.
Keine Beschädigung der Gegenstände, alle Objekte können besichtigt werden.
Erhöhung der Produktzuverlässigkeit
Rechtzeitige Reparatur oder Austausch feststellen
Die zerstörungsfreie Prüfung ist deshalb besonders genau und effektiv, weil sie innere Defekte eines Objekts erkennen kann, ohne es zu beschädigen. Dieses Verfahren ähnelt der Röntgenprüfung, die Bruchstellen sichtbar macht, die von außen schwer zu erkennen sind.
Zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) eignen sich zur Produktprüfung vor dem Versand, da sie das Produkt weder verunreinigen noch beschädigen. Dies trägt zu einer besseren Qualitätskontrolle aller geprüften Produkte bei und erhöht somit die Produktzuverlässigkeit. In manchen Fällen sind jedoch mehrere Vorbereitungsschritte erforderlich, die mitunter kostspielig sein können.
Gängige zerstörungsfreie Prüfverfahren
Bei der zerstörungsfreien Prüfung werden verschiedene Verfahren eingesetzt, die je nach Art der zu untersuchenden Defekte oder Materialien unterschiedliche Grade aufweisen.
Radiografische Prüfung (RT)
Zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) eignen sich zur Warenprüfung vor dem Versand, da sie das Produkt weder verunreinigen noch beschädigen. Dies trägt zu einer besseren Qualitätskontrolle aller geprüften Produkte und damit zu einer höheren Produktzuverlässigkeit bei. In manchen Fällen sind jedoch mehrere Vorbereitungsschritte erforderlich, die relativ kostspielig sein können. Die radiografische Prüfung (RT) nutzt Röntgen- und Gammastrahlen zur Untersuchung von Objekten. RT erkennt Defekte anhand von Unterschieden in der Bilddicke unter verschiedenen Blickwinkeln. Die Computertomografie (CT) ist ein industrielles ZfP-Bildgebungsverfahren, das Querschnitts- und 3D-Bilder von Objekten während der Prüfung liefert. Dies ermöglicht die detaillierte Analyse innerer Defekte oder der Materialdicke. Sie eignet sich zur Dickenmessung von Stahlplatten und zur Untersuchung des Gebäudeinneren. Vor der Inbetriebnahme des Systems sind bestimmte Aspekte zu beachten: Im Umgang mit Strahlung ist äußerste Vorsicht geboten. RT wird zur internen Analyse von Lithium-Ionen-Akkus und elektronischen Leiterplatten eingesetzt. Es kann auch zur Erkennung von Defekten an Rohrleitungen und Schweißnähten in Kraftwerken, Fabriken und anderen Gebäuden verwendet werden.
Ultraschallprüfung (UT)
Die Ultraschallprüfung (UT) nutzt Ultraschallwellen zur Objekterkennung. Durch Messung der Schallreflexion an der Materialoberfläche kann die UT den inneren Zustand von Objekten ermitteln. UT wird in vielen Branchen als zerstörungsfreies Prüfverfahren eingesetzt, da es die Materialien nicht beschädigt. Es dient der Erkennung innerer Defekte in Produkten und in homogenen Materialien wie Walzcoils. UT-Systeme sind sicher und einfach zu bedienen, stoßen jedoch bei unregelmäßig geformten Materialien an ihre Grenzen. Sie werden zur Erkennung innerer Defekte in Produkten und zur Prüfung homogener Materialien wie Walzcoils eingesetzt.
Wirbelstromprüfung (elektromagnetische Prüfung)
Bei der Wirbelstromprüfung wird eine Spule mit Wechselstrom nahe der Oberfläche eines Objekts platziert. Der Strom in der Spule erzeugt, dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion folgend, einen rotierenden Wirbelstrom nahe der Oberfläche. Dadurch lassen sich Oberflächenfehler wie Risse erkennen. Die Wirbelstromprüfung ist eines der gängigsten zerstörungsfreien Prüfverfahren und erfordert keine Vor- oder Nachbearbeitung. Sie eignet sich hervorragend für Dickenmessungen, Gebäudeinspektionen und weitere Anwendungsbereiche und wird häufig in Produktionsbetrieben eingesetzt. Allerdings kann die Wirbelstromprüfung nur leitfähige Materialien prüfen.
Magnetpulverprüfung (MT)
Die Magnetpulverprüfung (MT) dient der Erkennung von Defekten direkt unter der Materialoberfläche in einer Prüflösung mit Magnetpulver. Dabei wird ein elektrischer Strom an das Prüfobjekt angelegt, der die Verteilung des Magnetpulvers auf der Oberfläche verändert. Trifft der Strom auf einen Defekt, erzeugt er an dessen Stelle ein Streufeld.
Es dient zur Erkennung flacher/feiner Risse in einer Oberfläche und ist für Flugzeug-, Automobil- und Eisenbahnteile erhältlich.
Penetrationstest (PT)
Die Eindringprüfung (PT) ist ein Verfahren, bei dem ein Eindringmittel mittels Kapillarwirkung in das Innere eines Defekts eindringt. Nach der Bearbeitung wird das oberflächliche Eindringmittel entfernt. Das in das Innere des Defekts eingedrungene Eindringmittel kann nicht abgewaschen werden und verbleibt dort. Durch Zugabe eines Entwicklers wird der Defekt sichtbar. Die Eindringprüfung eignet sich ausschließlich zur Prüfung von Oberflächenfehlern, da sie einen längeren Bearbeitungsaufwand und mehr Zeit erfordert. Sie ist nicht für die Prüfung des Inneren geeignet. Anwendungsgebiete sind beispielsweise Turbinenschaufeln von Strahltriebwerken und Automobilbauteile.
Andere Methoden
Das Hammerschlagprüfsystem wird üblicherweise von Bedienern eingesetzt, die den inneren Zustand eines Objekts durch Anschlagen und anschließendes Abhören des entstehenden Klangs prüfen. Dieses Verfahren basiert auf dem gleichen Prinzip, bei dem eine intakte Teetasse beim Anschlagen einen klaren, eine zerbrochene hingegen einen dumpfen Klang erzeugt. Es wird auch zur Prüfung von losen Schrauben, Eisenbahnachsen und Außenwänden verwendet. Die Sichtprüfung ist eine der einfachsten und gebräuchlichsten zerstörungsfreien Prüfmethoden, bei der das Personal das äußere Erscheinungsbild des Objekts visuell beurteilt. Zerstörungsfreie Prüfverfahren bieten Vorteile in der Qualitätskontrolle von Gussteilen, Schmiedeteilen, Walzprodukten, Rohrleitungen, Schweißprozessen usw. und verbessern dadurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit industrieller Anlagen. Sie werden auch zur Instandhaltung von Verkehrsinfrastruktur wie Brücken, Tunneln, Eisenbahnrädern und -achsen, Flugzeugen, Schiffen und Fahrzeugen sowie zur Inspektion von Turbinen, Rohrleitungen und Wassertanks in Kraftwerken und anderer Infrastruktur des täglichen Lebens eingesetzt. Darüber hinaus gewinnt die Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren in nicht-industriellen Bereichen wie der Prüfung von Kulturgütern, Kunstwerken, der Obstklassifizierung und der Thermografie zunehmend an Bedeutung.
Veröffentlichungsdatum: 08.06.2023
