Qualitätskontrolle und Werkstoffprüfung: von der Sichtkontrolle bis zum Röntgen
So findet man Fehler, die man mit bloßem Auge nicht sehen kann
Einleitung
Ein Werkstück, das von außen fehlerfrei aussieht, kann durchaus einen verborgenen Fehler im Innern des Materials haben. Deshalb ist Qualitätskontrolle mehr als Hinschauen und Messen. Das Fach nutzt eine Reihe von Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP), bei denen das Werkstück getestet wird, ohne dabei zerstört zu werden.
Sichtkontrolle — der erste Schritt
Alles beginnt mit einer gründlichen visuellen Inspektion: Gibt es sichtbare Risse, raue Oberflächen, Fehlfüllungen oder andere Anzeichen für Probleme? Die visuelle Kontrolle ist schnell und billig, aber sie findet nur die Fehler, die sichtbar an der Oberfläche sitzen.
Eindringprüfung (penetrant testing)
Bei der Farbeindringprüfung wird eine gefärbte oder fluoreszierende Flüssigkeit auf die Oberfläche des Werkstücks aufgetragen. Die Flüssigkeit dringt durch Kapillarwirkung selbst in sehr feine Risse ein. Nach Reinigung und Entwicklung werden die Risse als deutliche Markierungen sichtbar. Das Verfahren wird vor allem bei nicht porösen Werkstoffen wie Metall eingesetzt und setzt voraus, dass die Oberfläche sauber und trocken ist.
Magnetpulverprüfung
Bei ferromagnetischen Werkstoffen — wie Gusseisen und vielen Stahllegierungen — kann man ein Magnetfeld im Werkstück erzeugen und magnetisches Pulver auf die Oberfläche streuen. Das Pulver sammelt sich dort, wo das Magnetfeld durch einen Riss gestört wird, und macht so Oberflächenfehler und Fehler direkt unter der Oberfläche als deutliche Anzeigen sichtbar.
Ultraschall und Röntgen — ins Material hineinschauen
| Methode | So funktioniert sie |
|---|---|
| Ultraschall (UT) | Schallwellen werden in das Material gesendet, und die reflektierten Signale dienen dazu, innere Fehler zu finden — einschließlich Tiefe und Größe des Fehlers |
| Röntgen/Radiografie (RT) | Röntgen- oder Gammastrahlung erzeugt ein Bild vom Inneren des Werkstücks und wird u. a. bei Schweißnähten und Gussteilen eingesetzt, wo man durch das gesamte Material hindurchsehen muss |
Zerstörende Prüfung als Ergänzung
Manchmal reicht NDT nicht aus, und ein Werkstück aus demselben Guss wird in einem Zugversuch geopfert, in dem es bis zum Bruch belastet wird. Das ergibt konkrete Werte für Zugfestigkeit und Bruchdehnung, die sich mit den Anforderungen der einschlägigen Werkstoffnorm vergleichen lassen — zum Beispiel DS/EN 1561 oder DS/EN 1563.
Zusammen bilden die verschiedenen Prüfverfahren ein Sicherheitsnetz: Manche finden Oberflächenfehler, andere schauen in das Material hinein, und die zerstörende Prüfung bestätigt die tatsächlichen mechanischen Eigenschaften. Als Gießereitechniker ist es deine Aufgabe zu wissen, welches Verfahren für genau das Werkstück relevant ist, das du vor dir hast.