web.general.Suche vor Ort
In der heutigen industriellen Welt spielen Produktqualität, Sicherheitsstandards und Effizienz der Produktionsprozesse eine bedeutendere Rolle denn je. Die Integrität jeder einzelnen Komponente oder Struktur – sei es in risikoreichen Bereichen wie der Luftfahrt oder in groß angelegten Produktionsfeldern wie der Automobil- oder Energiebranche – ist nicht nur aus wirtschaftlicher, sondern auch aus menschlicher Sicht von kritischer Bedeutung. An genau diesem Punkt treten zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP, international bekannt als NDT – Non-Destructive Testing) als eines der wertvollsten Werkzeuge in Erscheinung.
In diesem Inhalt behandeln wir ausführlich verschiedene Themen – von der Definition der zerstörungsfreien Prüfung über ihre Geschichte bis hin zu den eingesetzten Verfahren und den Fachkräften, die in diesem Bereich arbeiten. Unser Ziel ist es nicht nur, Wissen zu vermitteln, sondern den Leser auch auf eine echte Reise in die Welt dieser wichtigen Testmethoden mitzunehmen.
Genau deshalb sind wir als Hersteller dazu verpflichtet, unsere Produkte einer Vielzahl detaillierter Prüfungen zu unterziehen. Die am häufigsten verwendeten dieser Prüfungen werden unter dem Begriff "Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung" zusammengefasst.
Denn Sicherheit, Qualität und Ingenieurskunst beginnen mit zerstörungsfreier Prüfung.
Bist du bereit? Dann fangen wir an...
Hinter vielen Produkten, die wir im Alltag verwenden, steht ein oft unsichtbarer, aber lebenswichtiger Kontrollprozess: die zerstörungsfreie Prüfung, international bekannt als Non-Destructive Testing (NDT). Aber was genau bedeutet dieser Begriff?
Zerstörungsfreie Prüfung ist ein Sammelbegriff für Prüfverfahren, bei denen Materialien, Bauteile oder Strukturen auf Fehler untersucht werden, ohne deren physikalische Integrität zu beeinträchtigen oder sie zu beschädigen.
ZfP ist ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Qualitätskontrollprozesse – nicht nur als letzter Schritt der Produktion, sondern als kritisches Bindeglied innerhalb des gesamten Fertigungsprozesses. Ziel dieser Verfahren ist es, mögliche Fehler, Risse oder metallurgische Veränderungen auf oder innerhalb eines Materials zu identifizieren – und das, ohne dem Prüfling Schaden zuzufügen.
Diese Prüfungen können entweder stichprobenartig oder zu 100 % während der laufenden Produktion durchgeführt werden, um die Einhaltung von Qualitätskriterien für jedes einzelne Produkt sicherzustellen. Dank technologischer Fortschritte ist ZfP heute nicht nur während der Herstellung, sondern auch im laufenden Betrieb einsetzbar. So lassen sich beispielsweise in einer in Betrieb befindlichen Rohrleitung oder einem aktiven Motorblock potenzielle Schadstellen im Voraus erkennen.
Die Effektivität dieser Methoden hängt jedoch nicht nur von der verwendeten Technologie ab, sondern auch vom Wissen und der Erfahrung des Prüfpersonals. Um verlässliche Ergebnisse zu erzielen, ist ein tiefes Verständnis der Materialeigenschaften, der Produktionsbedingungen und des Einsatzzwecks erforderlich. Die Prüfer müssen nicht nur die Resultate interpretieren, sondern auch effektiv und schnell mit den Produktionsteams kommunizieren können, um zur Prozesssicherheit beizutragen.
ZfP ist nicht nur dazu da, fehlerhafte Produkte auszusortieren – sie dient ebenso der Dokumentation qualitativ hochwertiger Fertigung. Sie ist der Garant für zuverlässige, langlebige und sichere Produkte. Auch wenn unterschiedliche physikalische Prinzipien zum Einsatz kommen, haben alle ZfP-Verfahren dasselbe Ziel: Qualität sichtbar machen,
Risiko minimieren.
Zerstörungsfreie Prüfung ist keineswegs eine ausschließlich moderne Technologie. Ihre Ursprünge reichen bis in die frühesten Zeiten zurück, in denen Menschen begannen, Qualität und Sicherheit zu hinterfragen. Zwar verfügte man damals nicht über die heutigen Technologien, aber einfache visuelle und akustische Kontrollen bildeten bereits das Fundament dessen, was wir heute unter ZfP verstehen.
Historischen Quellen zufolge wurden Keramik- und Metallprodukte in alten Zivilisationen visuell überprüft oder mit einem Hammer angeschlagen, um anhand des Klangs innere Risse oder Hohlräume zu erahnen. Diese einfachen, intuitiven Methoden gelten heute als Urformen der "Visuellen Inspektion" und der "Klangprüfung".
Systematische Kontrolle mit der Industriellen Revolution (18.–19. Jahrhundert)
Mit der Industriellen Revolution gegen Ende des 18. Jahrhunderts begann die Ära der Massenproduktion. Dadurch gewann Qualitätskontrolle enorm an Bedeutung, denn ein Fehler in einem von tausenden identischen Teilen konnte katastrophale Folgen haben.
In dieser Zeit begannen Hersteller, einfache Dichtigkeitsprüfungen mit farbigen Flüssigkeiten einzusetzen, um Oberflächenfehler aufzudecken – erste Vorläufer heutiger Verfahren wie der Farbeindringprüfung.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wandelte sich ZfP – auch durch wissenschaftlichen Fortschritt – von einer rein beobachtenden Tätigkeit zu einem methodischen Prüfverfahren, das auf physikalischen Prinzipien basiert.
• 1895 entdeckte Wilhelm Röntgen die Röntgenstrahlen – der Grundstein für die heutige radiografische Prüfung.
• In den 1920er-Jahren entwickelte sich durch die Entdeckung der Ultraschalltechnologie die Ultraschallprüfung, bei der Schallwellen zur Durchleuchtung innerer Strukturen verwendet werden.
• Magnetfelder kamen zum Einsatz, um oberflächennahe Fehler durch Magnetpulverprüfung sichtbar zu machen.
Heute ist die zerstörungsfreie Prüfung dank KI-gestützter Bildanalysen, robotergestützter Prüfsysteme, digitaler Radiografie und Phased-Array-Ultraschalltechnologien präziser, schneller und umfassender als je zuvor.
Da inzwischen nahezu jede Branche eigene Qualitätsnormen etabliert hat, ist ZfP nicht mehr nur ein bevorzugtes Prüfmittel – sie ist zu einer unumgänglichen Pflicht geworden.
Vorteile der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP / NDT)
Das Schlüsselwort hier ist „zerstörungsfrei“ – denn nach diesen Prüfverfahren kann das geprüfte Bauteil weiterhin genutzt werden. Das ist sowohl wirtschaftlich als auch ingenieurtechnisch ein enormer Vorteil.
• Wie stabil ist eine Schweißnaht?
• Gibt es im Inneren eines Stahlrohrs unsichtbare Risse?
• Können mikroskopisch kleine Ermüdungsspuren an einem Flugzeugflügel rechtzeitig erkannt werden?
All diese Fragen lassen sich mit zerstörungsfreien Prüfungen beantworten. Durch diese Verfahren können Fehler im Herstellungsprozess frühzeitig erkannt werden, fehlerhafte Produkte vom Einsatz ausgeschlossen werden und potenziell lebensgefährliche Situationen bereits im Keim erstickt werden.
ZfP ist dabei nicht nur eine technische Kontrolle, sondern ein integraler Bestandteil internationaler Qualitäts- und Sicherheitsstandards. Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Kernenergie, Petrochemie, Schiffsbau, Automobilindustrie und viele mehr können ohne NDT weder produzieren noch Produkte in Betrieb nehmen.
Was gewinnt man durch zerstörungsfreie Prüfung?
• Kein wirtschaftlicher Verlust, da Teile unbeschädigt bleiben.
• Früherkennung von Fehlern im Produktionsprozess.
• Schutz von Leben und Sachwerten wird gewährleistet.
• Minimierung von Rückrufen, Ausfällen und Unfällen.
• Dokumentation der Einhaltung von Qualitätsstandards.
Kurz gesagt: ZfP ist mehr als ein Test. Sie ist der Grundpfeiler von Sicherheit, Qualität und Nachhaltigkeit in der Industrie – und mittlerweile unverzichtbar in modernen Fertigungssystemen.
ZfP umfasst nicht nur eine Methode, sondern viele Verfahren, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien basieren. Manche Verfahren erkennen Oberflächenfehler (z. B. Penetrantprüfung), andere dringen tief in das Material ein, um innere Risse oder Hohlräume aufzuspüren (z. B. Ultraschallprüfung).
Es ist die „Kunst, das Unsichtbare sichtbar zu machen“.
Nachfolgend finden Sie die meistverwendeten Verfahren in der Industrie, einschließlich ihrer Beschreibung und Anwendungsbereiche:
Die visuelle Prüfung ist die einfachste, schnellste und am weitesten verbreitete ZfP-Methode. Sie mag simpel erscheinen, doch bei korrekter Durchführung bildet sie das Rückgrat der Qualitätskontrolle und dient in vielen Industrien als erste Bewertungsstufe.
Was ist visuelle Prüfung?
Bei der visuellen Prüfung wird ein Material, eine Schweißnaht oder ein Teil mit bloßem Auge oder einfachen Hilfsmitteln kontrolliert. Dabei handelt es sich nicht nur um „anschauen“, sondern um sorgfältiges „sehen“, erfahrungsbasiertes „interpretieren“ und fachliches „bewerten“.
Die Prüfung erfolgt meist mit bloßem Auge, kann aber mit Lupe, Endoskop, Boreskop, faseroptischen Geräten, Digitalkameras oder Bildverarbeitungssystemen unterstützt werden.
Zielsetzung der VT
Ziel der visuellen Prüfung ist es, Oberflächen-Mängel wie
• Risse
• Schweißfehler
• Poren, Kerben, Überlauf, Spritzer, Rost, Korrosion
• Formabweichungen
• Maßtoleranzen
zu erkennen. Zusätzlich lässt sich beispielsweise feststellen, ob ein Teil fertig bearbeitet ist, Normen entspricht oder vor dem Beschichten/Beschichten die Oberfläche ausreichend vorbereitet wurde.
Anwendungsbereiche
• Kontrolle von Schweißnähten in Schweisskonstruktionen
• Inspektion von Druckbehältern, Rohrleitungen, Kesseln auf Oberflächen-Deformationen
• Erkennung von Oberflächenfehlern bei Guss-, Schmiede- und Zerspanungsprodukten
• Erstinspektion bei Schäden an Flugzeug- oder Schiffsrümpfen durch äußere Einflüsse
Vorteile
• Schnell, praktisch und kostengünstig
• Zuverlässig bei geschultem Personal
• Erste Filtermethode vor dem Einsatz aufwändigerer Verfahren
• Material bleibt unbeschädigt
• Dokumentation möglich durch digitale Aufzeichnung
Beachtenswert
Trotz der Einfachheit hängt die Zuverlässigkeit stark vom Fachwissen und der Aufmerksamkeit des Prüfers ab. Schwaches Licht, verschmutzte Oberflächen oder unerfahrene Prüfer können kritische Mängel übersehen. Daher sollte das Personal VT zertifiziert sein und über Kenntnisse in technischer Zeichnung und Materialkunde verfügen.
Moderne Entwicklung
Heute wird die visuelle Prüfung durch KI-gestützte Bildverarbeitungssysteme, robotische Kameras und automatische Scanner erheblich präzisiert. Besonders im laufenden Betrieb sind automatische visuelle Prüfsysteme (AVT) zur kontinuierlichen Qualitätskontrolle weit verbreitet.
Die Penetrantprüfung ist eine der einfachsten, häufigsten und effektivsten Methoden der ZfP, besonders bei reklamierten Oberflächenrissen in nicht-ferromagnetischen Materialien. Sie nutzt eine natürliche Eigenschaft: Kapillarwirkung.
Was ist PT?
Bei der Penetrantprüfung wird ein farbiger oder fluoreszierender Flüssigkeitsfilm auf die Oberfläche aufgetragen. Diese verwandten Flüssigkeiten dringen in feinste Risse, Poren oder offene Fehlstellen ein, und treten später wieder an die Oberfläche aus, was Mängel sichtbar macht.
PT kann auf Metall, aber auch auf Kunststoff, Glas, Keramik oder Verbundwerkstoffen angewendet werden.
Ablauf der Penetrantprüfung
1. Reinigung
Vor der Prüfung werden Öl, Schmutz, Farbe, Rost etc. entfernt, um das Eindringen der Penetrantflüssigkeit nicht zu behindern.
2. Aufbringen der Penetrantflüssigkeit
Die gesäuberte Oberfläche wird mit einem roten oder fluoreszierenden Penetrant behandelt und meist 10–20 Minuten penetriert („Penetrationszeit“).
3. Entfernung überschüssiger Flüssigkeit
Die verbleibende Penetrantflüssigkeit auf der Oberfläche wird gereinigt – Rissflüssigkeit bleibt zurück.
4. Aufbringen des Entwicklers
Ein Entwickler (weißes Feinpulver) wird aufgebracht, um die Flüssigkeit aus den Rissen zu ziehen („umgekehrte Kapillarwirkung“).
5. Inspektion und Interpretation
Unter Normallicht oder UV Licht werden die sichtbar gewordenen Fehlstellen begutachtet, deren Größe, Form und Lage ausgewertet und ggf. dokumentiert.
6. Abschlussreinigung
Zum Schluss erfolgt ein zweiter Reinigungsdurchgang, um Rückstände zu entfernen.
Penaltyarten
a) Sichtbare Penetranten – rote Fluide, sichtbar mit weißem Entwickler.
b) Fluoreszierende Penetranten – zeigen unter UV Licht deutlich an feine Risse.
c) Hybride Penetranten – kombinieren Sichtbarkeit und Fluoreszenz.
Methoden zur Entferung überschüssigen Penetranten
• Wasserabspülung
• Lösemittel
• Emulsionsbasiert (lipophil oder hydrophil)
Vorteile
• Einfache, schnelle und kostengünstige Anwendung
• Sehr effektiv für Oberflächenrisse in nicht ferromagnetischen Metallen (z. B. Edelstahl, Aluminium)
• Auch für Nichtmetalle geeignet
• Automatisierbar
• Klare visuelle Ergebnisse
Nachteile
• Erkennt nur offene Oberflächenfehler
• Nicht geeignet für grobe oder poröse Oberflächen
• Ergebnis kann durch schlechte Reinigung verfälscht werden
• Relativ geringe Tiefe, deshalb ggf. ergänzende Methoden nötig
• Umweltschutz- und Gesundheitsaspekte beachten (chemische Flüssigkeiten)
Anwendungsbereiche
• Luft- und Raumfahrtindustrie
• Automobilherstellung
• Rohr und Kesselproduktion
• Guss- und Schweißindustrie
• Edelstahlgeräte in Lebensmittel-, Pharma- und Petrochemieanlagen
Die Penetrantprüfung ist eine schnelle, wirtschaftliche und praktikable Methode zur Erkennung von Oberflächenfehlern. Auch wenn sie nicht alle Problemarten abdeckt, ist sie bei richtigen Einsatzbedingungen und geschulten Anwendern ein unverzichtbares Werkzeug der Qualitätskontrolle.
Die Magnetpulverprüfung ist ein effektives und zuverlässiges ZfP-Verfahren zur Erkennung von Rissen und Unstetigkeiten an der Oberfläche oder nahe der Oberfläche von ferromagnetischen Materialien. Besonders bei Gussteilen, Schmiedestücken und Schweißverbindungen ist sie unverzichtbar.
Anwendungsgebiet
Diese Methode funktioniert nur bei ferromagnetischen Materialien, d. h.:
• mit einer magnetischen Permeabilität > 100,
• nicht austenitischen Stählen und Legierungen,
• Gusseisen.
Grundprinzip
Ein Bauteil wird magnetisiert. Befindet sich eine Oberfläche oder ein oberflächennaher Defekt, "weichen" die magnetischen Feldlinien an dieser Stelle ab und treten aus dem Material aus. Magnetische Partikel (z. B. Eisenpulver), auf die Oberfläche gestreut, lagern sich an dieser Ausstiegsstelle an und bilden dort sichtbar einen „Haufen“. Dieser zeigt direkt Lage und Richtung des Defekts. Damit ein Riss sichtbar wird, muss der Winkel zwischen Feldlinien und Defekt mindestens 45° betragen. Häufig wird aus diesem Grund aus unterschiedlichen Richtungen magnetisiert.
Magnetisierungstechniken
A) Direkte Magnetisierung
1. Stromdurchfluss-Verfahren
Das Teil wird zwischen Prüfspulen gelegt und mit Wechsel- oder Gleichstrom durchflossen – besonders gut für longitudinale Risse geeignet. Kontaktqualität ist entscheidend, um Lichtbögen und Oberflächenschäden zu vermeiden.
2. Induktionstechnik
Für runde oder hohle Bauteile: Ein ringförmiges Magnetfeld entsteht durch Wechselstrom im Inneren.
B) Indirekte Magnetisierung
• Permanentmagneten
Für oberflächliche Inspektionen, jedoch schwächer – im Serienprozess selten genutzt.
• Elektromagnete
Mit stationären oder tragbaren Geräten, betrieben mit Wechsel- oder Impuls-Gleichstrom.
• Hilfsleiter-Technik
Ein Leiterstab/Kabel erzeugt ohne direkten Kontakt ein Magnetfeld – kein Lichtbogenrisiko, erlaubt die gleichzeitige Prüfung mehrerer Teile.
• Spulenerregung
Das Teil wird in eine Spule gelegt, wodurch ein tangentiales Magnetfeld erzeugt wird – optimal zum Aufspüren transversaler Fehler.
Partikeltypen
• Trockene Eisenpulver (rot, schwarz) – für visuelle Inspektion
• Nass-Suspensionen in Öl oder Wasser – unter UV-Licht auch feinste Risse sichtbar
Vorteile
• Schnell und praktisch einsetzbar
• Auch sehr oberflächennahe Risse erkennbar
• Quantifizierbare Ergebnisse
• Automatisierbar (z. B. mit Kamerasystemen)
• Weit verbreitet in Automobil-, Luftfahrt-, Petrochemie-, Energie- und Stahlbauindustrie
Nachteile
• Ausschließlich für ferromagnetische Materialien
• Nur oberflächennahe Defekte nachweisbar
• Gefahr durch hohe Ströme während der Magnetisierung
• Bewertung stark abhängig von der Erfahrung des Prüfers
Einsatzbereiche
• Kontrolle von Schweißverbindungen
• Inspektion von Gussteilen
• Prüftechnik bei Bahnschienen
• Automobilkomponenten (Motor, Achse, Chassis…)
• Flugzeugteile
• Turbinen und energieerzeugende Anlagen
Die Magnetpulverprüfung ist eine schnelle, effektive und kostengünstige Methode zur Sichtbarmachung selbst feinster Oberflächenfehler – besonders geschätzt in sicherheitskritischen Branchen. Materialtyp und Defektlage beeinflussen jedoch maßgeblich die Prüfqualität. Daher ist professionelle Anleitung und ein erfahrener Anwender unerlässlich.
Die Ultraschallprüfung ist ein fortgeschrittenes ZfP-Verfahren, bei dem hochfrequente Schallwellen ins Material gesandt werden, um innere Fehler sichtbar zu machen. Besonders geeignet ist es für die Erkennung von Rissen und materialbedingten Ausdünnungen durch Korrosion.
Grundprinzip
Beim UT werden Schallwellen (> 20 kHz) in das Material emittiert. Treffen diese auf ein Hindernis (z. B. Riss, Hohlraum, Dichteveränderung), werden sie reflektiert und als Echo zum Sender zurückgeworfen. Ein Empfangs- bzw. Sendekopf (Transducer) empfängt dieses Echo. Aus diesen Signalen lassen sich ableiten:
• Tiefe des Defekts,
• Richtung,
• Größe und eventueller Typ des Fehlers.
Wie bei einer Sonographie ermöglicht die Schallwellenanalyse Rückschlüsse auf nicht sichtbare Innenstrukturen.
Prüfverfahren
• Ein Kombi-Transducer sendet und empfängt die Wellen.
• Um Luftzwischenräume zu vermeiden, wird ein Gel oder eine Flüssigkeit als Kopplungsmedium genutzt.
• Die Signale werden auf dem Messgerät als A Scan (Ein-Echo-Darstellung) dargestellt.
Informationen aus dem Test
• Wandstärke
• Position und Richtung innenliegender Defekte
• Fehlergröße und Klassifikation anhand der Echosignalstärke
• Ausdünnung durch Korrosion oder Verschleiß
Einsatzbereiche
• Korrosionsüberwachung in Rohrleitungen
• Kontrolle von Druckbehältern
• Innere Schweißnahtprüfung
• Sicherheitsinspektion von Flugzeugflügeln, Triebwerks- und Turbinenkomponenten
• Zulassungs- und Wartungsprüfungen an neuen oder bestehenden Anlagen
Vorteile
• Erkennt Substanzfehler im Inneren
• Liefert präzise, digitale Ergebnisse
• Geeignet für dicke und dünne Bauteile
• Daten aufzeichnungsfähig
• Hinterlässt keine Spuren – kontaktlos und zerstörungsfrei
• Mobile Prüfgeräte ermöglichen Vor-Ort-Einsatz
Nachteile
• Nur durch geschultes Fachpersonal ausführbar
• Auswertung erfordert Spezialisierung
• Schwierig bei komplexer Geometrie
• Benötigt gute Oberfläche und Kopplung
Akzeptanzkriterien
Jedes Echo (“Indikation”) muss bewertet werden:
• Akzeptabel (normkonform),
• Nicht akzeptabel (kritischer Fehler).
Damit liefert die UT nicht nur Befunde, sondern unterstützt auch Entscheidungsprozesse.
Bedeutung
Die Ultraschallprüfung ist ein essenzielles Werkzeug zur Sicherung von Sicherheit, Strukturintegrität und Effizienz – von Neuanlagen bis hin zu bestehenden Einrichtungen. Durch frühzeitiges Erkennen von Schwachstellen wie Korrosion oder Rissen lassen sich schwerwiegende Ausfälle, Stillstände und hohe Kosten vermeiden. Sie zählt zu den präzisesten und tiefgreifendsten ZfP-Verfahren – unverzichtbar in Sektoren wie Luftfahrt, Energie, Petrochemie und Bau.
Die Phased-Array-Ultraschallprüfung (PAUT) ist eine fortschrittliche Variante der herkömmlichen Ultraschallprüfung (UT). Im Gegensatz zur konventionellen Technik nutzt PAUT ein Array aus vielen kleinen piezoelektrischen Elementen, die einzeln mit zeitlich abgestimmten Phasen angesteuert werden. Dadurch können fokussierte Ultraschallwellen in unterschiedlichen Winkeln erzeugt und gesteuert werden.
Diese Wellen durchdringen das Material und detektieren mit hoher Präzision innere Fehler wie Risse, Poren oder Bindefehler – auch in unterschiedlichen Tiefenlagen.
Funktionsweise
• Bei konventionellen UT-Geräten breitet sich der Ultraschall in nur einem festen Winkel aus.
• PAUT hingegen ermöglicht gleichzeitige Scans aus mehreren Winkeln und Tiefen.
• Dies erlaubt eine umfassendere und detailliertere Prüfung.
• Die Messergebnisse werden als 2D- oder 3D-Bilder auf dem Bildschirm dargestellt.
Vorteile
• Sehr hohe Empfindlichkeit, insbesondere bei komplexen Schweißnähten
• Mehrwinkelprüfung in einem Durchgang
• Detaillierte Fehlerauswertung (Größe, Lage, Orientierung)
• Erzeugung digitaler, dokumentierbarer und auswertbarer Bilddaten
• Einsatz auch bei dicken oder komplexen Werkstoffen möglich
• Sicherer als Röntgenprüfung, da keine ionisierende Strahlung verwendet wird
Nachteile
• Hohe Anschaffungskosten der Geräte
• Erfordert hochqualifiziertes Fachpersonal
• Komplexe Auswertung der Daten im Vergleich zur klassischen UT
Typische Einsatzgebiete
• Detaillierte Prüfung von Schweißnähten
• Innenprüfung von Rohren, Kesseln und Druckbehältern
• Luft- und Raumfahrtindustrie, Automobil- und Energiesektor
• Analyse der inneren Struktur von Verbundwerkstoffen (Composites)
• Einsatz in Anwendungsbereichen, wo konventioneller Ultraschall nicht ausreicht
Die Phased-Array-Technologie zählt zu den modernsten Methoden innerhalb der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Sie ermöglicht eine hochpräzise Fehlererkennung, -vermessung und -lokalisierung. In sicherheitskritischen Branchen ist PAUT heute nicht mehr nur eine Option – sie ist ein Muss.
Die Röntgenprüfung (RT) ist ein Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (ZfP), bei dem Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen eingesetzt werden, um innere Fehler eines Werkstoffs auf einem Film oder digitalen Detektor sichtbar zu machen.
Diese Methode kann sowohl bei ferromagnetischen als auch nicht-ferromagnetischen Metallen sowie bei einigen anderen Materialien angewendet werden.
Ähnlich wie bei einer Röntgenaufnahme des menschlichen Körpers werden innere Fehler wie Risse, Lunker, Poren oder Schlackeneinschlüsse sichtbar gemacht – ohne das
Bauteil zu beschädigen.
Grundprinzip
1. Eine Strahlenquelle (entweder Röntgenstrahlung – elektrisch erzeugt – oder Gammastrahlung – z. B. durch Isotope wie Ir-192 oder Cs-134) wird auf einer Seite des Prüfkörpers positioniert.
2. Die Strahlung durchdringt das Material und trifft auf einen Film oder digitalen Detektor auf der gegenüberliegenden Seite.
3. Fehler wie Hohlräume oder Einschlüsse absorbieren die Strahlung weniger stark als das Grundmaterial – diese Bereiche erscheinen auf dem Film dunkler.
4. Anhand dieser Schwärzungen lassen sich innere Fehler erkennen und lokalisieren.
Warum Röntgen- und Gammastrahlung?
• Röntgen- und Gammastrahlen gehören zur Gruppe der elektromagnetischen Wellen mit sehr kurzer Wellenlänge – deshalb können sie feste Materialien durchdringen.
• Die Durchdringungskraft von Röntgenstrahlen ist abhängig von der angelegten Spannung (z. B. ca. 100 kV pro 25 mm Stahl).
• Die Durchdringungskraft von Gammastrahlen ist abhängig vom verwendeten Isotop (z. B. Ir-192, Cs-134) und konstant.
Industrielle Anwendung – Ablauf
• Die Strahlenquelle wird auf einer Seite des Prüfobjekts positioniert, der Film oder digitale Detektor auf der anderen.
• Der Film wird in lichtdichte Kassetten gelegt; die Vorderseite muss durchlässig für Strahlung sein.
• Nach einer definierten Belichtungszeit wird der Film entwickelt und auf Dichteunterschiede hin analysiert.
• Fehler wie Hohlräume erscheinen als dunklere Stellen, da sie mehr Strahlung durchlassen.
Faktoren, die die Bildqualität beeinflussen
• Fokusgröße der Strahlenquelle
• Abstand zwischen Quelle und Film
• Abstand zwischen Prüfstück und Film
Diese Parameter beeinflussen die Schärfe und Genauigkeit des Bildes direkt.
Vorteile
• Visueller Nachweis – die Ergebnisse können als Film oder digital dokumentiert werden
• Langzeitarchivierung und Nachauswertung möglich
• Hohe Empfindlichkeit bei dünnwandigen Bauteilen
• Für nahezu alle Werkstoffe geeignet (Metalle, Keramik, Verbundwerkstoffe usw.)
• Filme lassen sich mit Leuchtbildbetrachtern einfach analysieren
Nachteile
• Begrenzte Durchdringung bei dicken Materialien
• Strahlenschutz erforderlich, da ionisierende Strahlung verwendet wird
• Zeitaufwendige Prozesse (Belichtung, Filmentwicklung)
• Nicht automatisierbar
• Nicht geeignet für oberflächennahe oder parallele Risse zur Oberfläche
• Keine direkte Information über Fehler-Tiefe
Typische Anwendungsbereiche
• Qualitätskontrolle von Schweißverbindungen
• Erkennung innerer Fehler bei Gussteilen
• Prüfung von Rohrleitungen, Druckbehältern, Kesseln
• Kritische Industrien wie Luftfahrt und Energietechnik
Die Röntgenprüfung ist eine der wertvollsten zerstörungsfreien Prüfmethoden zur Darstellung innerer Volumenfehler. Besonders im Hinblick auf Dauerhaftigkeit der Dokumentation und Fehlererkennung im Inneren ist sie kaum zu ersetzen.
Allerdings erfordert sie strenge Sicherheitsmaßnahmen und ist mit hohem Aufwand verbunden.
Die Wirbelstromprüfung ist eine zerstörungsfreie Prüfmethodik (ZfP), die ausschließlich bei elektrisch leitfähigen Werkstoffen anwendbar ist. Sie basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion und ist besonders wirksam bei der Erkennung von Oberflächen- und oberflächennahen Fehlern.
Funktionsweise
1. Eine mit Wechselstrom gespeiste Spule (Sonde) erzeugt ein magnetisches Wechselfeld.
2. Wird diese Spule in die Nähe eines leitfähigen Werkstoffs gebracht, induziert das Magnetfeld kreisförmige Ströme – sogenannte Wirbelströme – im Material.
3. Diese Wirbelströme verlaufen in der Nähe der Oberfläche.
4. Befinden sich Risse, Lunker, Bindefehler oder andere Diskontinuitäten im Material, wird der Stromfluss gestört. Diese Störung verursacht eine messbare Änderung im Magnetfeld.
5. Diese Änderung wird von der Prüfsonde detektiert und als Signaländerung am Gerät sichtbar gemacht.
Einsatzgebiete
• Rissprüfung (z. B. auf Ermüdungsrisse)
• Wanddickenmessung
• Beschichtungsdickenmessung
• Leitfähigkeitsprüfung
• Erkennung thermischer Schädigungen
• Materialdifferenzierung und Gefügeanalyse
• Überwachung von Wärmebehandlungen (z. B. Härteverläufe)
Vorteile
• Extrem empfindlich, erkennt selbst mikroskopisch kleine Risse
• Ideal für Oberflächen- und nahe Oberflächenfehler
• Sofortige Ergebnisse ohne Wartezeit
• Tragbare, schnell einsetzbare Prüfgeräte
• Berührungsfreie Prüfung möglich – Sonde muss das Prüfobjekt nicht direkt berühren
• Geeignet für komplexe Geometrien
• Vielfältige Anwendungen: auch Leitfähigkeitsmessung, Gefügebestimmung etc.
Nachteile
• Nur für elektrisch leitfähige Materialien
• Die Sonde muss Zugang zur Oberfläche haben – begrenzter Einsatz bei Hohlräumen
• Erfordert gut ausgebildete Bediener mit Erfahrung in der Signaldeutung
• Die Prüfoberfläche muss sauber und frei von Schmutz, Farbe, Rost sein
• Begrenzte Eindringtiefe – tief liegende Fehler bleiben unentdeckt
• Fehler, die parallel zur Spulenachse verlaufen, können übersehen werden
• Kalibrierung anhand von Standardreferenzkörpern notwendig
Anwendungsbeispiele
• Rissprüfung an Flugzeugbauteilen
• Korrosions- und Wanddickenkontrolle in Rohrleitungen
• Messung der Beschichtungsdicke an Aluminiumteilen
• Werkstoffklassifizierung über Leitfähigkeitsunterschiede
Die Wirbelstromprüfung ist eine leistungsstarke, schnelle und präzise Methode zur Detektion von Oberflächenfehlern an leitfähigen Materialien – weit verbreitet in der Luftfahrt, Automobilindustrie, Energietechnik und Metallverarbeitung.
Ein ZfP-Spezialist (Zerstörungsfreie Prüfmethoden-Fachkraft) führt Prüfungen an Bauteilen, Materialien oder Konstruktionen durch, ohne diese zu beschädigen, um innere oder äußere Fehler aufzuspüren. Diese Fachleute sind in Branchen wie Fertigung, Energie, Luftfahrt, Verteidigung, Petrochemie und Bauwesen von entscheidender Bedeutung.
Aufgaben eines NDT-Fachmanns
1. Auswahl der geeigneten Prüfmethode
Je nach Werkstoff, Geometrie und Fehlertyp wählt der Fachmann die passende Prüftechnik aus.
Beispiele:
• Schweißnaht an Stahl → Ultraschallprüfung (UT)
• Oberflächenrisse → Farbeindringprüfung (PT)
• Ferromagnetische Materialien → Magnetpulverprüfung (MT)
• Dickwandige Bauteile → Röntgenprüfung (RT)
2. Durchführung der Prüfung
• Anwendung von Methoden wie UT, RT, PT, MT, ET, Phased Array etc.
• Einsatz von Kalibrierkörpern und Referenzstandards falls erforderlich
3. Datenerhebung und -auswertung
• Analyse von Signalen, Bildern, Filmen oder digitalen Daten
• Bewertung von Fehlern: Lage, Größe, Richtung, Typ
4. Dokumentation & Berichterstattung
• Erstellung detaillierter Prüfberichte mit Konformitätsbewertung
• Technische Rückmeldung an andere Abteilungen
5. Einhaltung von Normen & Sicherheitsstandards
• Durchführung nach internationalen Normen (z. B. ASNT, ISO 9712, EN, ASTM)
• Beachtung von Arbeitsschutz (z. B. Strahlenschutz bei RT)
6. Gerätewartung & Kalibrierkontrolle
• Regelmäßige Kontrolle und Kalibrierung der Prüfgeräte
• Pflege und Überwachung von Sonden, Detektoren und Verbrauchsmaterialien
Qualifikationen für ZfP-Fachkräfte
• Technische Ausbildung (z. B. Fachhochschule, Ingenieurwesen, technische Berufsausbildung)
Zertifizierungen nach ISO 9712 oder ASNT:
• Level 1: Durchführung einfacher Prüfungen
• Level 2: Durchführung und Interpretation
• Level 3: Leitung, Schulung und Prüfung anderer
Erforderliche Kompetenzen:
• Technisches Verständnis, analytisches Denken
• Sorgfalt, Verantwortungsbewusstsein
• Hohes Maß an Genauigkeit
Typische Einsatzorte
• Fertigungsbetriebe (z. B. Metallverarbeitung, Schweißwerkstätten)
• Werften, Rohrleitungsbau, Raffinerien
• Kraftwerke (konventionell und erneuerbar)
• Luftfahrt- und Verteidigungsindustrie
• Bauunternehmen und Prüfstellen für Tragwerke
Ein ZfP-Spezialist ist verantwortlich für die Integrität und Sicherheit von Bauteilen – durch frühzeitige Fehlererkennung trägt er dazu bei, Risiken zu minimieren, Qualität zu sichern und Menschenleben, Umwelt und Investitionen zu schützen.
