Nicht-destruktive Untersuchung (NDU)

Die NDU umfasst eine große Gruppe von Analyseverfahren, die angewendet werden, um sich einen Eindruck von Qualität und Zustand des zu untersuchenden Produkts zu verschaffen. Durch die NDU wird das zu untersuchende Gussstück nicht beschädigt und auch nicht dauerhaft verändert. Es handelt sich folglich um wertvolle Verfahren, die bei einer Produktevaluierung Zeit und Geld sparen.

Zur Beschreibung dieser Verfahren werden im Allgemeinen die Begriffe nicht-destruktive Untersuchung (NDU), nicht-destruktive Inspektion (NDI) und nicht-destruktive Evaluierung (NDE) verwendet.

Nicht-destruktive Untersuchung bei cirex

Im Gegensatz zur destruktiven Untersuchung, bei der das Objekt beschädigt wird, kann eine NDU am ganzen Objekt erfolgen. Die wichtigsten NDU-Verfahren sind in nachstehender Tabelle aufgeführt. Dabei ist jeweils angegeben, ob auch innere Defekte erfasst werden können.

Defekte an/unter der Oberfläche

Methode

Sichtprüfung

Eindringprüfung

Magnetische Untersuchung

Röntgenuntersuchung

Ultraschalluntersuchung

Wirbelstromprüfung

Defekte an der Oberfläche

X

X

X

X

X

X

Defekte unter der Oberfläche

X

X

X

X

Sichtprüfung

Das älteste und zugleich am meisten unterschätzte NDU-Verfahren ist die Sichtprüfung. Bei CIREX werden zu untersuchende Produkte und Materialien sorgfältig auf mögliche Gussfehler analysiert. Dieses Verfahren ermöglicht allerdings lediglich eine Aussage über die Qualität der Oberfläche des Werkstücks.

Sichtprüfungen können mit einfachen Hilfsmitteln (Spiegel, Lupe oder Mikroskop) oder fortschrittlicheren Analysewerkzeugen wie Boroskopen (starr und flexibel) oder Videoprobe-Systemen durchgeführt werden. Mit Hilfe dieser Systeme werden Hohlräume inspiziert, die nicht unmittelbar mit dem bloßen Auge erkennbar sind.

Eindringprüfung (Penetrex)

Die Untersuchung von Rissen durch die Eindringprüfung („Farbeindringverfahren“) ist ein sehr altes Verfahren, bei dem man sich die Kapillarwirkung von Flüssigkeiten zunutze macht. Dabei werden Produkte in eine fluoreszierende Flüssigkeit getaucht, die in die eventuell vorhandenen Risse einzieht. Bei anschließender Inspektion der Gussstücke in der Dunkelkammer oder unter UV-Licht leuchten diese in einem Produkt grell auf.

Risse, Löcher oder Gussfehler an der Oberfläche des Gussstücks können auf diese Weise problemlos festgestellt werden. Nach der Prüfung werden die Produkte gereinigt und an den Kunden ausgeliefert. Bei CIREX wird die Eindringprüfung auch „Penetrexen“ genannt. Es handelt sich um ein schnelles, preisgünstiges NDU-Verfahren für mittelgroße Serien.

Magnetpulverprüfung (Magnaflux)

Bei der Magnetpulverprüfung können Fehlstellen an oder dicht unter der Oberfläche (bis max. 6 mm tief) nachgewiesen werden. Dieses Verfahren ist nur bei ferromagnetischen Materialien anwendbar (also nicht bei Edelstahl, Duplex, Inconel, SiMo usw.). Bei dieser Methode wird das Gussstück magnetisiert. Bei einem Gussstück ohne Defekte verlaufen die magnetischen Feldlinien größtenteils im Material. Unregelmäßigkeiten können dazu führen, dass die magnetischen Feldlinien nach außen treten. Das sogenannte „Streufeld“ wird sichtbar gemacht, indem kleine, leicht magnetisierbare Eisenteilchen (Fe) auf die Oberfläche aufgebracht werden. Die kleinen, leichten Eisenteilchen werden durch den Bereich mit der größten Dichte der Feldlinien angezogen: das sogenannte „Streufeld“.

Die Eisenteilchen bleiben folglich an eventuellen Diskontinuitäten im magnetischen Feld hängen. Dadurch ist die Feststellung von Oberflächen- und inneren Fehlstellen unterhalb der Oberfläche relativ einfach. Ob die Prüfung bei sichtbarem oder UV-Licht erfolgt, ist davon abhängig, ob die Eisenteilchen mit schwarzem oder fluoreszierendem Farbstoff verbunden werden. Bei CIREX wird eine fluoreszierende Flüssigkeit verwendet, die bei UV-Licht aufleuchtet.

Radiographische Untersuchung (Röntgenuntersuchung)

Die radiographische Untersuchung wird auch Röntgenuntersuchung genannt. Mit Hilfe von Strahlen, die durch ein Produkt dringen, wird eine Röntgenaufnahme gemacht. Das Durchdringungsvermögen dieser magnetischen Strahlung ist auf ihre sehr geringe Wellenlänge zurückzuführen (10-9 m). Für diese Untersuchungen werden häufig zwei verschiedene Strahlungsquellen verwendet, die Röntgenröhre (Röntgenstrahlen) oder ein radioaktives Material (Gammastrahlen). Die Eigenschaften beider Strahlungsarten sind identisch, der Energieaufbau ist jedoch unterschiedlich.

Wir bei CIREX verwenden die Röntgenröhre. Mit diesem Verfahren können wir innere Fehlstellen wie Risse und Einschlüsse in einem Gussstück detektieren. Absorptionsunterschiede der Strahlung deuten auf Defekte hin. Das Durchdringungsvermögen ist u.a. eine Funktion der Atomnummer des zu untersuchenden Materials.

Ultraschall (Quasar)

Ultraschall ist ein Verfahren zur Materialprüfung, bei dem Ultraschall zum Einsatz kommt. Dieses Untersuchungsverfahren wird für die Detektion innerer und äußerer Fehlstellen angewendet. Bei Gussstücken geht es hauptsächlich um Risse oder Porositäten, die nicht an der Oberfläche des Materials sichtbar sind.

Bei Ultraschallverfahren wird hochfrequenter Ultraschall durch einen Taster (Transducer) in das zu prüfende Material gesendet. Die Schallwellen werden von Defekten (beispielsweise Rissen) reflektiert.