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Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung - ZfP NDT

ZfP Prüfmethoden bei TÜV NORD

Das Ziel der zerstörungsfreien Prüfung (engl. non destructive testing / ndt) ist es, möglichst viele Informationen über den Zustand des Materials oder eines Bauteils zu erfahren, ohne es zu zerstören – also ohne es in seiner weiteren Einsetzbarkeit zu beeinträchtigen. Mit Hilfe zerstörungsfreier Prüfmethoden ist es beispielsweise möglich, Informationen über die Wanddicke oder den Zustand von Schweißnähten zu erhalten und somit einen sicheren Weiterbetrieb zu gewährleisten, ohne die entsprechenden Bauteile entfernen zu müssen. Der Betreiber spart infolge dessen kostenintensive Austauscharbeiten und die Beschaffung von Ersatzmaterial. 

 

Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP) ist für Sie als Hersteller oder Betreiber einer technischen Anlage ein äußerst effektives Mittel, um nicht nur kostensparend, sondern auch schnell eine sichere Aussage über die Qualität Ihres Produktes oder den Zustand Ihrer Anlage zu gewinnen. Damit lassen sich Qualitätsmängel früh erkennen und Schwachstellen sowie Schäden, häufig verbunden mit ungeplanten Stillstandzeiten und Produktionsausfällen, vorbeugen und vermeiden. Zu unserem Leistungsspektrum der zerstörungsfreien Prüfung gehören unter anderem die Ultraschallprüfung, die Farbeindringprüfung, die Magnetpulverprüfung, die Schallemissionsprüfung, die Videoendoskopie sowie das Wirbelstromverfahren, und die Materialanalyse mittels optischer Emissionspektoskopie (OES) oder mit Hilfe der Röntgenfloureszenzanalyse (RFA).

Die Leistungen der ZfP im Überblick

Durchstrahlungsprüfung (RT)

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 einzusetzende Prüftechniken (Strahlenquelle und Aufnahmeanordnung) richten sich dabei nach Art und Geometrie sowie den aufzufindenden Fehlern eines Bauteils.

Magnetpulverprüfung (MT)

Das Magnetpulverprüfverfahren (MT) oder auch Magnetstreuflussverfahren ist ein Verfahren 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. Fehlstellen unterhalb der Oberfläche können 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.

Sichtprüfung (VT)

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), ggfs. unter Nutzung bestimmter Hilfsmittel wie Spiegel, Lupe, Videoendoskop oder auch mittels Drohne (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 anzuwendenden Sichtprüfung und die dabei zu Grunde zu legenden Betrachtungsbedingungen und Bewertungsanforderungen entscheidend. 

Ultraschallprüfung (UT)

Die Ultraschallprüfung (US-Prüfung) ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, mit dem Bauteile aus schallleitenden Werkstoffen mit Hilfe von Ultraschallwellen (Frequenzen zwischen etwa 20 kHz und 1 bis 10 GHz, die oberhalb des vom menschlichen Gehör wahrnehmbaren Frequenzbereichs liegen) auf innere Fehler untersucht werden. 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.

Wirbelstromprüfung (ET)

Die Wirbelstromprüfung (ET) ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Detektion von Fehlern wie Rissen oder Ungänzen in Oberflächen und oberflächennahen Bereichen metallischer, elektrisch leitfähiger Werkstoffe. Das Grundprinzip der Wirbelstromprüfung 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 im Prüfstück 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 die Eigenschaften und den Zustand des Prüfgegenstandes. 
Durch die Möglichkeit zur Anpassung der Prüftechnik, insbesondere der Prüfsensoren, an unterschiedliche Prüfaufgaben ergibt sich für die Wirbelstromprüfung ein weites Anwendungsfeld.
Im Institut für Materialprüfung setzen wir für Sie das Verfahren der Wirbelstromprüfung u.a. für die Schweißnahtprüfung sowie für Bohrlöcher in Zuckerzentrifugen ein.

Eindringprüfung (PT) - Farbeindringungsprüfung

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. Anwendung findet dieses Verfahren bei der Prüfung u.a. von Schmiedeteilen, Blechen, Schweißnähten und Gussstücken, im Schiffbau, im Flugzeugbau, in der Automobilindustrie, im Apparate- und Behälterbau usw.
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.

Schallemissionsprüfung (AT)

Schallemissionsprüfung (AT) nutzt den physikalischen Effekt, dass bei den 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 kritischen Änderungen des Gefüges im zu prüfenden Werkstoff frühzeitig erkannt werden können. Zu den Mechanismen der Schallemission gehören z.B. Rissuferreibung, Rissbildung, Rissfortschritt, turbulente Strömungen an Leckagen, Versetzungsbewegung, Phasenumwandlung, Korrosionsprozesse und Delamination.
Unsere Zielsetzung ist es, Ihnen im Rahmen der industriellen Anwendungen anhand der Aufzeichnung und Analyse von Schallemissionssignalen, 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 der bestimmten Druck- und Anlagenprüfungen bei. Die AT wird von uns daher oft als begleitendes Prüfverfahren u.a. bei der Abnahmeprüfung und bei der wiederkehrenden Prüfung von Druckbehältern oder zur Lebensdauer-/Zustandsüberwachung eingesetzt. 

Thermografie

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 sowohl bei Apparaten, Rohrleitungen, elektrischen Schaltanlagen, Gebäuden o.ä., z.B. zum Zweck der Bestandsaufnahme, Zustandsanalyse oder als Grundlage für Sanierungsplanung, als auch zur Überprüfung von durchgeführten Arbeiten möglich. Überall, wo Temperaturunterschiede vorherrschen, lassen sich Problemstellungen 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 sowie die Kontrolle der Güte von Isolierungen. Besonders hervorzuheben ist, dass unsere Technik selbstverständlich in der Lage ist, in unterschiedlichsten atmosphärischen Medien/Gasen zuverlässige Ergebnisse zu liefern. 

Videoskopie/Endoskopie

Die Endoskopie zählt zu den Hauptverfahren der 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, von Behälterkameras mit Zoomobjektiv, über Rohrkameras bis hin zu Videoskopen bzw. Glasfaserendoskopen zur Verfügung. Modernste Dokumentationstechnik ermöglicht dem Kunden auch später die durchgeführten Prüfungen nachzuvollziehen. Typische Anwendungsfelder sind die Innenbesichtigung zur inneren Prüfung und Zustandsüberwachung sowie das Lokalisieren von Fremdkörpern.

Qualitätsversprechen von TÜV NORD

Für zerstörungsfreie Prüfungen stehen Ihnen unsere akkreditierten Prüflaboratorien gem. DIN EN ISO/IEC 17025:2018 mit praxiserprobten und zertifizierten Prüfern gem. DIN EN ISO 9712 in den Stufen 2 und 3 (zusätzlich gebilligt gem. DGRL 2014/68/EU) mit langjährigem Know-how zur Verfügung. Dabei greifen wir an unseren Standorten auf eine Vielzahl von „state of the art“-Prüfeinrichtungen, wie z.B. UT-Phased-Array, ToFD und digitale Radiographie zurück.

Auf Ihren Wunsch hin sind wir für Sie im In- und Ausland mit zerstörungsfreien Prüfungen bei Herstellern und Betreibern tätig. Darüber hinaus begutachten und bewerten wir zerstörungsfreie Prüftechniken und -anlagen, beraten und helfen bei der Erstellung von Spezifikationen, Prüfanweisungen und -konzepten. Wir bieten für Hersteller und Betreiber die Übernahme der Prüfaufsicht für zerstörungsfreie Prüfungen an. Des Weiteren ist unser Unternehmen weltweit als „Third Party Organisation“ anerkannt.

Zertifizierungsstelle für ZfP-Personal

TÜV NORD betreibt eine Zertifizierungsstelle für Personal der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP-Personal), die nach ISO/IEC 17024 akkreditiert ist. Unsere Zertifizierungsstelle bietet die Möglichkeit, das ZfP-Personal Ihres Unternehmens nach DIN EN ISO 9712 zertifizieren zu lassen.

Für Personal, das zerstörungsfreie Prüfungen an dauerhaften Verbindungen von Druckgeräten durchführt, gilt die Zertifizierung als Billigung nach der Europäischen Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU. Unsere Qualifizierungsprüfungen, die Voraussetzungen für eine Zertifizierung sind, werden sowohl in festen als auch in mobilen Prüfungszentren durchgeführt.

 

Sie haben Fragen? Wir stehen Ihnen gerne zur Verfügung!

Setzen Sie sich gerne mit uns an den jeweiligen Standorten in Verbindung.

 

 

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