Zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen

Mit der Durchstrahlungsprüfung oder Röntgenprüfung prüfen wir Bauteile und Schweißnähte auf Volumenfehler wie Risse, Fremdkörper, Poren oder Schlacken. Wie die meisten es aus der medizinischen Anwendung kennen, durchdringen die Strahlen das Prüfobjekt und erzeugen auf dem der Strahlenquelle gegenüber angebrachten Röntgenfilm eine Abbildung in Graustufen, in Abhängigkeit von der durchdringenden Strahlung. Die Durchstrahlungs- oder Röntgenprüfung ist ein bildgebendes Prüfverfahren und kommt seit vielen Jahren im gesamten Maschinen- und Anlagenbau zum Einsatz. Die Dokumentation der Prüfung erfolgt in einem Prüfbericht mit den entsprechenden Filmen.

Diese Technik kann zum einen in unseren Röntgenbunkern in Duisburg, Oberhausen, Koblenz, Frankfurt und Großostheim, zum anderen auch mobil zur Anwendung kommen. mtl verfügt für mobile Einsätze über sechs komplett ausgestattete Laborfahrzeuge. Durch die eingebaute Dunkelkammer können wir die Röntgenfilme direkt vor Ort entwickeln, ausgewerten und dokumentiern werden. Als Strahlenquellen stehen elektrische Röntgenröhren bis 300 kV und Isotopenarbeitsgeräte SE75 und IR192 zur Verfügung. Mittels einer speziellen Röntgenkamera (RB1) können Rückstrahlaufnahmen zur Überprüfung der Schweißnähte an Wärmetauschern (Rohreinschweißungen) erstellt werden.

Auch in dieser Prüftechnik ist die Erfahrung unseres Prüfpersonals im Umgang mit den Strahlenquellen, bei der Anwendung der Normen und Richtlinien und die Interpretation und Auswertung der Prüfergebnisse von ausschlaggebender Bedeutung.

Zusätzlich oder alternativ bieten wir auch mobile digitale Radiographie an.

mtl ist ein akkreditierter Dienstleister für digitale Radiographie und bietet alternativ zur konventionellen Durchstrahlungsprüfung die digitale Radiographie (DR/CR) für Prüfungen an. An Stelle von Filmen kommen Speicherfoliensysteme (CR) oder Detektoren (DR) zum Einsatz. Die Systeme können stationär aufgestellt werden oder sind in einem Laborfahrzeug eingebaut und somit flexibel mobil einsetzbar. Die Systeme können sowohl zur Korrosionsprüfung, Schweißnahtprüfung wie auch zur Wanddickenbestimmung an Rohrleitungen eingesetzt werden.

Die Vorteile der digitalen Radiographie (CR/DR):

• Speicherfoliensysteme haben einen größeren Dynamikumfang gegenüber Filmen
• Geringere Strahlenbelastung durch verkürzte Belichtungszeiten
• Nach Einlesen der Speicherfolie steht das Ergebnis sofort zur Verfügung
• Verbesserte Erkennung von Fehlern und Inhomogenitäten
• Umweltfreundlich da keine Filmentwicklung notwendig ist
• Verbesserte Bildanalyse durch digitale Filter und erweiterte Bildbearbeitung
• Hohe Detailerkennbarkeit durch Vergrößerungsmöglichkeiten
• Elektronische, digitale Archivierung
• sofortige Verfügbarkeit der Bilder durch E-Mail-Versand

Gerade bei der tangentialen Projektionsradiographie zur Wanddickenbestimmung an isolierten Rohrleitungen sind Speicherfoliensysteme ideal einsetzbar. Im Gegensatz zur Ultraschallwanddickenmessung müssen die Rohrleitungen nicht abisoliert werden. Bei der Auswertung am PC können die Restwanddicken direkt im Bild ermittel werden, zusätzlich können Ungänzen wie Fehler in den abgebildten Schweißnähten oder Schädigungen durch Korrosion erkannt und dokumentiert werden.

Auch bei der Prüfung von CFK/GFK Werkstoffen oder Leichtmetallbauteilen bietet die digitale Radiographie deutliche Vorteile in Bezug auf Schnelligkeit und Auswertbarkeit der Röntgenaufnahmen, mobil oder stationär.

Konventionelle Filme können für die Datenübermittlung oder Archivierung auch nachträglich über einen Laser-Filmscanner digitalisiert werden.

Archivierung von Röntgenfilmen in digitaler Form

Immer noch werden Röntgenfilme physikalisch archviert. Der Forderung nach digitaler Speichrung und schneller Verfügbarkeit kommen wir mit unserem Filmdigitalisierer nach. Das System scannt die Filme ein und speichert die Daten im DICONDE Format. Dieses Format ist ASTM konform und kann von anderen Systemen eingelesen werden. Zudem bleibt im DICONDE Format die Ursprungsdatei immer erhalten. Auf Wunsch können aber auch andere Formate ausgegeben werden.

Das mtl Digitalisierungssystem entspricht der EN 14096 und erfüllt die Qualitätsklasse DS.

Die Qualitätsklassen der Filmdigitalisierung sind wie folgt in der EN 14096-2 definiert:

DS: Die verbesserte Technik, die eine Digitalisierung mit einer unwesentlichen Verringerung des Signal-Rausch-Verhältnisses und der Ortsauflösung erlaubt. Anwendung: digitale Archivierung von Röntgenfilmen (digitale Speicherung)

DB: Die verbesserte Technik, die eine bestimmte Verringerung der Bildqualität zulässt. Anwendung: digitale Analyse von Röntgenfilmen (die originalen Röntgenfilme müssen archiviert werden)

DA: Die Basistechnik, die eine bestimmte Verringerung der Bildqualität und eine weiter reduzierte Ortsauflösung zulässt. Anwendung: digitale Analyse von Röntgenfilmen (die originalen Röntgenfilme müssen archiviert werden)

Die Ultraschallprüfung gehört zu den Volumenprüfungen, weil im besten Fall das gesamte Bauteilvolumen auf Fehler und Inhomogenität geprüft wird. Bei schallleitenden Werkstoffen ist die Ultraschallprüfung die bevorzugte Prüftechnik. Basis des Prüfverfahrens ist die akustische Reflexion oder Leitung von Schallwellen im Bauteil. Fehlstellen, Grenzflächen oder sonstige Ungänzen reflektieren den Schall oder verhindern eine Weiterleitung und können von unserem Prüfpersonal ausgewertet werden. Dieses Prüfverfahren erfordert eine sehr hohe Fachkompetenz und Routine, sowohl das Normenwerk als auch die teils extrem schwierigen Bauteilgeometrien stellen hohe Ansprüche, die unsere Mitarbeiter voll erfüllen.

Als neue Verfahren bei mtl sind TOFD und Phased-Array zu nennen; diese aus der medizinischen Prüfung abgeleiteten bildgebenden Verfahren können in vielen Bereichen alternativ zur Durchstrahlungsprüfung eingesetzt werden. Ein spezielles Einsatzgebiet der Phased-Array Technik ist die Prüfung von Flächen wie Behälterwandungen auf Korrosionsschäden.

Für die Innenprüfung (Wanddicken und Fehlerdetektion) von Rohrleitungen an Heizkesseln, Luftkühlern, Speisewasservorwärmern und Wärmetauschern kommt ein IRIS (Internal Rotating Inspection System) Ultraschallsystem zum Einsatz. Dieses System bietet bei eisenhaltigen und nichteisenhaltigen Materialien eine bildgebende Darstellung des gesamten Rohres, die Prüfergebnisse können auch offline ausgewertet werden.

Die Dokumentation erfolgt in der Regel als Prüfbericht, bei den bildgebenden Verfahren können die Fehlerstellen als Bild dokumentiert werden.

Neben der konventionellen Prüfung eignet sich die Ultraschallprüfung in besonderem Maße für eine automatisierte Prüfung mit komplexen Prüfanlagen für die Bauteilprüfung , z.B. für Rohre, Achsen und Räder.

Das Prüfverfahren Wirbelstromprüfung wird als Oberflächenrissprüfverfahren bei unseren Kunden immer beliebter. Wir setzten es bei elektrisch leitfähigen Materialien zum Auffinden von Inhomogenitäten, Oberflächenrissen oder oberflächennahen Rissen ein. Die hohe Prüfempfindlichkeit auch bei mikroskopisch kleinen Fehlern, die zum Teil hohe Prüfgeschwindigkeit und das Fehlen von Prüfmitteln sind die Hauptvorteile des Verfahrens. Die Prüfung ist automatisierbar und kann auch bei Kleinteilen zur Anwendung kommen. Bei der Rohrprüfung können wir in einigen Fällen die Wirbelstromprüfung an Stelle einer Druckprüfung durchführen.

Zum Abgleich der Prüfgeräte dient ein Testfehler. Alle Fehler, die größer als der Testfehler sind, werden von der Prüfung sicher erkannt. Dieses Prüfverfahren fordert von unseren Mitarbeitern eine sehr hohe Fachkompetenz und Routine, sowohl das Normenwerk als auch die teils extrem schwierigen komplexen Prüfanordnungen stellen höchste Ansprüche. Die Dokumentation erfolgt in der Regel als Prüfbericht. Bauteilfehler können anschließend im Computertomographen oder in einem metallographischen Schliff verifiziert werden.

Die Eindringprüfung zählt zu den Oberflächenrissprüfverfahren und kann zum Auffinden von offenen Fehlern wie Rissen oder Poren am Bauteil verwendet werden. Das Verfahren wenden wir sowohl an metallischen Werkstoffen als auch an Kunststoffen oder nichtporösen Werkstoffen an.

Bei diesem Verfahren tragen unsere Mitarbeiter eine Prüfflüssigkeit (Penetrant) auf das zu prüfende Bauteil auf. Auf Grund der Kapillarwirkung dringt das Penetrant in Oberflächenfehler jeder Art eines Werkstoffs ein. Nach einer sorgfältigen Reinigung des Bauteils – zum Beispiel mit einem speziellen Reiniger – wird ein Entwickler auf das zu prüfende Bauteil aufgebracht. Dieser Entwickler erzeugt eine Gegenkapillarität, wodurch das in Hohlräume und Risse eingedrungene Penetrant sichtbar gemacht wird. Diese Prüfung wird auch als Rot-Weiß-Prüfung bezeichnet, weil das rote Penetrant durch einen kreideartigen weißen Entwickler an den Fehlstellen erkennbar wird .

Die Qualität der Prüfergebnisse der Eindringprüfung hängt maßgeblich von der Qualität der Ausführung und der Erfahrung des Prüfpersonals ab – beides steht bei mtl außer Frage. Die Dokumentation erfolgt in der Regel als Prüfbericht, eine Fotodokumentation ist bei diesem Verfahren ebenfalls möglich.

Die Magnetpulverprüfung, auch Fluxen genannt, zählt zu den Oberflächenrissprüfungen und ist die am häufigsten zum Einsatz kommende Prüfung an den magnetisierbaren Werkstoffen Eisen und Stahl. Wir erkennen mit diesem Verfahren Risse oder Ungänzen an der Oberfläche, auch oberflächennahe Fehler können zur Anzeige kommen. Das Prüfobjekt wird zur Prüfung magnetisiert, das kann stationär in einer Prüfbank erfolgen, bei mobilen Prüfungen mit einem Handjoch oder eigens hierfür hergestellten elektrischen Leitern/Spulen. Bei der Magnetisierung bringen unsere Mitarbeiter ein Prüfmittel auf, das magnetisierbare Partikel enthält. Diese setzen sich an den Fehlstellen des Bauteils ab, die quer zu den Feldlinien im Bauteil liegen und ein Streufeld (Magnetpole) erzeugen. Die Prüfung kann bei Tageslicht oder im Dunkeln mit einem fluoreszierenden Prüfmittel durchgeführt werden. Durch die fluoreszierende Prüfung wird eine bessere Auffindbarkeit der Fehler durch einen höheren Kontrast gewährleistet.

Wie auch bei der Eindringprüfung spielt unsere Prüfungsvorbereitung, die Reinigung der Bauteile und die richtige Auswahl der Prüfparameter eine entscheidende Rolle und hat großen Einfluss auf die hohe Qualität unserer Prüfergebnisse. Die Dokumentation erfolgt in der Regel als Prüfbericht, eine Fotodokumentation ist bei diesem Verfahren möglich.

Die Sichtprüfung oder auch visuelle Prüfung genannt, ist die erste und älteste zerstörungsfreie Prüfung überhaupt. Durch die Betrachtung der Bauteile werden diese auf Fehler geprüft. Natürlich reicht einfaches Hinsehen nicht aus, das Auge des Betrachters muss geschult sein – wie bei unseren Mitarbeitern. Die Kundenvorgaben, Regelwerke und Normen definieren die Fehlerarten, Fehlergrößen und die Umgebungsbedingungen wie z.B. die Beleuchtungsstärke haben einen großen Einfluss auf die Prüfung. Wir können somit sehr schnell Korrosionsstellen, Herstellungs- und Verarbeitungsfehler erkennen und klassifizieren.

Innenbesichtigungen an Rohrleitungen oder Behältern kann mtl über Endoskope, Videoendoskope mit bis zu 8 m langen Lichtleitern mit beweglichen Spitzen, Rohrkameras, Behälterkameras oder Spiegel durchführen. Die Dokumentation erfolgt in Form einer Bild-/Videodokumentation und Prüfberichten.

Auch die Begutachtung oder Inspektion von Konstruktionen, Behältern oder Anlagenteilen findet in der Regel zuerst rein visuell statt. Anschließend werden durch unsere erfahrenen Inspektoren an kritischen Bereichen ergänzende Prüfungen veranlasst.

Unsere Prüfer mit ihrer großen Erfahrung sorgen für eine hohe Qualität der Prüfergebnisse.

Härteprüfungen gehören überwiegend nicht zu den zerstörungsfreien Prüfverfahren, kommen aber auf vielen Baustellen unmittelbar in Kombination mit diesen zum Einsatz. Aus diesem Grund sind unsere Prüfer auch in der Lage, diese Prüfungen mobil auf der Baustelle direkt mit abzudecken. Bei der Härteprüfung wird je nach Werkstoff und Prüfverfahren ein kleiner Eindruck im Werkstoff hinterlassen.

Das UCI-Verfahren (Ultrasonic Contact Impedance) arbeitet als einziges Verfahren zerstörungsfrei nach dem Rückprallverfahren und hat eine automatische Härteumwertung in die verschiedenen Härteskalen.

Bei mobilen Härteprüfungen ist das Haupteinsatzgebiet die Messung an Schweißnähten: Hier wird das Härteprofil der Schweißnaht, der Wärmeeinflusszone und des Grundwerkstoffes ermittelt. Härteprüfungen lassen Rückschlüsse auf Werkstoffeigenschaften wie Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit oder Bearbeitbarkeit zu.

Zu den üblichen Verfahren zählen Härteprüfung nach Rockwell, Brinell und Vickers. Die Dokumentation erfolgt in der Regel als Prüfbericht.

Die Werkstoffverwechselungsprüfung wird genutzt, um Werkstoffe eindeutig zu identifizieren und zu unterscheiden. Diese Prüftechnik wird hauptsächlich in der Wareneingangsprüfung, auf Baustellen oder bei Herstellerabnahmen angewandt. Für die Werkstoffverwechselungsprüfungen stehen 2 Verfahren zur Verfügung:

Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA):
Zur Legierungsanalyse und Legierungsidentifikation setzen wir tragbare Röntgenfluoreszenzanalysatoren SPECTRO xSORT ein. Die Geräte basieren auf der energiedispersiven Röntgenfluoreszenztechnologie unter Einsatz einer Röntgenröhre. Der RFA arbeitet zerstörungsfrei und kann auch Späne, Drähte sowie kleine Objekte und äußerst schwierige Geometrien messen. Der Kohlenstoffgehalt kann mit diesem Verfahren nicht bestimmt werden.

Die Optische Emissionsspektrometrie (OES):
Das durch Abfunken emittierte Lichtspektrum wird durch optische Systeme in seine einzelnen spektralen Komponenten zerlegt und daraus die Konzentration der chemischen Elemente bestimmt wird. Mit diesem Verfahren kann auch der Kohlenstoffgehalt eines Werkstoffs annähernd bestimmt werden.  Die Genauigkeit der mobilen Geräte garantiert in den meisten Fällen eine aussagefähige Werkstoffidentifizierung. Für Analysen empfehlen wir eine Analyse mit stationären Geräten in unserem Partnerlabor.

Die Dichtheitsprüfung dient zur Leckagekontrolle druckbeaufschlagterSysteme. mtl bietet sowohl das Verfahren Heliumlecktest als auch den Vakuumlecktest an.

Die Helium-Dichtheitsprüfung gehört zu den empfindlichsten Prüfverfahren und kann bereits sehr geringe Leckraten erkennen.

Die zu überprüfenden Systeme z.B. Armaturen, Anlagenteile, Rohrleitungen, Behälter oder Tankböden werden für die Prüfung unter Über- oder Unterdruck gesetzt. Durch die Überwachung mittels Massenspektrometer werden die Leckageraten bestimmt.

Neben Luft kommen auch niedermolekulare Gase zur Anwendung. Hierdurch wird die Nachweisempfindlichkeit der Dichtheitsprüfung erhöht bzw. die Leckortung verbessert.

Für Innenbesichtigungen in Behältern und in Rohrleitungen kommen unsere Spezialkameras zum Einsatz. Die Behälterkamera hat eine eingebaute Hochleistungsbeleuchtung und bei einer Arbeitslänge von bis zu 15 m ist sie mit 40-fachem Schwenk-Neige-Zoom ausgestattet.

Rohrinspektionen für Rohre mit Durchmesser von 80 mm bis 1000 mm lassen sich mit der Rohrkamera durchführen. Die Kamera verfügt über einen endlos rotierenden 360° Kamerakopf mit 10-fach optischem Zoom, bestückt mit zwei Kameras mit LED Beleuchtung (Seitblick und Frontblick). Die max. Arbeitslänge beträgt 30 m.

An nicht zugänglichen Stellen kann die Prüfung über Endoskope, Videoendoskope oder Spiegel durchgeführt werden. mtl verfügt über 4 Geräte zur Videoendoskopie, eine Behälter- und eine Rohrkamera.

Die zerstörungsfreie Prüfung von Beschichtungen mit Hochspannung oder der Leitfähigkeitsmessung erlaubt die Erkennung auch kleinster Fehlstellen. Überall dort, wo die Kombination von leitenden und nicht leitenden Schichten vorhanden ist, werden Poren und Fehlstellen mit Hilfe von Porensuchgeräten oder der Leitfähigkeitsmessung sicher erkannt. Typische Einsatzbereiche sind beschichtete und emaillierte Behälter, Reaktoren, Gummierungen, Porenprüfung von Rohrinnenbeschichtungen und die Prüfung von Armaturen.

Mit modernster Impulsspannungstechnik sind die Hochspannungsprüfgeräte unentbehrliche Helfer. Bei Defekten in der Beschichtung entsteht ein Überschlag den das Prüfgerät optisch wie akustisch anzeigt. Die Geräte arbeiten sehr effizient und erlauben eine sichere Prüfung an zugänglichen Stellen bei geringster Materialbelastung der Beschichtung.

Das zweite zum Einsatz kommende Verfahren ist die Leitfähigkeitsmessung. Hierfür wir der zu prüfende Behälter mit einer leitfähigen Flüssigkeit gefüllt. Über eine Sonde wird die Leitfähigkeit zwischen Medium und Außenwand bestimmt. Die Leitfähigkeit gibt Aufschluss über Schäden in der Beschichtung. mtl bietet beide Verfahren an.