fbpx

Wenn Sie Fragen haben, rufen Sie uns an!

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung ermöglicht das Prüfen und Analysieren von Objekten, ohne sie zu beschädigen oder anderweitig zu verändern. Fortlaufend setzt sich der Artikel mit den zugehörigen Durchstrahlungsprüfungen in 2-dimensionaler und 3-dimensionaler Hinsicht auseinander. Damit lassen sich die Außen- sowie Innengeometrie bildlich aufnehmen. Von der Anwendung kann vor allem die Automobil-, Kunststoff- sowie die Luft- und Raumfahrtindustrie profitieren. Zukunftsorientiert ist die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung auch für industriell abweichende Gebiete (z.B. Archäologieforschung) hilfreich. 

Systemtypen:

Für eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung werden unter anderem die Möglichkeiten der 2D Durchstrahlung und der 3D Computertomographie (CT) genutzt. Grundlegend sind die Wirkweisen beider röntgenbasierten Durchstrahlungen übereinstimmend. Die enthaltenen Objektmaterialien absorbieren die Röntgenstrahlung unterschiedlich stark. Die größten materiellen Einflussfaktoren sind: 

– Materialdichte
– Chemische Zusammensetzung
– Materialdicke

Aufgrund der unterschiedlich starken Absorption entstehen bei der Verbildlichung Kontraste. Dadurch lassen sich die auf den Einsatz bezogenen Informationen ausfindig machen. Trotz der grundlegend übereinstimmenden Wirkungsweise von den Röntgenstrahlungen gibt es unterschiedliche Systeme. Durch den Einbau von technisch abweichenden Modulen ergeben sich spezielle Methoden und Merkmale. Unter den häufig verwendeten Systemen treten besonders die 2D Durchstrahlung und 3D CT hervor. Diese beweisen eine Vielfältigkeit und haben sich im Bereich der Durchstrahlungsprüfungen zu Standardmethoden entwickelt. Folgend werden die Hauptmodule und deren Zusammenhang näher betrachtet.

Methoden und Merkmale einer 2D Durchstrahlung:

Die Module der 2D Durchstrahlung sind jeweils mit unterschiedlichen Daten verfügbar. Das ermöglicht einen nach dem Einsatz ausgerichteten Zusammenbau. Als praktisches Beispiel für diese zerstörungsfreie Werkstoffprüfung wird das Röntgenkabinett DXC3000 herangezogen. 

Für eine Erzeugung der Röntgenstrahlung werden eine Kathode und Anode in der Röntgenröhre verbaut. Die Kathode strahlt freie Elektroden in Richtung Anode aus. Deren nötige Beschleunigung wird durch eine Hochspannung erzeugt. Die Wahl dieser Leistung richtet sich grundlegend nach den materiellen Einflussfaktoren. Je schwerer das Objekt zu durchleuchten ist, desto höher muss die Spannung sein. Die Begründung bezieht sich auf die Röntgenenergie. Diese steigt oder fällt proportional zu der Spannung. Das Beispiel DXC3000 hat ein Leistungsspektrum von 20 kV bis 160 kV. In diesem Bereich können leicht sowie auch schwer zu durchleuchtenden Materialien geröntgt werden. Angesichts unserer Beratungsvielfalt können wir Ihnen eine professionelle Unterstützung bezüglich des DXC3000`s anbieten. 

Weiterführend werden die Elektroden von der Anode abgebremst. Dieser Vorgang leitet die Abwandlung in Wärme- und Röntgenenergie ein. Die Wärmeabführung verläuft zum Teil über die Anode aber auch durch das Kühlermodul. Wie beim DXC3000 wird häufig Wasser verwendet. 

Die Anode ist schräg angebracht, sodass die Röntgenstrahlung zu einem Austrittsfenster umgeleitet werden kann. Nach dem Verlassen der Röntgenröhre ist die Strahlung auf das Objekt ausgerichtet. Vor dem Auftreffen ermöglicht ein Kollimator die Verringerung der Streustrahlung. Dieser Teil der Strahlung hat die ursprüngliche Richtung verlassen und würde beim Auftreffen die Bildqualität schwächen.

Während der Durchstrahlung werden die Daten einer Schnitttiefe aufgenommen. Fortlaufend werden auch die weiteren Schnitttiefen durchleuchtet. Dieses Verfahren ermöglicht der Manipulator. Daran ist das Objekt befestigt und wird durch die Röntgenstrahlung geführt. 

Bei den modernen Röntgenkabinetten werden die Aufnahmen digital visualisiert. Diese Fähigkeit besitzt auch das DXC3000, um eine optimale zerstörungsfreie Werkstoffprüfung bieten zu können. Nach der Objektdurchleuchtung trifft die Strahlung auf einen Detektor. Allgemein gesehen wird ein Phosphorbildschirm mit Sensoren oder ein Szintillationsdetektor verwendet. Die Auftrittssignale regen den Detektor zur Lichtabgabe an. Folgend kann das Licht im DXC3000 von einer Röntgenzeilenkamera aufgenommen werden. Dies führt zur Erstellung eines digitalen Bildes.

Die moderne Software des DXC3000 bietet für die 2D Durchstrahlung ein einfaches Bedienungssystem. Nach der vollautomatischen Datenerfassung werden die Aufnahmen am PC zusammengesetzt. Bei der folgenden Auswertung stehen hilfreiche Bearbeitungsfunktionen zur Verfügung. Diese ermöglichen eine bestmögliche zerstörungsfreie Werkstoffprüfung. Im Zuge der Beendigung ist auch eine softwarebasierende Archivierung möglich. 

Methoden und Merkmale einer 3D CT:

Während einer 3D CT wird das Objekt auf einem Manipulator allseitig von einem kegelförmigen Röntgenstrahl durchleuchtet. Dessen Strahlungsenergie lässt sich ebenfalls über die Wahl der elektrischen Spannung beeinflussen. Für eine erfolgsbringende Röntgenenergie müssen wie bei der 2D Durchstrahlung fundamental wichtige Materialeinflüsse beachtet werden. 

In Folge der Objektdurchleuchtung trifft die Röntgenstrahlung auf ein digitalen Flächendetektor. Dieser kann mit dem kegelförmigen Röntgenstrahl gleich mehrere Schnittebenen erfassen. Dadurch bildet die digitale Projektion ein ganz durchstrahltes Objekt für eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung ab. Für die nahezu parallele Datenerfassung und Rekonstruktion werden mathematische Algorithmen eingesetzt. 

Im Anschluss kann, je nach erforderlicher Genauigkeit, etwas Nacharbeit folgen. Dies ergibt sich aus der Form des Röntgenstrahls in Bezug auf die Achse des Objektes. Bis auf das mittige Schnittbild werden diese nicht senkrecht zueinander aufgenommen. Daraus entstehen bei der Rekonstruktion kleine Messabweichungen. Je geringer der Kegelwinkel ist, desto kleiner werden die Abweichungen. Aufgrund dessen sollte der Abstand zwischen Röntgenquelle und Flächendetektor möglichst groß gehalten werden. Eine programmatische Korrektion ist trotzdem zu empfehlen. Nach dem Abschluss ist die digitale Projektion in Volumenform für eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung analysierbar.

Einsatzgebiete für eine zerstörungsfreie Werkstoffanalyse:

Besonders empfehlenswert ist die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung in der Messtechnik, Qualitätssicherung und Materialcharakterisierung. Dabei kommt es oftmals vor, dass sich die Einsatzgebiete sowie -gründe überschneiden. So lässt sich beispielsweise mit dem Prüfen der Maße und dem Bestimmen der Materialzusammensetzung gleichzeitig die Qualität in Bezug auf Bruchschäden feststellen. 

Messtechnik:

Diese Art der Prüf- und Messtechnik wird eingesetzt, sofern das Objekt mit anderen Messverfahren generell nicht oder nur durch ein zerstörendes Verfahren prüfbar ist. 

Vermessen vor einer Produktion – Im Zuge der Beendigung von CAD basierenden Produktplanungen werden üblicherweise Prototypen erstellt. Die auf der 2D Durchstrahlung und 3D CT basierende zerstörungsfreie Werkstoffprüfung ermöglicht das Aufdecken von Unstimmigkeiten zu den CAD-Daten. Bei diesem Verfahren wird von einem Soll-Ist-Vergleich gesprochen. Durch das Ausbessern der CAD-Daten können mögliche Probleme schon vor der Herstellung beseitigt werden. 

Vermessen von Positionen – Bei Objekten mit einem komplexen Innenleben sind oftmals verschiedene Bauteile integriert. Dabei müssen die Abstände und Verbindungen zueinander genaustens eingehalten werden. Dies ist bei zusammengesetzten Baugruppen mit Sicherheitsvorgaben besonders wichtig. Mit diesem Prüfverfahren lässt sich die Stimmigkeit der Bauteile beweisen oder widerlegen. 

Vermessen komplexer Formen – Zu diesen Objekten gehören unter anderem die Gussformen. In dem Bereich ist die industrielle Messtechnik per 3D CT besonders hervorzuheben. Diese ist beispielsweise in der Branche der Automotive verbreitet. Dort werden im Motorenbau mehrere Komponenten aus Aluminiumdruckguss gefertigt, bei denen eine hoch qualitative Prüfung erforderlich ist. Angesichts deren Formeigenschaften kann eine andere zerstörungsfreie Werkstoffprüfung dem nicht gerecht werden. Deshalb bereichert die industrielle Computertomographie mit der Volumenansicht diesen Bereich besonders stark. Ebenso hilfreich ist das Messverfahren bei Elastomeren. Diese können beim Zusammenbau eines Objektes Ihre Form verändern, was anderweitig nicht mehr prüfbar ist. 

Qualitätssicherung:

Im Zuge der Qualität wird eine 2D Durstrahlung oder ein 3D CT Verfahren überwiegend bei der Fehleranalyse von Bauteilen angewendet. Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung bietet sich im Bereich der Gussteile sowie auch bei der Schweißnahtprüfung an. Mit dem Einsatz zur Sicherung der Qualität werden innenliegende Fehler frühzeitig lokalisiert. Damit werden schwerwiegendere Folgeschäden verhindert. 

Prüfen von Spritz- und Druckgussteilen – Im Bereich der Produktqualität nimmt die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung eine wichtige Rolle ein. Bei Bauteilen aus Spritzguss oder Druckguss können nicht ersichtliche Fehlerformen wie Lunker entstehen. Mit der Anwendung einer 2D Durchstrahlung oder 3D CT Untersuchung lassen sich diese lokalisieren und auswerten. Des Weiteren wird bei einer 3D CT das vorherige Fließverhalten eines ausgehärteten Werkstoffes gut ersichtlich. Neben den Lunkern können aus dem Fließverhalten auch andere Mängel entstehen. Deren Fehlergründe lassen sich mit dem erkennbaren Werkstofffluss und der Lokalisierungsmöglichkeit rückführend ausmachen. Mit dieser Schadensanalyse ist das Fließverhalten optimierbar, sodass die Qualität gesteigert werden kann. 

Prüfen von Schweißnähten – Diese erfordern häufig eine sehr hohe Qualität. In dem Bereich gibt es mehrere Verfahren für eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung. Der Unterschied zu den Durchstrahlungsprüfungen liegt in der Visualisierung. Mit der industriellen 2D Durchstrahlung und 3D CT lassen sich mögliche Fehler wie Risse, mangelnde Durchschweißung, Hohlräume und Einschlüsse bildlich ausfindig machen und bewerten. 

Materialcharakterisierung:

Im vorherigen Einsatzgebiet zur Sicherung der Qualität lässt sich die Möglichkeit der Materialcharakterisierung, im Sinne der Materialhomogenität, schon indirekt herauslesen. Dadurch stehen beide Gebiete teilweise direkt in Verbindung zueinander. Hinzukommen weitere Einsatzgründe für eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung per 2D Durchstrahlung und 3D Computertomographie. Diese heben die nicht angesprochenen Bereiche der Materialcharakterisierung hervor. 

Charakterisierung von Legierungen – Die gewinnbringenden Informationen beziehen sich auf die Phasen und Strukturen. So sind beispielsweise eutektische Phasen ersichtlich. Mit den Erkenntnissen aus Analysen können somit auch Mischungsprozesse durch eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung besser kontrolliert und geprüft werden. 

Charakterisierung von Kunststoff – Im Sinne dieser Materialprüfung lässt sich die Faserstruktur und Faserorientierung von faserverstärkten Kunststoffen bestimmen. Folgend können die Qualität und die quantitativen Eigenschaften (z.B. Position, Geometrie und Verteilung) mit einem Analyseverfahren ausgewertet werden. 

Charakterisierung in der Archäologie – Die Anwendung in dem Bereich ist eine zukunftsorientierte Alternative zu den ursprünglichen Verfahren. Das Gerät ART X-RAY ist ein gutes Beispiel. Dessen Einsetzung kann vielfältige Informationen einbringen. So lassen sich die Merkmale Struktur, Material, Entstehungsweise, Erhaltung und Alter bestimmen. Mit Abschluss der Analyse kann eine erfolgreiche Planung zur Konservierung und Restaurierung durchgeführt werden.

FORDERN SIE JETZT IHREN PROBESCAN AN

Mit unserem kostenfreien Scan entstehen Ihnen nur Vorteile. Sie erhalten wichtige Einblicke in die Qualität unserer Arbeit und Ihrer Bauteile. Füllen Sie daher gleich jetzt unser kurzes Kontaktformular aus, wir rufen Sie umgehend zurück.

Tragen Sie sich in das Kontaktformular ein.

Wir werden uns mit Ihnen binnen 24h in Verbindung setzen.

Sie schicken uns Ihr Bauteil.

Wir senden Ihnen die RT/CT-Bilder Ihres Bauteils zurück.

Kontaktformular

Kontaktformular ausfüllen
und wir setzen uns binnen 24h kostenlos und unverbindlich mit Ihnen in Verbindung.

   Hier unsere >>Datenschutzerklärung<<

Wie wähle ich das richtige Gerät, für eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung per Röntgenstrahlung?

Mit der Anwendung einer 2D Durchstrahlung oder 3D CT können über eine digitale Visualisierung viele aufschlussreiche Informationen gewonnen werden. Für eine optimale Darstellung des Objektes sollten folgende einflussreiche Faktoren beachtet werden: 

  • Materielle Einflussfaktoren (Dichte, Größe und chem. Zusammensetzung)
  • Erforderliche Auflösung
  • Erforderliche Genauigkeit
  • Zeitkapazität in Bezug zur Aufnahme

Die Faktoren hängen stark vom Einsatzgebiet ab. Somit sollte dies genauestens festgelegt werden, um zwischen den Faktoren abwägen zu können. Nach dem Abschluss der Einsatzplanung können die Module der Geräte für eine 2D Durchstrahlung oder 3D CT zusammengestellt werden. 

Sofern Sie eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung per Röntgenstrahlung anstreben, beraten wir Sie gerne mit professionellen Informationen. Zu zielgerichteten Anforderungen können wir Ihnen passende Entscheidungsfaktoren sowie -merkmale benennen. Nach deren Beurteilung kombinieren wir für Sie geeignete Module. Diese setzen wir anforderungsbedingt im Röntgenkabinett DXC3000 für eine 2D Durchstrahlung oder in einem industriellen Computertomographen zusammen. Auf unserer Website www.xray-gampp.de können Sie sich mühelos einen ersten Eindruck unserer vielfältigen Angebote verschaffen. Für weitere Fragen und Beratungen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Serienprüfung

Für die Serienprüfung Ihrer Bauteile bieten wir modular einrichtbare Prüfplätze an. Durch den Einsatz verschiedener Radioisotope und Röntgenröhren mit bis zu 450 kV passen wir das System auf optimale Reproduzierbarkeit bei maximalem Durchsatz für Ihre spezifischen Bauteile an.

Filmdigitalisierung

Über Jahrzehnte angesammelte Röntgenbild-Archive erfordern Platz, sorgfältige Pflege und großformatige Betrachtungsgeräte. Die zuverlässige Digitalisierung durch X-RAY Gampp sichert deren dauerhafte Archivierung in einer Auflösung bis hinunter zu 50 Mikrometern. Betrachten Sie die digitalisierten Bilder fortan direkt von jedem Arbeitsplatz.

Schweißnahtprüfung

Die Durchstrahlungsprüfung (RT) deckt Porennester und Schlackeneinschlüsse in Schweißnähten ebenso auf, wie tiefliegende Längs- oder Querrisse. Wir verfügen mit unseren Partnern über ein breites Spektrum an Röntgenquellen. Damit untersuchen und dokumentieren wir Schweißnähte von 5 bis 400 Millimetern Wanddicke.

Gussteilprüfung

Die Detektion von innenliegenden Rissen, Poren oder Lunkern in den komplexen Geometrien gegossener Druckbehälter, Kurbelwellen oder Turbinenschaufeln stellt hohe Ansprüche an die zerstörungsfreie Gussteilradiographie. X-RAY Gampp und seine Partner verfügen über langjährige Erfahrung. Wir halten Ihre Werksnormen sowie alle gängigen deutschen und internationalen Normen streng ein.

  • info@xray-gampp.de
  • +49 (0) 2131 3192152
  • Hülchrather Str. 9 D-41466 Neuss
  • Mo. - Fr. 09:00 Uhr - 17.00 Uhr

Impressum              Datenschutz

© 2019 All Rights Reserved​