ZfP Zerstörungsfreien Prüfung

Eindringmittel Typ I: mit fluoreszierende Eindringmittel

Zwischenreininger Verfahren A: mit Wasser

Entwickler Art a: mit Trockenentwickler

Empfindlichkeitsklasse 2: mittel empfindlich

Eindringmittel Typ I: mit fluoreszierende Eindringmittel

Zwischenreiniger Verfahren B: mit Lipophiler Emulgator

Entwickler Art b: Nassentwickler auf Wasserbasis, wasserlöslich

Empfindlichkeitsklasse 3: hochempfindlich

Fehler unter der Oberfläche, z.B. volumetrische innere Fehler: Lunker, Poren etc.

Fehler die nicht zur Oberfläche hin offen sind.

Hellbereich

Zwischenreinigung: auf der Prüffläche mind. 350 lx weisses Licht (SN EN ISO 3452-1).

Inspektion: auf der Prüffläche mind. 500 lx weisses Licht (SN EN ISO 3452-1).

Dunkelbereich

Zwischenreinigung: Waschstation unter UV-A Lampe, mind. 1 W/m² (SN EN ISO 3452-1); 3 W/m² (SN EN ISO 3059 für PT+MT); max.150 lx Hintergrundbeleuchtung.

Inspektion: auf der Prüffläche, UV-A Strahlung Wellenlänge 365 nm, Bestrahlungsstärke mind. 10 W/m² aber max. 50 W/m^2,

Hintergrundbeleuchtung max. 20 lx (SN EN ISO 3059 für MT+PT)

Öl, Fett, Farben, Schmutz, Rost, Zunder, Staub, kann mit irgendein Lösemittel vorrgereinigt werden.

Zunder und Rost können mittels Beizen (Säure und Laugen sind ebenfalls chemische Vorreinigung) entfernt werden.

Funktion: Emulgator als Zwischenreiniger (Verfahren B+D) machen nicht wasserlösliches Eindringmittel wasserlöslich (nachemulgierbar). Anschliessend kann das überschüssige, nun wasserlösliche Eindringmittel mittels Wasser von der Prüfoberfläche entfernt werden.

Vorteile: durch genauen Einhaltung der Emulgierzeit ist ein "Überwaschung" weitgehend ausgeschlossen.

Emulgierdauer: die Emulgierzeit muss duch Vorversuche am effektiven Prüfgegenstand festgelegt werden und ist exakt diejenige Zeit, in welcher das Eindringmittel nur genau bis an die Oberfläche wasserlöslich wird, nicht aber in den Fehlstellen. Dieses "Wasserlöslichmachen" von primär nicht wasserlöslichem Eindringmittel ist abhängig von der Konzentration des Emulgators (Mischverhältnis nach Herstellerangaben).

(SN EN ISO 3452-1)

Temperaturbereich der Prüffläche mind. 10°C und max. 50°C.

Beim Spezialprüfmittelsysteme für "Heissprüfung" bis 180°C / 200°C bzw. "Kaltprüfungen" bis -20°C möglich.

Eindringdauer ist abhängig von: Prüftemperatur, Werkstoff, Empfindlichkeitsklasse. Eindringdauer zwischen 5 und 60 Minuten, 30 Minuten bis 2 Stunden bei Austeniten oder Titanlegierungen.

In keinem Fall darf während des Eindringvorganges Eindringmittel antrocknen.

Bei der Verwendung von fluoreszierendem Eindringmittel ist immer genügend Kontrast vorhanden (fluoreszierende Anzeige gegen schwarzen Hintergrund unter UV-A Lampen). Deshalb muss hier weniger Entwickler aufgebracht werden (nur Rückbenetzung).

definierte Kontrollkörper: Kontrollkörper mit definierten Fehlerabmessungen (Breite, Tiefe). Deren Fehlergrössen sind in einer gewissen Toleranz vorgegeben. Somit sind ide Ergebnisse von verschiedenen Kontrollkörpern des gleichen Types untereinander vergleichbar.

nichtdefinierte Kontrollkörper: Kontrollkörper mit nichtdefinierten Fehlerabmessungen (Breite, Tiefe). Deren Fehlergrössen sind zum Teil zwar bekannt und mittels Zertifikat definiert, sie können aber von Kontrollkörper zu Kontrollkörper gleichen Typs variieren. Somit sind die Ergebnisse nicht definierter Kontrollkörper untereinander nicht vergleichbar.

Kontrollkörper mit definierten Fehlerabmessungen:

- Kontrollkörper Typ1 (SN EN ISO 3452-3), besteht aus einem Satz von vier Platten mit künstlichen definierten Fehlern in den Nickel Chrom Beschichtungen.

- Kontrollkörper A (DIN 54 152 Teil 3)

- ARDROX Kontrolllkörper: besteht aus 3 einzelnen Plätchen, mit definierten Fehlergrössen (Längsfehler)

- NBS-Kontrollkörper (NBS = National Bureau of Standards, USA): Es ist ein poliertes, in Kunstharz engegossenes, mit Längsnuten versehenes Stahlstück.

Kontrollkörper mit nicht definierten Fehlerabmessungen:

- Kontrollkörper 2 (SN EN ISO 3452-3) 

- Konrollkörper B (DIN 54 152, Teil 3)

- AI-Kontrollkörper nach MIL

- RUN-CHECK Kontrollplattchen

Gemäss SN EN ISO 4352-1 besteht die Eindringprüfung aus klar definierten Schritten. 

1. Vorbereitung und Vorreinigung

2. Eindringvorgang

3. Zwischenreinigung

4. Entwicklungensvorgang

5. Inspektion

6. Protokollierung

7. Nachreinigung

Je nach Begründung gibt es zwei richtige Antwort:

Nein, Da die Norm als Standard-Temperaturberich 10°C bis 50°C vorgibt.

Ja, mit geeigneten Prüfmittelsysteme für "Heissprüfungen" bis 180°C / 200°C. Bei diesen Prüfmittelsystemen werden gleich wie bei den "Standardprüfmittelsystemen" Musterprüfungen durchgeführt, wenn auch in den entstrechenden Temperturbereichen. Dadurch wird nachgewiesen, dass diese Prüfmittelsysteme für die entsprchenden Temperaturbereiche auch eine gewisse Empfindlichkeitsklasse besitzen.

1 Vorwaschen vor dem Emulgatoren (Grobreinigung):

Lipophiler Emulgator B: NEIN, der lipophile Emulgator ist auf Ölbasis aufgebaut. Somit kann das entsprechende Eindringmittel mittels Wasser nicht entfernt werden. Der Prüfgegenstand wird direkt in den Emulgator getaucht.

Hydrophiler Emulgator D: JA, der hydrophile Emulgator ist auf Wasserbasis aufgebaut. Somit kann das entsprechnde Eindringmittel mittels einem "Vorwaschen" mit Wasser Grob aber nicht vollständig entfernt werden (Grobreinigung). Es entsteht aber bei deisem "Vorwaschen" eine gleichmässige Eindringmittelschicht auf der Oberfläche, was ein regelmässiges und kürzeres Emulgieren erlaubt.

2 Konzentration des Emulgators:

Lipophiler Emulgator B: Immer 100% (unverdünnt)

Hydrophiler Emulgator D: Mit Wasser verdünnt gemäss Vorgaben des Herstellers, normalerweise 3% bis 30%. Wichtig ist, dass für die Vorversuche und die anschliessenden Zwischenreinigungen die gleiche Konzentration verwendet wird.

3 Möglichkeit von mehrmaligem Emulgieren:

Lipophiler Emlgator B: NEIN, wird beid der Feinreinigung mit wasser festgestellt, dass die Emulgierzeit zu kurz war, d.h. das Eindringmittel nicht vollständig von der Oberfläche entfernt werden kann, muss von vorne gegonnnen werden, d.h. Vorreinigung, eindringvorgang etc.

Hydrophiler Emulgator D: JA, wird bei der Feinreinigung mit Wasser gestgestellt, dass die Emulgierzeit zu kurz war, d.h. das Eindringmittel nicht vollständig von der Oberfläche entfernt werden kann, so darf noch einmal emulgiert werden. Der Prüfgegenstand darf also nach der Feinrieinigung unter Wasser nochmals im Emulgator getacht werden, damit das gesamte Eindringmittel entfernt werden kann. Dies ist unbeschränkt wiederhlbar

4 Emulgierzeiten:

Lipophiler Emulgator B: IM SEKUNDENBEREICH, da der lipophile Emlgator immer in 100% Konzentration verwendet wird, ist die Emulgierzeit normalerweise sehr kurz.

Hydrophiler Emulgator D: IM MINUTENBEREICH, da der hydrophile Emulgator verdünnt verwendet wird, ist die Emulgierzeit länger.

5 Verwendung in der Praxis:

Lipophiler Emulgator B: WIRD KAUM MEHR VERWENDET, Der lipophile elulgator wird fast nicht mehr hergestellt und ist somit auch kaum mehr erhältlich. Einzige sinnvolle Anwendung ist bei mechanisierten Anlagen, bei welchen die Taktzeiten sehr kurz gehalten werden können (Sekundenberich).

Hydrophiler Emulgator D: WIRD FAST NUR NOCH VERWENDET, inder Praxis wird fast ausschliesslich der Hydrophile Emulgator verwndet.

6 Kosten:

Lipophiler Emulgator B: RELATIV HOCH, da der lipophile Emulgator kaum mehr verwendet/hergestellt wird, sind die Kosten auch relativ hoch. 

Hydrophiler Emulgator D: RELATIV TIEF

1) Quantitativ kann die Benetzungsfähigkeit einer Flüssigkeit durch den Randwinkel beschrieben werden. Unter dem Randwinkel versteht man den Winkel, den eiene Flüssigkeit an ihrem Rand mit einer Oberfläche einschliesst.

2) Je kleiner der Randwinkel, desto besser die Benetzungsfähigkeit.

1. herstellungsbedingte Fehler: 

-Fehler in Gussstücken (Gussfehler)

-Fehler in der Schweisskonstruktionen (Schweissfehler)

-Fehler in Umformprodukten, z.B. in geschmiedeten Teilen (Schmiedefehler), in gezogenem Material (Halbzeug, Stangen, Knüppel, Profile, Drähte), Fehler in Blechen (Blechfehler)

-Wärmebehandlungsrisse, Härterisse

2. Bearbeitungsbedingte Fehler:

-durch Umformung bedingte Fehler, z.B. Biegen, Ziehen, Pressen)

-durch mechanische Bearbeitung bedingte Fehler, z.B. Schleifen, Drehen, Fräsen, Bohren

3. durch Betriebsbeanspruchungen bedingte Fehler:

z.B. Ermüdungsrissen, Spannungsrissen, Thermoschockrissen

1. Bei nicht magnetisierbarer Werkstoffe :

- Austenite, (nicht magnetische Stähle)

- Leichtmetalle (Al, Titan, Magnesium, etc.) und deren Legierungen

- Buntmetalle (Cu, Ti, Mg) und deren Legierungen

- Kunststoffe, solange diese nicht mit der Prüfmittel chemisch reagieren (angegriffen werden).

- Glasierte Keramik

2. PT kann ohne Stromversorgung geprüft werden

3. PT hat eine kleinere / leichter Ausrüstung und Infrastruktur 

Wenn bei der Zwischenreinigung Wasser (A) oder Wasser mit Lösemittel (E) verwendet wird, so ist bei der darauf folgenden Verwendung von Nassentwicklern auf Wasserbasis mit einer gweissen Vorsicht vorzugehen, da man bei diesen Entwicklertypen den Prüfgegenstand kurzzeitig in Wasser taucht. Es besteht dabei eine gewisse Gefahr des Überwaschens, da der Eindringmittel zwei mal mit Wasser in kontakt kommt.

Folgende Gesichtspunkte sind im Einzelnen bei der Erstellung von Prüf- und Lieferanweisungen zu berücksichtigen:

8 Spezifikationen:

1. Werkstoff: Austenit, Stahl, Titan

2. Geometrie nicht prüfbare Bereiche

3. Erzeugnisform (Guss- Schmiedestahl, Schweissnaht) Fehlerkatalog

4. Stand der Prüftechnik

5. Sicherheitstechnische Relevanz

6. Beanspruchung, Bruckmechanik, Festigkeit

7. Regelwerk: ASME, DIN, SVTI, A/D-Merkblätter

8. Prüfkosten

Das Sichtbare Licht und die kurzwellige, gesundheitschädliche UV-B- und UV-C- Strahlung wird durch einen Filter (Quarzglas) ausgefiltert, so dass nach der Filterung nur noch die unschädliche und für die fluoreszierende Prüfung relevante langwellige UV-A- Strahlung (365 nm) vorhanden ist.

Der Gesamte Prüfvorgang muss wiederholt werden, beginnend mit der Vorbereitung und Vorreinigung.

Die Zunderschicht muss vorgereinigt werden, entweder mechanisch oder chemisch z.B. Beizen.

Gute Benetzungsfähigkeit = Kohäsionskräfte < Adhäsionskräfte = die Kohäsionskräfte sind kleiner als die Adhäsionskräfte, d.h. die Flüssigkeit verteilt sich auf der Oberfläche und benetzt diese vollständig.

Schlecht Benetzungsfähigkeit = Kohäsionskräfte > Adhäsionskräft = Die Kohäsionskräfte sind grösser als die Adhäsionskräfte, d.h. die Flüssigkeit zieht sich auf der Oberfläche zusammen und bildet entsprechend Tropfen. Die Flüssigkeit benetzt die Oberfläche nicht.

Eindringmittel Typ II: Farbeindringmittel

Zwischenreiniger Verfahren C: Lösungsmittel (flüssige Phase)

Entwickler Art e: Nassentwickler auf Lösemittelbasis (für Typ II)

Empfindlichkeitsklasse 2: hochempfindlich

Eindringmittel Typ I: fluoreszierende Eindringmittel

Zwischenreiniger Verfahren D: Hydrophiler Emulgator

Entwickler Art b: Nassentwickler auf Wasserbasis wasserlöslich

Empfindlichkeitsklasse: hochemphindlich

1. definierte Kontrollkörper

2. nichtdefinierte Kontrollkörper

Damit der für die Vorreinigung verwendete Reiniger auf der Oberfläche und in den Fehlern verdunstet ist und somit sieser Reiniger nicht das Eindringmittel angreifen kann, die gesamt Oberfläche benetzt wird und damit das Eindringmittel in die "leeren" Fehler eindringen kann bzw. die gesamte Oberfläche benetzt.

1. Ort, Lage (Wo?)

2. Orientierung (längs, quer, im Umfangsrichtung?)

3. Art des Fehlers (linear, rundlich, rissartig, netzartig, sternförmig?)

4. Masse (Länge, Durchmesser?)

5. Abstände von Anzeigen

6) Anordnung von Anzeigen (regellos, in Zeilen, in Reihen, Ansammlung?)

7) Häufigkeit von Anzeigen (z.B. je m Schweissnahtlänge oder je Bezugsfläche)