Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung/Penetration Testing
Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung nach dem Farbeindringverfahren mit floureszierenden nachemulgierbaren Eindringmittel
Dies ist ein vereinfachter illustrierter Prüfbericht für eine Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung nach dem Eindingverfahren mit nachemulgierbaren floureszierenden Eindringmittel. Ganz schwere Benennung von einem eigentlich einfachen Vorgang. Er dient dazu, Ungänzen (Fehler) in Werkstücken, während der Fertigung, nach Reparaturen, nach der Fertigung und bei jedem Anlass zu finden wo eine Visuelle Darstellung der Fehler durch Farbkontraste erwünscht ist. Ich beschreibe hier nur das Eindringverfahren mit nachemulgierbaren Eindringmittel, welches flouresziert bei UV-A Einstrahlung.
Wie ich jetzt dazu kommen? Nun, ich besuche eine Ausbildung zum Materialprüfer für Zerstörungsfreie Prüfungen, Qualifiziert in der Stufe2. Das "Stufe2" bedeutet, das ich nicht nur Fehler suchen darf, sondern auch sagen darf ob gut oder schlecht um sie am ende freigeben zu können, oder ggf. zu sperren. In einem der vielen Praktika in den verschiedenen Techniken, habe ich mal bei dieser Technik einige Bilder geschossen um jedem den Einblick zu ermöglichen, wie der Schiffsdiesel auf Fehler überprüft werden KANN. Ich weise noch darauf hin, das es nicht das einzigste Verfahren ist, um Fehler in Werkstücken (Risse, Schmiedefalten, Löcher, Poren usw. zu finden. Unter anderem geht es hier auch um die prüfung von Schweißnähten! Und nun viel Spaß bei den Bildern. Die Bildunterschriften sind uzu beachten!
Alle Angaben ohne Gewähr auf Richtigkeit! Alle Angaben wurden etwas abgespeckt, um das es jeder verstehen kann! Rechtschreibfehler kommen vor, also einfach mal ein Auge zudrücken!
Auf diesem Bild erkennt man einen "Gussteller" aus Stahl (Sorte unbekannt), welcher einen Durchmesser von 117mm besitzt. Geprüft werden
soll 100%PT. Heist, volständige Eindringprüfung mit einem System meiner wahl. Ich wählte hierfür das System mit nachemulgierbaren (was das ist, beschreibe ich weiter unten),
floureszierenden Eindringmittel, welches die Ungänzen (Fehler) später unter einer UV-A (Schwarzlicht) Leuchte (Lampe mit Reflektor) sichtbar macht.
Bei diesem System leuten die Fehler gelb-grün, WEIL das menschl.Auge seine höchste Farbempfindlichkeit bei ca.555nm besetzt. Bei Dämmerung
verschiebt das das zu mehr grün. Daher die vorgegebene Farbe des Mittels.
Die Beleuchtungsstärke misst man mit einem Luxmeter. Doch eine Schwarzlichtröhre gibt im grunde kein sichtbares Licht ab,
welches wir mit einem Luxmeter messen können/wollen. Es währe auch kaum was messbar.
Aber es gibt dafür eine Wellenlänge ab, welche man nun mit einem Bestrahlungsmessgerät messen kann, welches für UV-A Strahlung
ausgelegt ist. Hier benötige ich 10W/m². Das heist, das wir bei uns einen 1000Watt Strahler haben, welcher mit einer Filterscheibe arbeitet, um alles
andere an Wellenlängen draussen zu lassen und nur die UV-A Strahlung durchzulassen. 10cm vor der Leuchte konnte mein Messgerät, welches bis
60W/m² geht, nichts mehr messen. Und glaubt mir, das ist nicht mit einer Schwarzlichtröhre zu vergleichen. Ich vermute mal, das Discotheken
solche Strahler verwenden werden.
Was bedeutet dunkel? In einem dunklen Raum mit sehr sehr wenig Restlicht haben wir ungefähr kleiner 15 lx.
In einem Raum mit Oberlichter und Fenster ohne Behang kommen schon gute 1000lx zusammen. Bei diesem Eindringmittel,
welches ja flouresziert, sollte der Restlichtanteil sehr gering sein. Weniger als 20lx sind dafür vorgegeben und durch DIN Normen auf Europäischer
Basis fixiert. 20lx muss man sich vorstellen, wenn man in einem Raum ohne Fenster an einem Tisch arbeitet, welcher an der Wand steht. Der Raum umfasst eine
Wandlänge von 6m x6m. Hinter einem, an der hinteren Wand steht eine 15W Schreibtischleuchte mit Energiesparlampe und einem nach
unten zeigenden Reflektor. Messe ich nun an meinem Schreibtisch, habe ich um die 20lx. Das weiße Ding auf dem Sensor (das kleinere Teil von beiden),
dient dazu die Wellenlängen herauszufiltern, um quasi nur den Lichtanteil durchzulassen, welcher auch nur das menschl. Auge registrieren würde.
380nm - 780nm / blau über grün bis rot.
Dies ist ein Kontrollkörper. Er besitzt genau definierte und absichtliche Fehler in meheren bekannten Abstufungen. Parallel zu seinem
zu prüfenenden Stück, wendet man seine Methode auch an diesem Kontrollkörper an. Ich weis, das er 5 kleine sternförmige Risse aufweist,
welche 5 verschiedene Ausprägungen aufzeigen. Sehe ich nun nach dem Testen nur 4 von denen, kann ich Rückschlüsse darauf ziehen,
wie gut mein Eindringmittel mit dem Entwickler arbeitet. Wenn ich z.B. den kleinsten Bruch nicht erkennen kann auf meinem Kontrollkörper,
werde ich Fehler in der Größe auch nicht auf meinem Prüfstück erkennen können. Dazu aber gleich mehr...
Auf der Rückseite sind einige Daten eingelasert, welche den Kontrollkörper unverwechselbar machen und eine nachträgliche
Prüfung gekoppelt mit dem Prüfbericht zu 100% reproduzierbar macht. Das kann wichtig sein, wenn meine Prüfung an dem
Prüfstück angezweifelt wird. Auch dieser unterliegt einer DIN Norm. Allerdings diesmal eine International (ISO) gültige Norm! Es wird also
dieser Kontrollkörper genau die gleichen Eigenschaften in allen Parametern aufweisen, wenn man ihn aus einem anderen Land beziehen würde!
Hier sieht man die Aussseinseite der UV-A Leuchte (Lampe mit Reflektor). Diese Leuchte wird verdammt warm und beseitzt an der Oberseite
einen 90mm Lüfter. Im Innern vermute ich eine Gastentladungslampe mit Xenon, welche einen sehr hohen UV Anteil besitzt. Jene Wellenlängen,
die durch den Filter abgehalten werden, werden unterm Strich einfach in Wärmeenergie umgewandelt. Das bedeutet leider auch,
das sehr leistungsstarke "UV-A Brenner" einen miesen Wirkungsgrad beseitzen. Dieser Brenner hat eine Leistungsaufnahme von angegebenen 1490Watt und
gönnt sich bei 230V mal eben 6,5A. Damit ist also die Stromaufnahme in einem Schulungsraum nicht unerheblich. Ich gebe zu bedenken, das dieser Schulungsraum
mit 10 Brennern ausgerüstet war, zusätzlich noch mit einem Ultraschallbad XXL und vielem Kleinkram und eine (geschätzt) 3 x 25mm² Cu Zuleitung hat.
Ein direktes Bild ohne Blitz in den Reflektor der Leuchte. Mir wurde an´s Herz gelegt nicht direkt in die Leuchte zu schauen,
da es zum "verblitzen" der Augen kommt und es sogar eine nachhaltige schädigung der Netzhaut nach sich ziehen kann. Aber, wer mich kennt der
weis, das ich genau das machen muss. Tja, auf den ersten Blick war´s auch nicht schlimm. Ich erkannte die Lampe im Reflektor. Hineingeschaut habe ich
nur wenige Sekunden. Ich schätze mal 5 - 8 Sekunden. Doch danach habe ich diese Lampe in ihren Umrissen auf meinem Prüfstück und sonst überall
gesehen, wo ich hinsah. Also damit ist absolut nicht zu scherzen!! Wenn ihr schon mal in die Sonne geschaut habt, wisst ihr was ich meine. Aber auch
wenn so ein Depp seinen Fotoblitz direkt vor eurem Auge entladen hat.
Nun wieter im Text. Ich habe das Prüfstück nun auf Holzkanteln gelegt und mir schon das Eindringmittel daneben gestellt. Es ist
angebracht und Zweckdienlich, wenn man Handschuhe anzieht und einen Augenschutz verwendet...vornehmlich mit UV-A Filter. Man erkennt schon
das schwache Hintergrundleuchten an den Schwarzen Seitenwänden.
Hier sieht man alle relevanten Daten. Was es ist, ist klar, welcher Zwischenreiniger benutzt werden darf/kann um das Zeugs wieder
weg zu bekommen, und div.Nummern zur Identifikation.
Damit habe ich dann mal schön meinen Kontrollkörper und meinen Prüfling eingepinselt. Das Zeug deckt wie sau und spritzt auch gerne mal durch die
Gegend, wenn man nicht aufpasst. Kittel ist also auch nicht so schlecht.
Als kleinen Test, habe ich mal etwas auf den Wanneboden gepinselt. Später kann man gut erkennen wie sich das Eindringmittel die
Kapillarkraft zu nutze macht um in alle noch so Kleinigkeiten zu kommen. Bitte schaut auf Wikipedia, was Kappilarkräfte sind. Die
Schicht auf dem Prüfling sieht sehr dick aus, ...ist sie aber nicht.
Der Kontrollkörper wurde nun auch eingepinselt (benetzt). Auf der linken Seite sind die Sternförmigen vordefinierten absichtlichen Brüche, auf der
rechten Seite sind mehere Rauigkeitsstufen simuliert um die Zwischenreinigung beurteilen zu können, wie sie auf verschiedenen Oberflächen
reagiert und welches Hintergrundleuchten noch normal ist und sich kaum zu vermeiden lässt. Also ganz sinnreich dieser Kontrollkörper. Er dient also
als Referenz zum Prüfobjekt.
Darum Handschuhe verwenden! Zu Tageslicht mag man die sehr hellgelbe Farbe kaum zu vernehmen, doch unter UV Licht leuchtet man wie ein
Lämmerschwanz. :-D Eventuell toll für die Disco, aber teuer für den Einkäufer.
Nun wollen wir ja das Eindringmittel NUR in den Ritzen, Spalten und sonstigen Ungänzen haben. Also muss grob das Eindringmittel runter vom
Prüfling. Da das Eindringmittel aber auf iner Basis aus Öl basiert, wird das Wasser nur begrenzt Wirkung in der Reinigung zeigen. Was wir
brauchen ist also ein Emulgator, welcher die Oberflächenspannung aufbricht und eine Bindung von Öl und Wasser ermöglicht.
Nach der ersten groben Zwichenreinigung sieht das ganze so aus. Dreckig vom Eindringmittel, undefinierbare Striche und Flecken.
Noch also keine Basis um Aussagen zu Ungänzen treffen zu können.
Auf der Kontrollkörper sieht mehr als brauchbar aus, was in diesem Stadium aber normal ist. Die rechte Seite zeigt bei etwa dem gleichen
Rauigkeitswert wie die Prüflingsoberfläche etwa die gleichen Rückstände. Das noch einmal zu den Referenzeigenschaften des Kontrollkörpers.
Eine Draufsicht verspricht Überischt! Da liegen sie nun die beiden. Einsam, getrennt, nackig und schmutzig. Aber das können und sollen wir
nun ändern.
Nun bringe ich den weiter oben schon angesprochenen Emulgator auf. Dieser bewirkt das sich das Öl (Eindringmittel auf Ölbasis) mit dem Wasser verbinden
kann und nun auch abgewaschen werden kann durch Wasser. Das ganze ist zu vergleichen, wie ein tropfen Spüli in die mit Wasser und Öl gefüllte Pfanne.
Eventuell hat BP ja noch bessere Vorschläge für die Bindung von Öl und Wasser.
Auch der Kontrollkörper wird parallel zu dem Prüfkörper behandelt mit dem Emulgator. Noch sind weder auf dem Prüfstück
noch auf dem Kontrollkörper irgendwelche Ungänzen zu erkennen.
In der Suppe aus Wasser und Eindringmittel, wirkt der Emulgator recht zügig. Mein "Hallo" ist nun auch schon abgelöst.
Nun habe ich alles mit Wasser gründlich abgewaschen und mit zwangsbewegter Luft (Haarfön) abgetrocknet. Zu beachten ist, das man unter
50°C bleibt. Jetzt schon sieht man die ersten möglichen Anzeigen für Ungänzen. Es ist auch erwünscht und empfehlungswert, jetzt schon einmal
das Erschienungsbild der zu prüfenden Oberfläche in Augenschein zu nehmen, um später eventuell auftretende Änderungen der Anzeigen Chronologisch
in die Randbemerkung zu erwähnen. Unter Umständen können viele kleine Fehler später so erscheinen, als wenn es ein große ist. Das würde man später
nicht mehr als mehere kleine erkennen, würde man jetzt Pause machen.
Der Kontrollkörper ist nun wieder blitzeblank. Naja, es scheint so. Aber auch hier ist das Eindringmittel tief eingezogen.
Der nächste Arbeitsschritt ist der entscheidene bei diesem Verfahren der Zerstörungsfreien Prüfung von Prüfteilen auf Ungänzen.
Der Entwickler. In diesem Fall ein Gemisch in der Dose aus sehr flüchtigem Alcohol oder Butan (weis ich nicht genau) und Kreidepulver.
Das Kreidepulver hinterlässt mit dem Lösungsmittel eine sehr gleichmässige und sehr dünne Schicht Kreide. Das Lösungsmittel verdampft sekunden
nach dem aufsprühen. Wichtig nun, immer wieder hinzusehen. Sinn und Zweck von der Kreide ist, das sie das Eindringmittel nun aus den Ungänzen saugt
und sichtbar an die Oberfläche bringt. Sie bluten aus. Nur muss man öfters mal hinschauen, um nicht eine markante wichtige Veränderung
der Anzeigen zu verpassen. 10min Einwirkzeit sind hier ein gutes Maß für die finale Inspektion.
An meinem Prüfstück erkenne ich nun mehr als deutlich die Ungänzen. Ich habe erfahren das es sich sehr warscheinlich nicht um ein Guss, sondern um
ein Schmiedeerzeugniss handelt und der lange umlaufende Fehler kein Riss, sondern eine Schmiedefalte ist. Das aber rein spekulativ.
Nun werden alle Ungänzen auf der Skizze eingetragen, bemaßt und nach bestimmten Kriterien ausgemacht ob sie relevant sind oder nicht.
Diese Vorgaben wurden vorher mit dem Kunden ausgemacht. Ich denke nicht das eine Ungänze kleiner als 0,01mmm wichtig sein wird, noch erkannt werden kann
mit diesem Verfahren.
Ein zweites Beispiel ist ein Ventil von einem Verbrennungsmotor. Dieses hat einen gut sichtbaren Fehler, welcher schon beim
hinsehen ohne Prüfmittel sichtbar ist. (Sichtprüfung allgemein). Doch machen wir einmal eine genauere Prüfung! Viele Schritte lasse ich
hier einmal weg und zeige nur die markanten Ergebisse.
Nach der Zwischenreinigung sieht man schon ohne den Entwickler das floureszierende Eindringmittel im Riss. Noch ist KEIN Entwickler aufgebracht
worden.
Ich habe hier mal eindeutig zu viel Entwickler aufgetragen. Der Riss ist aber so deutlich und groß, das er sich nicht verstecken kann.
Man kann aber gut an der Farbe des Entwickler ausmachen, das es Kreide sein muss.
Unter dem UV-A Licht ist der Riss nun wirklich mehr als sichtbar.
Ich danke für eure Geduld und euer Interesse. Ich werde auch versuchen das ganze Inhaltlich noch einmal gegenlesen zu lassen. Denn ich will ja nichts falsches hier rein schreiben. Ist ja nun auch schon 23:12Uhr und da kann schon mal ein Fehler passieren. s
Di / 08.03.2022
