Zerstörende Prüfungen

Zugversuch

Der Zugversuch ist ein Versuch zur Ermittlung des Verhaltens eines Werkstoffs bei einer einmaligen Zug- oder Druckbeanspruchung. Dabei werden an geometrisch definierten Proben werkstoffspezifische Kennwerte ermittelt.


Was: Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehngrenze, Bruchdehnung, Bruchart, Brucheinschnürung u.a.
Wie: Zerstörend
Woran: An Norm-Zug-Proben, auch Kopf-, Schäl- und Scherzugproben an Schweißverbindungen

Universalprüfmaschine „inspekt table“ von Hegewald & Peschke, maximale Prüfkraft 100kN, Kraftmessbereich Klasse 1, Traversengeschwindigkeit 0,005-400mm/min; Zug- und Druckbeanspruchung sowie Zeitstandversuche möglich.

  • Metalle:
    EN ISO 6892-1, ISO 6892, ASTM E 21, DIN 50154, DIN 50125
  • Kunststoffe:
    ISO 527, ASTM D 638
  • Faserverstärkte Verbundwerkstoffe: ISO 14129

Die Proben werden jeweils in der Zugprüfmaschine eingespannt. Nach Vermessen der Ausgangslänge und dem Querschnitt wird die Probe gleichmäßig auf Zug beansprucht und bis zum Bruch gedehnt. Währenddessen werden Kraft und Weg (Zunahme der Messlänge) aufgezeichnet. Die erforderliche Kraft, die Verlängerung und die Querschnittsveränderung an der Bruchstelle werden gemessen.

Daraus lässt sich das charakteristische Spannungs-Dehnungs-Diagramm erstellen mit den Werkstoffkenngrößen Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Brucheinschnürung. Aber auch andere Kennwerte können mit Hilfe der Zugprüfung ermittelt werden.

Mit diesem Verfahren kann die Härte der gesamten Fläche ermittelt und darstellt werden.

Härteprüfung

Neben der Prüfung nach Rockwell und Brinell ist dies die gängigste Messmethode. Der Hauptunterschied zwischen den Härteprüfungen ist die Wahl des Prüfkörpers. Dieser ist bei dem Verfahren nach Vickers eine Diamantpyramide mit einem Spitzenwinkel von 136°. Diese Diamantpyramide (sehr klein) wird mit einer definierten Kraft über einen Zeitraum von 10-15sec. in die Oberfläche eines Bauteils gedrückt. Es entsteht ein bleibender Abdruck, welcher vermessen werden kann. Es werden mindestens drei Eindrücke gemacht, um eine statistische Sicherheit bei der Messung zu erzielen.

Spektroskopie

Emissionsspektrometrie (Flammspektrometer), Verwechslungsprüfung (PMI)

Das mobile Spektrometer PMI-MASTER Pro wird für die präzise Analyse von Schlüsselelementen, schnelle Werkstoffprüfung, positive Materialbestimmung (PMI) und zum Sortieren von Metall benötigt. Es ist für den anspruchsvollen Einsatz in der Industrie geeignet und benötigen dank der robusten Bauweise keine Laborbedingungen.

 

Was: Massenprozentanteil der Legierungselemente
Wie: Zerstörend & Zerstörungsfrei
Woran: Am Original

  • Werkstofferkennung, Stahlbestimmung, Recycling
  • Quantitative Analyse von Legierungselementen
  • Aussagen zur Materialgüte (Zusammenhang von Festigkeitskenn- werten und chemischer Analyse)
  • Werkstoffcharakterisierungen
  • Einfache und schnelle Analyse
    Präzise Analyse und
  • Materialbestimmung
  • State-of-the-art Technologie

 
ist ein Gerät zur chemischen Analyse und dient der Darstellung des Emissionspektrums von chemischen Stoffen. Die hauptsächliche Verwendung liegt in der schnellen Analyse von Metalllegierungen. Verwendet wird für einfachere, extrem schnelle Analysen (z. B. Massentest in der Qualitätssicherung, Sortierung von Schrott) ein Lichtbogen zwischen einer Kupfer- oder Silberelektrode und einer grob geschliffenen Materialprobe. Dadurch wird Probenmaterial verdampft und die freigesetzten Atome und Ionen durch Elektronenstoß angeregt. Die emittierte Strahlung wird über Lichtleiter an die optischen Systeme geleitet, wo diese dann in ihre einzelnen spektralen Komponenten zerlegt wird. Jedes Element, das in der Probe enthalten ist, emittiert auf mehreren Wellenlängen und kann somit über Photomultiplier gemessen werden. Die so gemessene Strahlungsintensität verhält sich proportional zur Konzentration des Elements in der Probe. Für genauere Analysen (z. B. Werkstoffprüfung, Schmelzenführung in Gießereien und Hüttenwerken) wird ein periodischer Funke unter Argon zwischen einer Wolframelektrode und einer sehr sorgfältig aufbereiteten Materialprobe verwendet.

  • Leica Auflichtmikroskop DM 2500 M bis 500-fache Vergrößerung, CLEMEX Captiva Mikroskopier-Software
  • Bresser Stereo-Auflichtmikroskop Advanced ICD 10- bis 160-fache Vergrößerung + Kamera + Software
  • Kamera Sony Alpha 5000 mit Makroobjektiv

DVS 2916-4
Prüfen von Widerstandspressschweißverbindungen – Metallografische Prüfung

DIN EN ISO 17639
Zerstörende Prüfung von Schweißverbindungen an metallischen Werkstoffen –
Makroskopische und mikroskopische Untersuchung von Schweißnähten

Um eine metallografische Untersuchung vornehmen zu können, müssen die Probestücke zuerst einer umfangreichen Vorbereitung unterzogen werden. Aus großen Probestücken müssen zuerst handliche, an die vorzunehmende Prüfung angepasste Proben durch Sägen oder Trennen herausgearbeitet werden. Kleine Muster werden einzeln oder zu mehreren zusammengefasst in Einbettformen mit einer Kunststoffmasse eingegossen. Größere Proben können auch direkt weiterverarbeitet werden. Anschließend werden die Rohlinge entweder von Hand oder mit Präparationsautomaten geschliffen, poliert und bei Bedarf auch mit verschiedensten Ätzmitteln angeätzt. Auf diese Weise entstehen metallografische Schliffe, die unter dem Mikroskop, bei üblichen Vergrößerungen von 50 – 1000 fach, beurteilt werden können.

 

  • Einschlüsse nach deren Größe, Art und Verteilung zu klassifizieren
  • Als nichtmetallische Einschlüsse sind vorwiegend Sulfide und Oxide festzustellen
  • Mit Hilfe von Normen und Vergleichsrichtreihen werden die Gefügeausbildungen bewertet
  • optische Oberflächenbeschaffenheit und –qualität
  • randnahe Schlacken, Überwalzungen,
  • Spannungsrisse, Korrosionsnarben

Für die anschließende optische Gefügeuntersuchung steht ein Auflichtmikroskop mit den Vergrößerungsstufen 50, 100, 200, 500 zur Verfügung. Außerdem ist für die digitale Bildaufnahme eine Photoeinrichtung am Auflichtmikroskop montiert. Am PC, an dem die Photoeinrichtung angeschlossen ist, lassen sich die Bilder vom Auflichtmikroskop darstellen und bearbeiten (z.B. einfügen vom Maßstab).

Um das Makro- bzw. Mikrogefüge sichtbar zu machen muss die geschliffenen/polierten Fläche der Probe mit einem für den Werkstoff geeignetem Ätzmittel behandelt werden. Dazu kann die Probe in die Ätzlösung getaucht oder mit einem Wattebausch verrieben werden. Nach der Einwirkdauer werden die Proben unter Wasser und Alkohol gereinigt und unter einem Warmluftföhn getrocknet. Säuren/ Ätzlösungen: Adler, Nital, V2A-Beize

Metallographie

Die Metallografie ist einer der wichtigsten Bereiche in der Werkstoffprüfung. Während bei der technologischen Werkstoffprüfung die Kontrolle der Belastbarkeit des Werkstoffs im Vordergrund steht, geht es bei der metallografischen Werkstoffprüfung um die inneren Strukturen und die optische Oberflächenbeschaffenheit des Materials.

Dies wird durch Sichtprüfung und/oder optische Untersuchungen vor oder nach dem Ätzen der entsprechend vorbereiteten Oberflächen durchgeführt. Der Zweck von makroskopischen und mikroskopischen Untersuchungen ist die Bewertung der Strukturen (einschließlich Kornstruktur, Morphologie und Ausrichtung, Ausscheidungsprodukte und Einschlüsse) unabhängig und/oder in Bezug auf verschiedenartigen Rissen und Hohlräume. Schliffe können auch zur Aufzeichnung der Probenform in den Schnittebenen dienen.

 

Was: Gefügeuntersuchungen an Metallen, Überprüfung des Wärmebehandlungszustandes, Schichtdickenmessungen am Mikroschliff, Untersuchung von Schweißnähten, Ermittlung der Randentkohlung, Makrountersuchungen, Oberflächenuntersuchungen
Wie: Zerstörend & zerstörungsfrei
Woran: Am Original & an Proben

Dichtheitsprüfung/ Wasserdruckprüfung (LT)

Die Dichtheitsprüfung dient der Überprüfung von Bauteilen auf Dichtheit und ggf. der Ortung von Leckagen. Als Medien können Flüssigkeiten oder Gase eingesetzt werden.

 

Was: Dichtheit, Nahtfestigkeit (Rollennaht)
Wie: Zerstörungsfrei & zerstörend
Woran: Am Original & an Proben

Als Prüfgerät wird eine Druckpumpe mit einem Prüfdruck bis 50 bar eingesetzt. Je nach Bauteil werden Spannvorrichtungen und/oder Anschlüsse benötigt bzw. das Bauteil sollte eine entsprechende Anschlussmöglichkeit besitzen.

DIN 18380
VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen – Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) – Heizanlagen und zentrale Wassererwärmungsanlagen

DIN EN ISO 17654
Widerstandsschweißen – Zerstörende Prüfungen von Schweißverbindungen –
Druckprüfung an Widerstandsrollnahtschweißverbindungen

Das zu prüfende Bauteil wird mit einer geeigneten Flüssigkeit ggf. mit Druck befüllt. Der Füllstand des Behälters wird über einen definierten Zeitraum beobachtet und der Behälter auf austretende Flüssigkeiten hin untersucht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Probe bei niedrigerem Prüfdruck mit Druckluft mit vorgegebenem Druck zu beaufschlagen. In diesem Fall wird die Probe in ein Wasserbad eingetaucht. Es sind keine Leckagen erlaubt, die man daran erkennt, dass Blasen an irgendeiner Schweißnahtstelle austreten. Die Zeit, während der der Prüfdruck aufrecht zu erhalten ist, muss festgelegt werden. Sie hängt im Allgemeinen vom Werkstoff, von dem Schweißverfahren und der Produktspezifikation ab.
Man erhält die Aussage, ob ein Bauteil einem bestimmten Prüfdruck über eine vorgegebene Zeit standhält. Darüber hinaus werden undichte Stellen lokalisiert.

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