• 9. Juli 2012

    Wie können Werkstofftechniker oder Materialprüfer Xing für sich nutzen?

    Vernetzung ist heute in der Berufswelt ein häufig gehörtes Schlagwort und ein Mittel für beruflichen Erfolg. Wer den sozialen Netzwerken wie facebook oder Google+ nichts abgewinnen kann oder ihnen kritisch gegenübersteht, aber dennoch etwas für seine „Vernetzung“ tun möchte, dem möchten wir Xing empfehlen. Dieses Netzwerk hat seine Ursprünge in Deutschland, die Macher kennen sich also mit datenschutzrelevanten Dingen aus, und Xing bietet im Vergleich mit anderen Netzwerken ein Höchstmaß an Sicherung für private Daten.

    Für alle die (noch) nicht wissen wie Xing funktioniert, hier ein kurzer Überblick:
    Xing ist ein fast ausschließlich beruflich-geschäftlich orientiertes soziales Netzwerk. Dort kann man kostenlos in einer Art Visitenkarte eine persönliche Selbstdarstellung hinterlegen. Diese Selbstdarstellung dient natürlich auch dazu, sich einem potenziellen Arbeitgeber als interessanter Mitarbeiter zu präsentieren. Und die Personalabteilungen von Unternehmen machen durchaus Gebrauch davon.
    Eine zweite wichtige Säule dieses Netzwerks sind die themenbezogenen Xing-Gruppen.
    Dort wird zu speziellen beruflichen Themen und Problemen diskutiert und nicht selten bekommt man wertvolle Tipps und Tricks von Experten – getreu dem Motto: „Ich helfe anderen, und wenn ich eine Frage habe, wird mir geholfen“. Genau diese Gruppen machen Xing natürlich auch für Werkstofftechniker oder Materialprüfer interessant. Ich habe einmal recherchiert und bin dabei auf folgende interessante Gruppen gestoßen:

    Eine der mitgliederstärksten Gruppen mit über 1.800 Mitgliedern in diesem Bereich ist der „Materialsclub“ der DGM (Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.). In dieser starken und aktiven Gruppe werden Fragen der Werkstoffcharakterisierung, Werkstoffentwicklung oder Werkstoffanwendung erörtert. Diese Gruppe sollte man kennen. Es werden in der Kategorie „Allgemeines Fachforum “ nahezu alle Fragen und Anregungen mehrfach kommentiert, was auf eine wirklich lebende Community hindeutet. Als Bonbon gibt es ein Newsletter-Archiv, welches aber identisch mit dem normalen DGM Newsletter ist.

    Die Gruppe Materialprüfung ist so etwas wie „natürliche Heimat“ aller Fachkräfte für Materialprüfung und Werkstofftechnik. Ebenfalls ein „must have“ für alle, die ernsthaft am Thema interessiert sind und immer auf dem neuesten Stand bleiben möchten. In knapp einem duzend Fachforen widmen sich zwei Foren speziell der zerstörungsfreien und zerstörenden Prüfung. Also eine wahre Fundgrube für Expertenwissen, zumal die Gruppe mit knapp 1.000 Mitgliedern schon zu den größeren Xing-Gruppen gehört.
    Eine weitere interessante Xing-Gruppe ist die Gruppe Werkstofftechnik(Themen sind Werkstoffcharakterisierung, Werkstoffentwicklung oder Werkstoffanwendung). Sehr gelungen ist hier die fachlich orientierte Teilung des Forums in kleine Foren mit zum Teil schon sehr speziellen Fragen. Hier merkt man allerdings manchmal schon die Absicht, die bei der Gruppengründung Pate stand: „Praktiker der Fertigung mit qualifiziertem Wissen von Hochschulen zusammenbringen“. Auch in dieser Gruppe werden Fragen oder Hinweise häufig und zeitnah kommentiert. Mit über 600 Mitgliedern schon eine beachtliche Größe und eine Gruppe, die sicher noch stark wachsen wird.

    Neben diesen eher schwergewichtigen Gruppen mit hoher Mitgliederzahl gibt es noch eine ganze Reihe von kleinen fachlich zwar interessanten Xing-Gruppen, allerdings ist hier eine gesunde „Vorsicht“ geboten, denn nicht wenige von diesen kleinen Gruppen haben schon seit längerer Zeit keine aktuellen Beiträge mehr gesehen. Bei meinen Recherchen habe ich Gruppen unter 50 Mitgliedern außen vor gelassen und ebenso Gruppen, in denen seit über 1 Jahr nichts mehr kommuniziert wurde.

    Klein aber Fein: In diese Kategorie gehört die Gruppe Wärmebehandlung von Metallen, die sich insbesondere mit der Wärmebehandlung von Stahl befasst, als auch die kleine GruppeZerstörungsfreie Werkstoffprüfung. Sie sind mit jeweils weniger als 100 Mitgliedern, eher Zwerge in der Xing-Welt. Es lohnt es sich doch auch in diesen Gruppen mal vorbeizuschauen oder Mitglied zu werden, denn oft liegen die Perlen ja gut versteckt in kleinen Nischen.

    Vielleicht am Rande für ausgebildete Fachkräfte interessant:
    Die Xing-Gruppe Gefahrgut in Bezug auf das Thema ADR, da hier in der über 600 Mitglieder starken Gruppe überwiegend Experten der Logistik Branche treffen.

    Mit 4.600 Mitgliedern ist die Gruppe Schweißenschon eine der bekanntesten Xing-Gruppen und hier tut sich so gut wie jeden Tag etwas. In dieser Gruppe ist die Anzahl der Unterforen schon so groß, wie manch andere Xing Gruppe Mitglieder hat und selbst in Russisch oder Englisch, werden hier Beiträge kommentiert. Für Materialprüfer und Werkstofftechniker ebenfalls eine gute Quelle.

     

    Mein Fazit:
    Xing ist natürlich nicht für Werkstofftechniker oder Materialprüfer entwickelt und ausgelegt worden. Im Gegensatz zu Medien- oder kaufmännischen Berufen sind Berufe, die mit Metall zu tun haben, dort insgesamt etwas unterrepräsentiert. Viele mit Engagement betriebene Blogs und Foren bieten fachlich viel tiefer gehende Informationen und auch lebhaftere Diskussionen. Dennoch ist es nicht verkehrt, in allen genannten Xing-Gruppen regelmäßig vorbei zuschauen – allein schon um an Puls der Zeit zu sein, zu wissen, worüber in der „Szene“ diskutiert wird und auch mal einem anderen „Kollegen“ mit eigenem Wissen oder Erfahrung weiterzuhelfen.
    Wer noch weitere für Werkstofftechniker oder Materialprüfer interessante Xing Gruppen kennt, kann diese gern an dieser Stelle nennen, oder einen Hinweis auf unserer facebook, Google+ Seite hinterlassen – oder noch besser uns auf Xing kontaktieren.


    Nachtrag 25. Jan. 2013: 
    Seit Ende 2012 gibt es die Xing Gruppe „Q+ Weiterbildung in der Materialprüfung und Werkstofftechnik“. Aufgeteilt in verschiedene Foren, können hier bereits berufserfahrene und angehende Experten über die neuesten Entwicklungen in der Werkstofftechnik, Materialprüfung und Wärmebehandlung austauschen. Hinweise auf Seminare und Qualifizierungen unterstreichen den Charakter, das es hier um „Weiterbildung“ im besten Sinne geht. Frei nach dem Motto: Gut qualifizierte und weitergebildete Mitarbeiter stellen die richtigen Fragen und geben die guten Antworten.
    Ein weiteres wichtiges Standbein dieser Gruppe ist das Forum: „Stellenangebote“. Hier finden sich Jobangebote aus dem gesamten Bundesgebiet. Alle bestätigten Gruppenmitglieder können auf dieser Plattform selbst Stellenangebote einstellen, was besonders für Firmen der Branchen und Personaldienstleister interessant ist. Können Sie doch hier in Ihrer „richtigen“ Zielgruppe für Jobangebote werben.
    Daneben gilt es sich innerhalb der Szene zu vernetzen und sich kennenzulernen. Oft stellen sich Personen und Firmen vor, womit man interessante Einblicke in andere Bereiche erhält. Grundsätzlich gilt, wenn man sich untereinander über Xing vernetzt, kann man sich die Pflege der eigenen Kontakt-Adressdaten sparen, denn schließlich pflegt jeder seine geschäftlichen Kontaktdaten selbst und stellt auch Weiterbildungszertifikate und Zeugnisse in sein Profil ein.
    So kann man auch über Jahre hinweg auf einfachste Weise Kontakt halten und jemanden gezielt anschreiben.

    Damit wollten wir alle praktischen Vorteile, die Xing bietet, auch für die Materialprüfer, Werkstofftechniker und Wärmebehandler zugänglich machen. In diesem Sinne: Wann treffen wir uns in der Xing-Gruppe?!

    Schon in wenigen Tagen nach Gründung, knackte diese Gruppe bereits die 100 Mitgliedergrenze und sie wächst immer noch. Also, in dieser Gruppe zu sein lohnt sich.

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  • 2. Juli 2012

    Was sind eigentlich … Messunsicherheiten? Teil 1 – Grundsätzliche Bemerkungen

    Die Messunsicherheit beschreibt die Genauigkeit einer Messung oder einer Prüfung. Die Prüfung ist eine Tätigkeit, die zu einer Feststellung führt, inwieweit ein Prüfobjekt eine Forderung erfüllt. Sie kann qualitativer oder quantitativer Art sein. Die Messung ist eine Tätigkeit, die zu quantitativen Aussagen über eine Messgröße führt – üblicherweise durch Angabe eines Zahlenwertes mit einer Einheit. Die Herangehensweise bei der Bestimmung von Messunsicherheiten für Mess- und Prüfergebnisse ist sehr ähnlich, daher ist im folgenden Text mit dem Wort Prüfung auch die Messung gemeint.

    Prüfungen können nie hundertprozentig genau sein. Schwankungen der Werkstoffeigenschaften im Probenvolumen, geringste Änderungen im Prüfprozess oder zeitliche Änderungen im Prüfgerät führen stets zu Schwankungen der Prüfergebnisse. Damit ergibt sich die Frage: Welche Auswirkungen haben solche Schwankungen auf die Prüfergebnisse?

    Der „wahre Wert“ einer Werkstoff- oder Bauteileigenschaft kann aus wirtschaftlichen Gründen nie exakt ermittelt werden – dafür wären sehr, sehr viele Messungen nötig. In der Praxis werden kleine Stichproben – beispielsweise ein Zugversuch oder drei Spektralanalysen – durchgeführt. Damit stellt sich eine weitere Frage: Wie gut repräsentieren die Ergebnisse dieser kleinen Stichproben die „wahren“ Bauteil- oder Werkstoffkennwerte?

    Beide Fragen können mit Hilfe statistischer Methoden beantwortet werden. Von zentraler Bedeutung ist dabei die Messunsicherheit u. Sie beschreibt ein Intervall ±u, das den Mittelwert x der Stichprobe umgibt (Vertrauensintervall) und in dem sich der wahre Wert µ mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit (Vertrauensniveau) befindet.

    Den Mittelwert ermitteln wir, uns interessiert der wahre Wert, und die Messunsicherheit teilt uns mit, wie gut der Mittelwert den wahren Wert „getroffen“ hat. Typischerweise wird ein Vertrauensniveau von 95% gefordert. Das bedeutet, dass der wahre Wert µ mit 95%-iger Wahrscheinlichkeit innerhalb des Bereiches x ± u liegen muss. Je höher das geforderte Vertrauensniveau, desto breiter das Vertrauensintervall.

    Warum sind Messunsicherheiten so wichtig? Ihre Bedeutung soll durch drei Beispiele veranschaulicht werden:

      • Wenn zwei Labore ihre Prüfergebnisse vergleichen wollen, dann sollten natürlich auch ihre Prüfprozesse vergleichbar sein. Wenn beide Labore an derselben Stahlprobe einen mittleren Kohlenstoffgehalt von 0,40% bzw. 0,43% ermittelt haben, ist der Unterschied von 0,03% dann eine signifikante Abweichung oder liegt er im Rahmen „normaler“ Streuungen?
      • Bei Konformitätsbewertungen (also Bewertungen, ob ein Produkt eine Anforderung erfüllt) spielen Messunsicherheiten eine zentrale Rolle. Wie bewerten wir zum Beispiel ein Bauteil, das eine Härte von mindestens 300 HV haben muss, wenn im Zeugnis eine mittlere Härte von 305 HV mit einer Messunsicherheit von ± 15 HV angegeben wurde?
      • Bei der Dimensionierung von Bauteilen ist die Messunsicherheit ebenfalls von Bedeutung. Ein Konstrukteur soll beispielsweise eine Brücke für eine bestimmte Anzahl von Menschen auslegen. Für den Konstrukteur ist es wichtig zu wissen, ob das Ergebnis der Ermittlung der „mittleren Masse“ eines Menschen 80 ± 5 kg oder 80 ± 15 kg beträgt.

     
    Die drei Beispiele zeigen, dass zu einem Prüfergebnis immer auch die Angabe der zugehörigen Messunsicherheit gehört, denn nur so können Prüfungen korrekt bewertet, verglichen und fundierte Entscheidungen getroffen werden.

    Manchmal können Messunsicherheiten auch eine große Bedeutung für unser ganz normales Alltagsleben haben. Wie genau messen eigentlich die Radargeräte, die zur Tempokontrolle benutzt werden? Punkt oder nicht Punkt? Das ist dann manchmal die Frage …

    Den zweiten Teil von „Was sind eigentlich … Messunsicherheiten?“ finden Sie unter diesem Link
    Eine Anmerkung:
    Werkstoff Service bietet Anwenderseminare zum Thema Messunsicherheiten in der Werkstoffprüfung an. Mehr dazu findet sich unter www.messunsicherheit.info .

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  • 20. Juni 2012

    Französische Plattform zur Entwicklung zerstörungsfreier Werkstoffprüfverfahren

    Startschuss für eine französische Plattform zur Entwicklung zerstörungsfreier Werkstoffprüfverfahren

    Vor Kurzem startete die französische Plattform GERIM2 zur Entwicklung innovativer Spitzentechnologien für zerstörungsfreie Werkstoffprüfverfahren. GERIM2 widmet sich insbesondere den kontaktfreien Ultraschallprüfverfahren, der adaptiven Ultraschallbildgebung, der hochempfindlichen und hochauflösenden magnetischen Bildgebung, sowie der vollautomatisierten Röntgentomographie mit hoher Auflösung. In dem aus öffentlichen Mitteln finanzierten Projekt, soll der Austausch von neuen technologischen Anwendungsverfahren mit industriellen Anforderung kombiniert und weiterentwickelt werden.

    Weitere Informationen dazu finden Sie unter hier (und hier in französischer Sprache)

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  • 4. Mai 2012

    9.Teil – Kompetenz und Vertrauen, die Basis der Konformitätsbewertung

    Die Ausführungen des bisherigen Textes machten deutlich, dass es zahlreiche Varianten von Konformitätsbewertungen gibt:

    • sie können von Anbietern (erste Seite), Anwendern (zweite Seite) oder unabhängigen Dritten (dritte Seite) durchgeführt werden,
    • sie können auf der Basis von zertifizierten Managementsystemen, auf der Basis von Akkreditierungen oder ohne jede Zertifizierung bzw. Akkreditierung erfolgen,
    • sofern sie durch eine akkreditierte Stelle durchgeführt werden, können sie in Form von Prüfungen, Inspektionen oder Zertifizierungen erfolgen.

    Die Wahl der geeigneten Konformitätsbewertung kann eine Frage des Grades von Vertrauen sein, welches man bezüglich des Gegenstandes der Konformitätsbewertung aufbauen will – z.B. das Vertrauen in ein Produkt durch eine:

    • Anbieter-Erklärung,
    • Prüfung an einem baugleichen Produkt durch ein unabhängiges Prüflabor,
    • umfassende Inspektion des Produktes und der produktbezogenen Herstellungs- und Prüfprozesse durch eine Inspektionsstelle,
    • Produktzertifizierung durch eine Zertifizierungsstelle inkl. der Möglichkeit, Zertifikate oder Konformitätszeichen der Zertifizierungsstelle für die Kommunikation mit den Kunden zu nutzen.
    Zusammenfassende Darstellung von Konformitätsbewertungsstellen, Konformitätsbewertungen und Konformitätserklärungen

    Die Wahl der geeigneten Konformitätsbewertung kann eine Frage des Grades von Vertrauen sein, dass man den Adressaten der Konformitätsaussage geben will oder muss – z.B.:

    • Märkten,
    • konkreten Anwendern,
    • bestimmten Verbrauchern,
    • Behörden.

    Die Wahl der Konformitätsbewertung kann bestimmt werden durch den Grades an Vertrauen in die Konformitätsbewertung selbst – z.B. das Vertrauen in:

    • Kompetenz der Organisationen und Personen, die die Konformität bewerten,
    • Reproduzierbarkeit der Untersuchungen, die zur Konformitätsaussage geführt haben,
    • Präzision von Prüf- und Messgeräten und damit Prüf- und Messergebnissen,
    • Umgang mit Aufzeichnungen und vertraulichen Informationen inkl. Datensicherheit,
    • Vergleichbarkeit von Konformitätsaussagen inkl. der Art ihrer Ermittlung und Bewertung.

    Schließlich können bei der Wahl von Art und Organisation der Konformitätsbewertung auch kommerzielle Erwägungen eine Rolle spielen, denn die Aufwendungen für die Konformitätsbewertung werden mit dem Grad der Komplexität und mit dem Umfang der notwendigen Arbeiten steigen. Anbieter-Erklärungen nach DIN EN ISO/IEC 17050, Prüfungen nach DIN EN ISO/IEC 17025, Inspektionen nach DIN EN ISO/IEC 17020 oder Produktzertifizierungen nach DIN EN 45011 mit wiederkehrenden Überwachungen werden natürlich unterschiedliche Kosten verursachen.

    Abschließend soll in diesem Zusammenhang noch einmal das Beispiel der Schadensanalyse aufgegriffen werden. Sofern diese spezielle Form der Konformitätsbewertung durchgeführt werden muss, stellt sich die Frage: „Wer führt die Schadensanalyse durch?

    • Ein „weithin bekannter“ Experte?
    • Ein öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger?
    • Ein nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiertes Prüflabor?
    • Eine nach DIN EN ISO/IEC 17020 akkreditierte Inspektionsstelle?

    Bei dem Begriff Sachverständiger (bzw. Gutachter) handelt es sich nicht um eine geschützte Berufsbezeichnung, sondern um die Charakterisierung einer Person, die in ihrem Fachgebiet besondere Sachkunde und überdurchschnittliches Fachwissen vorweisen kann, so wie es auch von dem Personal der Inspektionsstelle gefordert wird, das für sachverständige Beurteilungen verantwortlich ist.

    Schlussendlich ist die Wahl der Person bzw. Institution, die eine Schadensanalyse durchführt, eine Frage des Vertrauens

    • in den Gegenstand der Konformitätsbewertung,
    • in die Kompetenz der Personen, die die Schadensanalyse durchführen,
    • in den Prozess der Konformitätsbewertung und in das Umfeld, in dem sie zustande kommt,
    • das beim Adressaten der Konformitätsaussage erzeugt werden soll,

    Sofern die Schadensanalyse durch eine akkreditierte Stelle durchgeführt wird, würde sich die Frage stellen „Prüflabor oder Inspektionsstelle?“ Grundsätzlich ist eine Schadensanalyse eine Sachverständigentätigkeit und damit eine Inspektionstätigkeit.

    Wenngleich Aufgaben und Kompetenz des Prüflabors nicht in der Durchführung von Inspektionen bestehen (selbst wenn Fachwissen beim Personal vorhanden ist), so ist die Durchführung von Schadensanalysen durch Prüflabore durchaus gängige, wenn auch hinterfragbare Praxis und entspricht nicht dem Gedanken der Normen DIN EN ISP/IEC 17020 und 17025.

    Losgelöst von der Frage „Prüflabor oder Inspektionsstelle?“ muss aber in jedem Falle gewährleistet sein, dass Verfahren für die Durchführung von Schadensuntersuchungen im Geltungsbereich der Akkreditierung verankert sind. Andernfalls kann die akkreditierte Stelle nicht für sich in Anspruch nehmen, im Sinne einer Akkreditierung die Kompetenz für die Durchführung von Schadensanalysen zu besitzen.

    P.S.:
    Der komplette Beitrag „Konformitätsbewertungen in der Werkstoffprüfung“ findet sich als pdf-Dokument hier

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  • 27. April 2012

    8. Teil – Schadensanalyse und Konformitätsbewertung

    Im Rahmen von Schadensanalysen werden Produkte, Einsatzbedingungen für Produkte aber auch Anforderungen an Produkte und Prozesse analysiert. Es ist daher eine naheliegende Frage, wie sich Schadensanalysen in die bisher beschriebenen Konformitätsbewertungen einordnen.

    Hilfreich ist hierbei die Richtlinie VDI 3822 des Vereins Deutscher Ingenieure. Sie beschreibt Grundlagen, Begriffe und die Durchführung von Schadensanalysen. Die VDI-Richtlinie charakterisiert einen Schaden als „Veränderungen an einem Produkt, durch die eine oder mehrere seiner vorgesehenen Funktionen wesentlich beeinträchtigt oder unmöglich gemacht werden“ und empfiehlt im Rahmen der Schadensanalyse folgendes Vorgehen:

    1. Schadensbeschreibung – u.a. Dokumentation des Schadensbildes, Dokumentation von Positionen und Maßen, Erfassung relevanter Betriebsdaten, ggf. Einordung des Schadteils in das gesamte Funktionssystem, innerhalb dessen es funktionieren soll

    2. Bestandsaufnahme – u.a. Erfassung der Rahmenbedingungen, denen das schadhafte Produkt ausgesetzt war. Erfassung der Schadteilhistorie (Fertigung, Prüfung, Einsatz, …), Bewertung der Konstruktion und des Werkstoffes, Analyse der Fertigung und der betrieblichen Nutzung,

    3. Formulierung von Schadenshypothesen als Arbeitsgrundlage für die nachfolgenden Untersuchungen und Bewertung ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit und Nachweisbarkeit sowie ggf. Hinzuziehung von weiteren Sachverständigen für spezielle Fragestellungen,

    4. Durchführungen von Prüfungen (unter Beachtung eines Untersuchungsplans, der Wahl geeigneter Prüfverfahren und sinnhafter Probenentnahmen) mit dem Ziel, z.B. Werkstoff- und Gebrauchseigenschaften, verarbeitungsbedingte Eigenschaften und Belastungen zu erfassen,

    5. Auswertung der Prüfergebnisse und ihre Analyse hinsichtlich der Bestätigung oder Nichtbestätigung von Normen, Spezifikationen und der Schadenshypothesen sowie Entscheidung hinsichtlich Überprüfungen, Ergänzungen oder Änderungen der Punkte 2 bis 4,

    6. Ermittlung und Priorisierung der Schadensursachen und der schadensbegünstigen Einflüsse,

    7. Ableitung von Hinweisen zur Schadensabhilfe, welche sich beziehen können auf die eingesetzten Werkstoffe, die Konstruktion, die Fertigung, oder die Betriebsbedingungen,

    8. Erstellung eines Berichtes, der u.a. enthalten sollte: die Problemstellung, die durchgeführten Untersuchungen und ihre Bewertung, die Schadensursachen und Hinweise zur Schadensverhütung.

    Auch wenn die VDI-Richtlinie 3822 bezüglich der normativen Basis für die Schadensanalyse feststellt: „Als Grundlage werden die Normen DIN EN ISO 9001 und die DIN EN ISO/IEC 17025 angesehen“, so geht eine Schadensanalyse doch weit über eine Prüfung – also der Ermittlung von Merkmalen am Gegenstand einer Konformitätsbewertung nach einem Verfahren – hinaus. Die VDI-Richtlinie selbst ordnet die Schadensanalyse einer Sachverständigentätigkeit zu.

    Gegenüberstellung von Inspektion und Schadensanalyse als „Rückwärts-Inspektion“

    Betrachtet man die Schadensanalyse im Kontext der vorgestellten Konformitäts-bewertungen, so wird deutlich, dass sie eine Inspektionstätigkeit darstellt.
    Diese unterscheidet sich von der Prüfung vor allem durch die Komplexität des Bewertungsprozesses und die Bewertung nach allgemeinen Anforderungen, welche eine sachverständige Beurteilung notwendig macht.

    Eine typische Fragestellung im Rahmen der Schadensanalyse wäre „Warum versagte dieses Bauteils im Betriebseinsatz, und wie kann man das zukünftig verhindern?“ Diese Frage ist sehr artverwand mit der Fragestellung an eine akkreditierte Inspektionsstelle „Ist die Festigkeit dieses Bauteils ausreichend, um unter typischen Betriebsbedingungen zuverlässig zu funktionieren?

    Die Schadensanalyse kann man im Kontext der verschiedenen Konformitätsbewertungen in gewisser Weise als „sachverständige Rückwärts-Inspektion“ interpretieren.

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  • 20. April 2012

    7.Teil – Konformitätsbewertung durch die nationale Akkreditierungsstelle

    In den Teilen 3, 4 und 5 wurden Aufgaben von Konformitätsbewertungsstellen (Prüflabore, Inspektionsstellen, Zertifizierungsstellen) beschrieben. Die Frage nach der Rolle der Akkreditierungsstelle im Konformitätsbewertungsprozess lautet: „Wer bewertet die Konformitätsbewerter?“

    Dies ist die Aufgabe der nationalen Akkreditierungsstelle – der Konformitätsbewertungsstelle der Konformitätsbewertungsstellen. Für die nationale Akkreditierungsstelle ist die Norm DIN EN ISO/IEC 17011 relevant.

    Die Bezeichnung „akkreditiertes Prüflabor“ bedeutet, dass dem Labor durch die Akkreditierungsstelle die Kompetenz zugesprochen wurde, Konformitätsbewertungen in Form von Prüfungen vornehmen zu können.

    Die Bezeichnung „zertifiziertes Prüflabor“ bedeutet, dass dem Labor durch eine Zertifizierungs-stelle bestätigt wurde, dass ein Managementsystem installiert ist und wirksam angewendet wird:

    • z.B. ein Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 9001
    • oder ein Umweltmanagementsystem nach DIN EN ISO 14001
    • oder ein Arbeitssicherheitsmanagementsystem nach OHSAS 18001.

    Zertifizierung bedeutet nicht, dass dem Labor die Kompetenz zuerkannt wurde, Konformitätsbewertungen in Form von Prüfungen oder Messungen durchzuführen. Die Tätigkeit der nationalen Akkreditierungsstelle, der Deutschen Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) basiert auf der EU-Verordnung Nr. 765/2008 und dem deutschen Akkreditierungsstellengesetz (AkkStelleG). Die DAkkS ist seit dem 01.01.2010 alleinige Akkreditierungsstelle in Deutschland, erfüllt hoheitliche Aufgaben und ist daher vom Bund mit den Aufgaben der nationalen Akkreditierungsstelle beliehen. An die DAkkS und ihre Mitarbeiter werden in besonderem Maße Anforderungen an Unabhängigkeit, Unparteilichkeit und Integrität gestellt. Dies nicht zuletzt wegen der Tatsache, dass sie hoheitliche Aufgaben wahrnehmen und die letzte Instanz in der „Konformitätsbewertungskette“ darstellen.

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  • 17. April 2012

    6. Teil – Konformitätsbewertung durch die akkreditierte Zertifizierungsstelle

    Die Kernkompetenz der akkreditierten Zertifizierungsstelle besteht in der Durchführung von Zertifizierungen. Das sind Konformitätsentscheidungen und -bestätigungen, ob festgelegte Anforderungen bezogen auf Produkte, Prozesse, Systeme oder Personen erfüllt werden. Zertifizierungen durch eine akkreditierte Zertifizierungsstelle sind stets Konformitätsbewertungen durch eine dritte Seite und für verschiedene Bereiche der Werkstoffprüfung relevant:

    • Prüflabore sind mitunter nicht akkreditiert, sondern nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert durch eine Zertifizierungsstelle, die ihrerseits nach DIN EN ISO/IEC 17021 akkreditiert ist.
    • Prüfpersonal für die zerstörungsfreie Prüfung kann z.B. nach DIN EN 473 zertifiziert sein durch eine Zertifizierungsstelle, die ihrerseits nach DIN EN ISO/IEC 17024 akkreditiert ist.
    • Produkte oder Prüfverfahren können durch eine Zertifizierungsstelle zertifiziert sein, die nach DIN EN 45011 akkreditiert ist.

    In der Akkreditierungsurkunde der Zertifizierungsstelle sind die Bereiche und Verfahrengelistet, für die der Zertifizierungsstelle durch die Akkreditierungsstelle die Kompetenz bestätigt wurde. Dies ist der Geltungsbereich der Akkreditierung der Zertifizierungsstelle. Die Zertifizierung (z.B. nach DIN EN 45011) folgt dem funktionalen Ansatz der DIN EN ISO/IEC 17000 am weitgehendsten und umfasst die:

    • Ermittlung und Bewertung der Konformität eines Produktes oder Prozesses, wobei die Konformitätsbewertungskriterien eindeutig aus den im Geltungsbereich der Akkreditierung definierten Normen bzw. normativen Dokumenten hervorgehen müssen,
    • Entscheidung über die Konformität, die nicht von den Personen getroffen werden darf, die die Konformität ermittelt bzw. bewertet haben,
    • Konformitätsbestätigung in Form eines Zertifikates,
    • regelmäßige Überwachung der zertifizierten Produkte oder Prozesse.

    Für Konformitätsermittlung nach DIN EN 45011 kann die Zertifizierungsstelle auf verschiedene Untersuchungsmethoden zurückgreifen – z.B. auf Prüfungen (Erstprüfung, Überwachungsprüfung, …), auf Audits (z.B. bei der Begutachtung des Qualitätsmanagementsystems) oder auf die Bewertung von Entwicklungsunterlagen. So wie die Prüfung eine Untersuchungsmethode einer Inspektionsstelle sein kann, so kann die InspektionTeil der Konformitätsermittlung im Rahmen einer Zertifizierung sein. Eine Zertifizierungsstelle kann Tätigkeiten, wie z.B. die Konformitätsermittlung und –bewertung, im Unterauftragvergeben, jedoch ist die Kompetenz des Unterauftragnehmers durch die Zertifizierungsstelle mit geeigneten Methoden zu ermitteln, die Gesamtverantwortung für den Zertifizierungsprozess muss bei der Zertifizierungsstelle bleiben und die Konformitätsentscheidung muss durch die Zertifizierungsstelle selbst mit eigenem fachkundigem Personal getroffen werden. Da die Zertifizierung nach DIN EN 45011 nicht für einen Zeitpunkt, sondern für einen Zeitraum ausgesprochen wird, muss die akkreditierte Zertifizierungsstelle u.a.

    • Verfahren haben für die regelmäßige Überwachung der Konformität,
    • ihre Kunden verpflichten, sie über alle geplanten Veränderungen am Gegenstand der Konformitätsbewertung zu informieren,
    • Festlegungen treffen, inwieweit Veränderungen am Gegenstand der Konformitätsbewertung zusätzliche Untersuchungen notwendig machen,
    • Regelungen haben für die Verwendung von Zertifikaten und Konformitätszeichen.

    Die Anforderungen an die Zertifizierungsstelle nach DIN EN 45011 gehen insofern über die Anforderungen an die akkreditierte Inspektionsstelle hinaus, als dass es bei der akkreditierten Zertifizierungsstelle um noch mehr Unparteilichkeit und Unabhängigkeit und damit um Vertrauen geht. Das äußert sich u.a. in folgenden Anforderungen an die Zertifizierungsstelle:

    • Sie muss frei sein von äußeren Zwängen kommerzieller oder finanzieller Art, und sie müssen ihre finanzielle Stabilität und Leistungsfähigkeit nachweisen.
    • Sie und der Antragsteller für eine Zertifizierung müssen einem formalisierten Antragsverfahren folgen, welches sicherstellt, dass der Antragsteller seine eigenen Rechte und Pflichten sowie die der Zertifizierungsstelle kennt und Klarheit über den Ablauf der Zertifizierung erlangt.
    • Sie und das von ihr (auch im Unterauftrag) eingesetzte Personal dürfen im Zusammenhang mit dem Zertifizierungsgegenstand nicht beraten oder sonstige Tätigkeiten durchführen, die ihre Unabhängigkeit gefährden könnten.
    • Sie muss die Konformitätsbewertung von der Konformitätsentscheidung personell trennen.
    • Sie muss besondere Vorkehrungen für den Schutz von Aufzeichnungen und sonstigen Informationen treffen, um Vertraulichkeit zu gewährleisten.
    • Sie muss eine Aufsicht haben, die u.a. die Einhaltung der grundsätzlichen Regeln und die finanzielle Situation überwacht

    Zusammenfassend liegt der Tätigkeitsschwerpunkt einer akkreditierten Zertifizierungsstelle in der:

    • Ermittlung und Bewertung der Konformität eines Produktes oder Prozesses,
    • Entscheidung über die Konformität durch Personen, die nicht bewertet haben,
    • Ausgabe einer Konformitätsbestätigung in Form eines Zertifikates,
    • regelmäßige Überwachung der zertifizierten Produkte oder Prozesse.

    Die Konformitätsbestätigung der akkreditierten Zertifizierungsstelle gilt nicht nur für den Zeitpunkt der (erstmaligen) Konformitätsermittlung und –bewertung, sondern bei regelmäßiger Überwachung auch für Zeiträume darüber hinaus.

    Schematische Darstellung des Konformitätsbewertungsprozesses einer akkreditierten Zertifizierungsstelle

    Eine typische Fragestellung an eine akkreditierte Zertifizierungsstelle wäre: „Kann eine branchenweit anerkannte Bescheinigung ausgestellt werden, dass Bauteile aus dem Werkstoff W123, die mit dem Verfahren V456 hergestellt werden, stets die Mindestfestigkeit von XXX nach Norm N789 erreichen?“ Der Konformitätsentscheidung gehen dabei Konformitätsermittlungen voraus, die sich aus Prüfungen, Inspektionen oder Audits zusammensetzen können, und die die Analyse von Bauteilen, von Herstellungs- und Prüfprozessen aber auch von Qualitätsmanagementsystemen und Personalqualifikationen zum Inhalt haben können.

    Schematisierung der sich überlagernden Aktivitäten von Prüflabor, Inspektionsstelle und Zertifizierungsstelle (DIN EN 45011) hinsichtlich der Konformitätsermittlung
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  • 17. April 2012

    Was ist eigentlich … ein Edelstahl?

    Was verbinden wir in aller Regel mit dem Begriff Edelstahl? Und wann ist ein Stahl rostfrei und wann ist ein Stahl eigentlich „edel“, also ein Edelstahl?

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  • 13. April 2012

    5.Teil – Konformitätsbewertung durch die akkreditierte Inspektionsstelle

    Die Kernkompetenz der nach DIN EN ISO/IEC 17020 akkreditierten Inspektionsstelle besteht in der Durchführung von Inspektionen – also den Untersuchungen eines Erzeugnisentwurfes, eines Erzeugnisses, einer Dienstleistung, eines Fertigungs- oder Prüfprozesses bzw. einer Anlage und deren Konformitätsbewertung. Diese Konformitätswertung erfolgt für spezifische Anforderungen auf der Basis von Normen oder normativen Dokumenten und für allgemeine Anforderungen auf der Grundlage einer sachverständigen Beurteilung. Die Ergebnisse der Inspektion werden in einem Inspektionsbericht zusammengefasst.

    In der Akkreditierungsurkunde der Inspektionsstelle sind die Verfahren gelistet, für die der Inspektionsstelle durch die Akkreditierungsstelle die Kompetenz bestätigt wurde – das ist der Geltungsbereich der Akkreditierung. Wenn Prozesse (z.B. Prüfprozesse mit zerstörungsfreien Prüfverfahren in automatisierten Anlagen) inspiziert werden, kann sich die Inspektion auf Personen, Einrichtungen oder auch die Methodik erstrecken. Zu den Untersuchungsmethoden, die im Rahmen einer Inspektion angewendet werden, kann die Prüfung ebenso gehören, wie das Audit oder die Berechnung. Die für die Durchführung von Inspektionen verantwortlichen Mitarbeiter einer Inspektionsstelle werden nachfolgend Inspektoren genannt.

    Die Inspektion ist dem Wesen nach eine deutlich komplexere Konformitätsbewertung als die Prüfung und unterscheidet sich von dieser insbesondere auch darin, dass sie Sachverständigentätigkeiten einschließt.

    An die akkreditierte Inspektionsstelle werden umfassende Anforderungen bezüglich technischer Einrichtungen und Qualitätsmanagement gestellt. Die Inspektionsstelle muss über geeignete Einrichtungen und Geräte verfügen, um die Untersuchungen vornehmen zu können, die mit der Inspektion verbunden sind. Unterbeauftragungen sind zwar zulässig, aber es wird in der Norm gefordert, dass die Inspektionsstelle die vertraglich übernommenen Inspektionen möglichst selbst durchführt.

    Ein Schwerpunkt der normativen Forderungen an eine Inspektionsstelle liegt im Bereich Personal, um sicher zu stellen, dass Qualifikation und Erfahrung der Inspektoren geeignet sind, um sachverständige Beurteilungen hinsichtlich der Übereinstimmung mit allgemeinen Anforderungen treffen zu können. Die Fachkompetenz der Inspektoren bezüglich der Inspektionsgegenstände muss daher Herstellungsprozesse, Einsatzbedingungen, mögliche Fehler und Fehlerauswirkungen umfassen. Inspektoren müssen also über „Systemkenntnisse“ verfügen.

    Zentrale Bedeutung für eine akkreditierte Inspektionsstelle und deren Inspektoren haben deren Unabhängigkeit und Unparteilichkeit. Verschiede „Grade von Unabhängigkeit“ kommen in der Klassifizierung A, B und C der Inspektionsstellen zum Ausdruck:

    • Die Inspektionsstelle Typ C ist direkt an der Herstellung, Konstruktion oder Nutzung der Gegenstände, die sie inspiziert, beteiligt. Für diese Inspektionsstelle ist es ausreichend, dass die Organisation, der sie ggf. angehört, eine angemessene Trennung von Zuständigkeiten und Verantwortlichkeiten im Zusammenhang mit den Inspektionsleistungen gewährleistet.
    • Die Inspektionsstelle Typ B ist Teil einer Organisation, die Gegenstände herstellt, konstruiert, oder nutzt, welche die Inspektionsstelle inspiziert. Diese Inspektionsstelle ist aber organisatorisch eindeutig abgegrenzt und nicht involviert in die Herstellung, Konstruktion, Nutzung der inspizierten Gegenstände. Inspektionsleistungen dürfen von der Inspektionsstelle Typ B nur für die „eigene“ Organisation erbracht werden.
    • Die Inspektionsstelle Typ A ist eine unabhängige und unparteiische Stelle. Weder sie noch ihre Inspektoren sind involviert in die Herstellung, Konstruktion oder Nutzung der Gegenstände, die sie inspiziert. Für die Inspektionsstelle und ihre Mitarbeiter sind grundsätzlich Tätigkeiten ausgeschlossen, die ihre Unabhängigkeit und Integrität gefährden. Die Dienstleistung der Inspektionsstelle dieses Typs muss für alle Interessierte ohne Diskriminierung zugänglich sein.

     

    Zusammenhang zwischen Inspektionsstellen der Typen A, B, C nach DIN EN ISO/IEC 17020 und ersten, zweiten und dritten Seiten nach DIN EN ISO/IEC 17000

    Vergleicht man die Normen DIN EN ISO/IEC 17025 und 17020 miteinander, so wird deutlich, dass die Forderungen an die Inspektionsstelle insofern deutlich über die an das Prüflabor hinausgehen, als dass besondere Ansprüche an Personalkompetenz, Unabhängigkeit, Unparteilichkeit und Integrität gestellt werden. Dies ist nicht zuletzt die Konsequenz aus der Komplexität des Inspektion und der Notwendigkeit sachverständiger Beurteilungen in Bezug auf allgemeine Anforderungen. Zusammenfassend liegt der Schwerpunkt der Tätigkeit einer akkreditierten Inspektionsstelle in der:

    • Untersuchung von Erzeugnissen, Dienstleistungen, Fertigungsprozesses, Anlagen, … auf der Basis von Verfahren, für die die Inspektionsstelle akkreditiert ist,
    • Bewertung der Untersuchungsergebnisse auf ihre Konformität mit spezifischen Anforderungen oder durch sachverständige Beurteilung mit allgemeinen Anforderungen,
    • Entscheidung hinsichtlich der Konformität, wobei es üblicherweise keine Trennung gibt, zwischen den Personen, die bewerten, und denen, die entscheiden,
    • Erstellung eines Inspektionsberichtes, der die Konformitätsaussagen beinhaltet und dessen Konformitätsbestätigung für den konkreten Inspektionsgegenstand und für den Zeitpunkt der Inspektion gilt.

    Eine Übertragung der Aussagen des Inspektionsberichtes auf andere, Erzeugnisse, Anlagen, oder Fertigungsprozesse als die, die durch den Inspektionsgegenstand repräsentiert werden oder auf andere Zeiten („Extrapolation“ in die Zukunft) ist nicht zulässig.

    Schematische Darstellung des Konformitätsbewertungsprozesses einer akkreditierten Inspektionsstelle

    Eine typische Fragestellung an eine akkreditierte Inspektionsstelle wäre: „Ist die Festigkeit dieses Bauteils ausreichend, um unter typischen Betriebsbedingungen zuverlässig zu funktionieren?“ Gegenstand der Inspektion wäre es dann u.a. auch, die Begriffe „typisch“ und „zuverlässig“ zu spezifizieren und in eine sachverständige Beurteilung einzubeziehen.

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  • 27. Februar 2012

    Wie funktioniert eigentlich … Ultraschallprüfung?

    Bei der Ultraschallprüfung wird Schall zur Analyse von Entfernungen, dem Innenleben und den Eigenschaften von Werkstoffen und Bauteilen eingesetzt. Das klingt abstrakt, aber das hat jeder schon im Alltag gemacht: Das Klopfen gegen eine Wand, um dünne Stellen aufzufinden; das Werfen eines Steines in einen Schacht, um die Tiefe zu bestimmen, oder das Zählen der Sekunden zwischen Blitz und Donner, um die Entfernung zum Gewitter zu berechnen – all das ist nichts anderes als der Einsatz von Schall und Schallechos.

    Was aber ist Schall? Alle Stoffe sind aus mehr (Festkörper) oder weniger (Gase oder Flüssigkeiten) dicht gepackten Atomen oder Molekülen zusammengesetzt. Versetzt man diesen einen Impuls, dann „stößt“ jedes Teilchen mit seinen Nachbarn zusammen und übergibt dabei seine Impulsenergie. Dieses Prinzip kann man auch bei den Kugeln eines Billardspiels beobachten. Der Impuls-Effekt breitet sich durch den Stoff aus, und eine Dichteschwankungwandert durch den Körper. Die Teilchen selbst bewegen sich dabei nur um ihre Ruhelage – sie schwingen wieder an ihren Ausgangsort zurück – aber die Energie des Impulses wird durch das ganze Medium weitergeleitet. Eine Schallwelle – also eine periodische Dichteschwankung im Werkstoff – ist entstanden.

    Abb. 1: Ausbreitung einer Schallwelle: Teilchen links wird durch einen Impuls (orange) in Schwingung versetzt, stößt gegen seinen Nachbarn, der den Impuls wieder an seinen Nachbarn weitergibt. Anschließend schwingen die Teilchen in ihre Ausgangslage zurück (grau).

    Über kurz oder lang trifft die Schallwelle auf ein Hindernis – die Oberfläche des Werkstückes oder einen Materialfehler. Die Welle wird dort als Echo zurückgeworfen (auch hier analog zur Billardkugel, die an der Bande zurückgeworfen wird und weiter über den Tisch rollt) und von einem Empfänger aufgenommen. Im menschlichen Körper ist das das Trommelfell, in der Ultraschallprüfung der Sensor des Prüfkopfes.

    Kennt man die Schallgeschwindigkeit, so kann man aus der Dauer der Bewegung des Schalls auf zurückgelegte Entfernungen schließen und z.B. Wand- oder Schichtdicken bestimmen. Hat man eine Referenz (weiß man also, welche Ultraschall-Signale ein fehlerfreies Werkstück liefern sollte) und erhält aber andere Signale, dann kann man dadurch auf Fehler im Bauteil schließen.

    Bleiben wir bei unserer Billardkugel: Beim Rollen über den Tisch wird sie langsamer und bleibt schließlich stehen; Ursachen sind Energieverlust an der Bande und Reibung durch das Tischtuch und die Luft. Das gleiche geschieht mit unserer Schallwelle: Bei Reflektionen an Wänden und Hindernissen verliert sie Energie, während des Weges durch das Werkstück streut der Schall am Gefüge (in zufällige Richtungen verteilt) und wird absorbiert (vom Gefüge „geschluckt“). Zusätzlich breitet sich der Schall immer weiter in alle Richtungen aus, die vorhandene Energie verteilt sich auf immer größere Flächen. Wie auch im Alltag wird mit zunehmender Entfernung der Schall immer schwächer wird, verliert sich der Ultraschall im Werkstück nach einer gewissen Zeit und Strecke.

    Alle Verluste zusammen bilden die Schallimpedanz – den Schallwiderstand. Bei der Ultraschall-Prüfung werden dadurch die Signale bei langem Schallweg oder starker Schallschwächung immer kleiner, und die Auswertung wird komplizierter.

    Abb. 2: Signaldarstellung mit einem Senkrechtprüfkopf. Links: Prüfsituation, Rechts: Bildschirmdarstellung. Sendeimpuls (rechtes Bild, links), Fehlerecho (rechtes Bild, Mitte) und Rückwandecho (rechtes Bild, rechts).

     

    Die Ultraschall-Prüftechnik

    Ultraschall arbeitet mit Frequenzen außerhalb des menschlichen Hörvermögens – üblicherweise 2-4 MHz, also 2-4 Millionen Schwingungen pro Sekunde (zum Vergleich: Menschen nehmen Schwingungen zwischen 16 und 16.000 Hz wahr). Im menschlichen Körper wird das Senden (durch die Stimmbänder) und das Empfangen (durch das Trommelfell) von Schallwellen arbeitsteilig erledigt. Bei der Ultraschallprüfung gibt es Prüfköpfe, die ebenso arbeitsteilig funktionieren, aber auch solche, die sowohl senden, als auch empfangen.

    Realisiert wird dies durch piezoelektrische Kristalle. Legt man an diese einen elektrischen Wechselstrom an, fangen die Kristalle an hochfrequent zu schwingen. Dadurch erzeugt der Prüfkopf Schallwellen, wenn er auf einem Bauteil liegt und angekoppelt wurde. Ankopplung bedeutet, durch ein Koppelmittel (z.B. Wasser, Kleister oder Öl) einen nahtlosen Übergang des Schalls aus dem Prüfkopf in das Werkstück zu ermöglichen. Findet die Schallwelle den Weg zurück zum Kristall, versetzt sie ihn in Schwingung, und dabei erzeugt der Kristall selbst einen elektrischen Strom, der vom Gerät registriert und in ein Messsignal umgewandelt wird. Je stärker dabei der Schall ist, umso stärker die erzeugte Schwingung, und umso stärker das elektrische Signal.

    Der Ultraschall-Prüfkopf

    Der Sensor in der UT-Prüfung ist der Prüfkopf. Nach Anwendungsgebiet können verschieden große Prüfköpfe, Frequenzen und Typen verwendet werden. Für sehr kleine Bauteile werden z.B. häufig sog. Miniatur-Prüfköpfe mit einem ca. 10mm großen Schwingerdurchmesser verwendet. Für sehr präzise Messungen wählt man in der Regel hohe Prüffrequenzen (die zu kleineren Ultraschall-Wellenlängen und damit höherer Genauigkeit führen).

    Die zuvor dargestellte senkrechte Einschallung (Senkrechtprüfkopf – SPK) ist der simpelste Fall; häufig lässt die Geometrie dies aber nicht zu. Für besonders dünne Bauteile oder die Prüfung im Oberflächenbereich werden Sender-Empfänger-Prüfköpfe (SE-PK, getrennte Sende- und Empfangselemente) verwendet, die die Bereiche unmittelbar unter der Bauteiloberfläche prüfen. Macht die Geometrie eine schräge Einschallung nötig, werden Winkelprüfköpfe (WPK) verwendet, z.B. bei der Nahtprüfung an Schweißnähten.

    Abb. 3: Winkelprüfkopf mit Schrägeinschallung für die Rissprüfung an der Gegenfläche (links).
    Blechdickenmessung mit einem Sender-Empfänger-Prüfkopf (rechts).

    Winkelprüfköpfe haben eine weitere Besonderheit: Sie arbeiten mit einer anderen Wellenart als Senkrecht- oder SE-Prüfköpfe. Senkrecht- und SE-Prüfköpfe verwenden hauptsächlich Longitudinalwellen, Winkelköpfe dagegen hauptsächlich Transversalwellen. Dabei handelt es sich um unterschiedliche Ausbreitungsarten von Schallwellen in einem Medium. Longitudinalwellen breiten sich in Schwingungsrichtung aus, kommen in allen Medien vor und sind (im selben Material) schneller als Transversalwellen. Einer Longitudinalwelle entspricht in etwa die Bewegung von Menschen beim Schunkeln. Bei Transversalwellen schwingen die Teilchen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Schallwelle, sie treten nur in Feststoffen auf und sind (im selben Material) langsamer als Longitudinalwellen. Einer Transversalwelle entspricht die Bewegung einer Laola-Welle in einem Fußballstadion.

    Ein Vergleich der Größenordnungen der Schallgeschwindigkeiten:

    • Luft 330 m/s (Longitudinal)
    • Wasser 1480 m/s (Longitudinal)
    • Schmiedestahl 5920 m/s (Longitudinal)
    • Schmiedestahl 3255 m/s (Transversal)

    Abb. 4: Erzeugung einer Longitudinalwelle durch einen Hammerschlag auf die Stirnseite eines Stabes (oben).
    Erzeugung einer Transversalwelle durch einen Hammerschlag auf die Längsseite es Stabes (unten).

     

    Wie sehen Ultraschall-Signale am Prüfgerät aus?

    Die eigentliche Signal-Darstellung am Ultraschall-Prüfgerät ähnelt der eines Oszilloskops. Aus der Position des Signales kann die Entfernung zum Reflektor (Wand, Materialfehler, …) abgeleitet werden, aus Form und Größe (und mit Prüferfahrung) auch die Art des Reflektors (Riss, Lunker, …) In vielen Fällen kann ein erfahrener Ultraschallprüfer einen Flankenbindefehler (fehlende Verschweißung) von einer Pore (Gaseinschluß), einem Lunker (Schwindungsholraum durch Abkühlen von Gußteilen) oder von Dross (Ablagerungen im Guß, die zur Oberfläche aufsteigen) unterscheiden. Die folgende Abbildung zeigt einige mögliche Signalformen und –Arten, die bei der Ultraschallprüfung gefunden werden können.

    Abb. 5: 1. Senkrechteinschallung mit deutlichem Sendeimpuls, Fehlersignal und Rückwandecho,
    2. Schrägeinschallung mit großem Fehlersignal und üblicherweise sind weder Sendeimpuls noch Rückwandecho sichtbar,
    3. Viele Fehlersignale mit geschwächtem Rückwandecho; der Sendeimpuls fehlt auch hier, da Prüfung mit SE-PK,
    4. Ein Lunker im Bauteil absorbiert bzw. streut den Schall. Weder Fehler- noch Rückwandecho sichtbar.

    Eine 100%ige Aussage – der Fehler ist genau dort und ist exakt so groß – ist mit konventionellem Ultraschall (im Gegensatz zu bildgebenden Verfahren wie z.B. VT oder RT) zwar nicht möglich, in der Praxis kann aber zuverlässig auf wenige Zehntelmillimeter genau gemessen werden.

    Was wird mit der Ultraschallprüfung bewertet?

    Wie in allen Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung wird auch bei der Ultraschallprüfung anhand von Referenzen geprüft – eine Anzeige wird in Bezug auf bereits bekannte Justiergrößen bewertet. Für eine Wanddickenmessung wird daher im Vorfeld an bekannten Dicken des gleichen Materials justiert, die ähnliche Maße aufweisen wie das Prüfobjekt; für eine Schweißnahtprüfung werden Vergleichskörper verwendet, deren Material, Geometrie und Referenzfehler dem Prüfobjekt ähneln.

    Wird auf Fehler geprüft, kennt das Verfahren zwei wesentliche Bewertungsmaßstäbe – DAC und AVG. Bei der DAC-Methode (Distance Amplitude Correction – Korrektur der Amplitude in Abhängigkeit zur Entfernung) wird eine Vergleichskurve am Gerät aufgenommen, die die Ultraschallechos eines Referenzfehlers für verschiedene Schallwege darstellt – z.B. für Schallwege von 20mm, 40mm, 60mm, 80mm und 100mm. Anschließend wird der Prüfgegenstand untersucht, und die dort gefundenen Signale werden unter Beachtung der jeweiligen Reflektortiefe (Entfernung) mit den Referenzechos verglichen.

    Die AVG-Methode (Abstand, Verstärkung, Größe) nimmt ebenfalls eine Kurve auf – allerdings rein rechnerisch anhand von physikalischen Gesetzen, die die Veränderung von Signalen in Bezug auf Entfernung und Größe beschreiben. Der Prüfer hat hier weniger zu tun – moderne Geräte machen hier fast die „ganze Arbeit“. Während aber DAC für fast alle Materialien, Prüfköpfe und Geometrien funktioniert, findet man die Anwendung von AVG häufig nur bei „normalen“ Prüfköpfen, Werkstücken aus Stahl und einfachen Geometrien.

    Abb. 6: DAC-Methode: Mit zunehmender Tiefe werden die Schallwege (Entfernungen zum Reflektor) immer größer und die Signale immer kleiner. Die orange Linie ist die DAC-Kurve und wird auf dem Bildschirm abgebildet.
    Alle Folgeanzeigen werden danach bewertet, ob sie über oder unter dieser Kurve liegen.

     

    Fazit / Ausblick

    Die UT-Prüfung ist ein flexibles Werkzeug der zerstörenden Werkstoffprüfung. Von der Rissprüfung über Schichtdickenmessungen bis hin zu Wanddickenmessungen können viele Prüfaufgaben realisiert werden. Für die Lösung verschiedener Prüfaufgaben kann ein einziges Gerät und ein Satz jeweils passender Prüfköpfe eingesetzt werden. Ein entsprechend ausgerüsteter Prüfer kann schnell auf verschiedene Situationen und Anforderungen reagieren. Durch Verfahren wie die Gruppenstrahler-Prüfung oder TOFD nehmen die Genauigkeit und die Bandbreite der Anwendungsmöglichkeiten der Ultraschallprüfung weiter zu.

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