Werkstoffprüfungen sichern den Fortschritt, minimieren Kosten

Seitdem der Mensch Werkzeuge nutzt und anwendet musste er immer wieder die Qualität prüfen. Je komplexer die Konstruktionen wurden, je mehr Bauteile, Komponenten und Materialien verbaut wurden, desto wichtiger wurde es, die Qualität und die Belastbarkeit der verwendeten Materialien zu prüfen.

In der Technikgeschichte sind Unglücke und Unfälle normal

Die Technik- und Baugeschichte war und ist immer wieder durch Unglücke, bei denen teilweise viele Menschen starben, geprägt. Versuch und Irrtum lagen oft dicht beieinander. Techniker haben sich zu viel zugetraut, die Technologie noch nicht beherrscht oder haben ungeeignete Materialien verwandt.

Dampfkessel explodierten, Aufzüge fielen ungebremst in die Tiefe, Bauten und Brücken stürzten ein. Einzelne Bauteile zerbrachen unter Belastung oder weil sie aus in unzureichender Qualität gefertigt wurden. Die Fertigungstoleranzen und die Materialqualität haben großen Einfluss auf die Standfestigkeit von Maschinen, Geräten, Bauteilen und ganzen Anlagen.

Am Anfang wurde die Qualität meist durch simple Anwendung geprüft. Das ist aber in vielen Fällen zu aufwändig und zu teuer. Heute werden die einzelnen Komponenten und das verwendete Material mit Werkstoffprüfungen untersucht. Dabei werden Anlagen, Bauteile oder einzelne Materialen höchsten mechanischen oder chemischen Belastungen ausgesetzt. So sollen Materialfehler aufgespürt werden. Auch gilt es unterschiedliche Betriebssituationen zu simulieren oder gar die Folgen von Fehlbedienungen zu analysieren.

Materialprüfung, die zwei Hauptkategorien

Bei der Materialprüfung gibt es zwei klassische Hauptkategorien, die zerstörende oder die zerstörungsfreie Überprüfung. Bei der zerstörenden Prüfung wird analysiert, welche Belastungen ein Werkstoff oder Bauteil aushalten kann. Dieses geschieht zumeist durch Biegen, Brechen, Falten, Ziehen, Vibrationen oder Temperaturen.

Die zerstörungsfreie Prüfung nutzt zum Beispiel Gamma-, Röntgenstrahlung, Magnetpulver oder Ultraschall und kann sowohl im Labor als auch mobil bei einer Anlage ausgeführt werden. Bei Anlagen wird nach Haarrissen, Fehler in kristallinen Struktur und allgemeiner Materialermüdung, die durch den Betrieb entstanden sind, gesucht. So wird die Sicherheit erhöht und Laufzeit durch eine vorausschauende Wartung verlängert. Das senkt Kosten.

Neue Herausforderungen – neue unkonventionelle Testverfahren

Immer mehr und leistungsfähigere Werkstoffe und -kombinationen treffen auf einen hohen Markt- und Kostendruck. Dazu kommt, die Prozesse in modernen Anlagen und Geräten werden immer komplexer und vielschichtiger. Hier bieten sich Werkstoffprüfungen von Zeros an.

Nur durch kompromisslose Tests der verwendeten Materialen können zuverlässig die Eigenschaften geprüft werden. Innovative Prüfverfahren helfen belastbarere Standards in der Qualitätskontrolle herzustellen, Prüfzeiten zu verkürzen und die Komplexität zu managen.

Qualität ist wie eine Kette, das schwächste Kettenglied bricht zuerst. Es ist gar nicht so selten, dass ein defektes Bauteil im Centwert eine Maschine im Wert von hunderttausend Euro stilllegen kann. Hohe Stillstands-, Gewährleistungs- oder Reparaturkosten sind dann die Folge, besonders wenn das defekte Bauteil schwer zugänglich ist. Das ist eine Regel aus dem bekannten „Ingenieurs-Gesetz Murphy’s Law“. Das zwar belächelt wird, aber doch seine „praktische Gültigkeit“ hat.

Jeder Ingenieur oder Techniker versucht schon bei der Konstruktion Fehler zu minimieren. Aber, Gewissheit hat er nicht, besonders wenn die Konstruktion komplex ist, technisch konstruktives Neuland betreten wird oder aus Kostengründen neue, preiswertere Materialen verwendet werden.

Nur mit einem intelligenten Überprüfungs-Layout kann mit technischen Neuerungen und innovativen Materialverbindungen Schritt gehalten werden. Das erfordert auch einen konstruktiven Dialog zwischen dem Prüf-Institut und den Anwendern und Entwicklern.

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