Schadensanalytik

Der Ursache auf der Spur

zerstörend oder zerstörungsfrei

Die Schadensanalyse ist ein systematisches Verfahren zur Ermittlung der Ursache des Versagens technischer Bauteile. Die hierdurch gewonnen Erkenntnisse dienen der Verhütung weiterer Schäden, beispielsweise durch Tausch, Inspektion und Reparatur gefährdeter Bauteile oder gezielte Änderung in Konstruktion und/oder Fertigung. Als Ergebnis lassen sich häufig technische Regeln (Normen) ableiten, mit denen zukünftige Schadensereignisse in ihrem Ausmaß gemindert oder ganz vermieden werden können.

Das primäre Ziel einer Schadensanalyse ist die Ermittlung der direkten Schadensursache, die oft eine Vielzahl von Folgeschäden nach sich zieht.

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Um komplexe Schadensanalysen erfolgreich durchführen zu können ist es von großer Bedeutung das Vorgehen sorgfältig zu planen, indem Art und Umfang der einzelnen Untersuchungsschritte festgelegt werden.

Schadensanalysen setzen voraus, dass zusammenhängende Vorgänge richtig Eingeschätzt und entsprechend in der Analyse umgesetzt werden, weshalb langjährige und umfassende Erfahrung u.a. auf dem Gebiet der Werkstofftechnik zwingend erforderlich sind.

Werkstoffe

Eigenschaften, Verhalten und Prüfungen

Im Maschinenbau, der Fahrzeugtechnik, Luftfahrt, Medizinaltechnik und in weiteren Branchen hat eine Vielzahl von Werkstoffen ihren Einzug genommen. Neben den metallischen Werkstoffen kommen immer mehr Polymere und Keramiken zum Einsatz. Dem Schadenanalytiker werden daher umfassende Kenntnisse auf dem Gebiet der Werkstoffkunde (Korrosionsverhalten, physikalische und mechanische Eigenschaften, Werkstoffprüfung, etc.) abverlangt.

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Für folgende Werkstoffe besteht bei Suisse TP langjähriges Material KnowHow:

Stähle: Baustähle, Baustähle zur Wärmebehandlung bestimmt, Vergütungsstähle, Werkzeugstähle, chemisch beständige Stähle, warmfeste Stähle, Funktionswerkstoffe, Gusswerkstoffe

Aluminium: Gusslegierungen, Knetlegierungen, aushärtbar und nicht aushärtbar

Kupfer und Kupferlegierungen (Messing, Bronze)

Nickel und Nickellegierungen (Gusslegierungen, Knetlegierung; aushärtbar, nicht aushärtbar)

Titan und Titanlegierungen

Keramik (Oxidkeramik, Silikatkeramik)

Polymere: Plastomere (Thermoplaste), Duromere, Elastomere, Verbundmaterialien

GERÄTE / METHODEN

Stereomakroskop

Oberflächentopographie, Auffälligkeiten von Objektoberflächen, erste Beurteilung von Bruchflächen.

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Gerätetyp und Ausrüstung	Stereo-Makroskop, Makroskop Leica mit Digitalkamera, Ringlicht
Vergrösserung	Bis 50 fach
Typische Anwendungen	Makrofraktographie, Lokalisierung makroskopischer Defekte

REM & EDX

Rasterelektronenmikroskop & energiedispersive Röntgenanalytik

Abbildung einer Oberfläche durch abrastern mittels Elektronenstrahls. Abbild erzeugt Element- Phasen- oder Topographiekontrast. Durch EDX können Elemente analysiert werden.

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Gerätetyp und Ausrüstung	LEO1550 (Feldemission)
Detektoren	SE, InLens, BSE, EBSD, STEM, EDX
Vergrösserung	30 - 100'000 fach
Typische Anwendungen	Mikrofraktographie, Elementanalyse, Kristallorientierung, Phasenbestimmung, Korrosionsprodukte

Materialographie

Lichtmikroskopische Darstellung eines Gefüges.

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Gerätetyp und Ausrüstung	Makroskop, Lichtmikroskop (Leica, Reichert), Auf- und Durchlicht, Hellfeld, Dunkelfeld, polarisiertes Licht, Differentialinterferenzkontrast)
Vergrösserung	5 - 500 fach ( 1000 fach )
Typische Anwendungen	Gefügebeurteilung, Korngrösse, Schichtdicken, Ausscheidungszustand

CT

Computer Tomographie

zerstörungsfreie Untersuchung durch Erstellung von vielen Schnittbildern aus verschiedenen Perspektiven.

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Gerät	Phönix X-Ray
Typ	Röhrenspannung 225 KV, Detektor 205 x 205 mm, Auflösung 6 – 250 µm
Typische Anwendungen	Prüfung Schweissverbindungen, Gussfehler, Prüfung von Elektronikbauteilen, Faserverlauf in Kunststoffen, Qualitätsprüfung

Härteprüfung

quantitative Bestimmung der Oberflächenhärte

der Widerstand einer Werkstoffoberfläche wird gegen plastische Verformungen durch einen genormten Eindringkörper dadurch ermittelt, dass der bleibende Eindruck vermessen wird.

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Gerätetyp und Ausrüstung	DuraScan G5, Fischerscope und Brickers 220
Vickers	DIN EN ISO 6507-1, ASTM E384, Mikro- und Kleinlast
Brinell	DIN EN ISO 6506-1, ASTM E10
Knoop	ISO 4545, ASTM E384
Martenshärte	ISO 14577
Typische Anwendungen	Bestimmung von Einsatzhärtetiefe (Eht), Nitrierhärtetiefe (Nht), Randschichthärtetiefe (Rht), Kernhärte und Wärmebehandlungszustände

XPS

Röntgen-Photoelektronen- Spektroskopie

Chemische Analyse von Oberflächenbelegungen ( Informationstiefe der Messung ca.10 nm ) dünnen Schichten ( <0.5 µm ) mittels Tiefenprofil

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Gerätetyp und Ausrüstung	SSI S-Probe
Funktionsprinzip	Messung der elementspezifischen Energie von Photo-Elektronen, die mittels Röntgenstrahlung aus der Oberfläche der Probe herausgeschlagen wurden. Teilweise sind auch Bindungsvarianten unterscheidbar.
Typische Anwendungen	Chemische Analyse von Oberflächenbelegungen ( Informationstiefe der Messung ca.10 nm ) dünnen Schichten ( < 0.5 µm ) mittels Tiefenprofil
Anforderungen an Probe	Messfläche >1 mm²; max. Probengrösse : 20 x 20 x 5 mm
Akkreditierung / Zertifizierung	ISO17025

WYKO

Weisslichtinterferenz-Mikroskopie

Berührungslose Vermessung der Oberflächenbeschaffenheit in verschiedenen Vergrösserungsbereichen.

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Dreidimensionales Abbild einer texturierten Oberfläche

Gerätetyp und Ausrüstung	Wyko NT8000
Funktionsprinzip	Oberflächenmessungen an glatten und rauhen Oberflächen mit dem Interferometer in verschiedenen Vergrösserungsbereichen
Typische Anwendungen	Betrachtung und Vermessung der Tiefe von Oberflächendefekten oder Stufen, Nuten etc. sowie die Bestimmung von Rauheitskennwerten der Oberfläche.
Anforderungen an die Probe	Reflektierende Oberfläche (transparente Oberflächen müssen vorab bedampft werden)