FINDING THE SOURCE OF THE PROBLEM
finding errors - combating causes
Damage analysis is a systematic method for determining the cause of failure in technical components. The findings serve to prevent further damage, for example by exchanging, inspecting and repairing damaged components, or by making a specific change in design or production. As a result, it is often possible to derive technical norms, which can be used to reduce or completely prevent future damage.
The primary goal of this analysis is to determine the direct cause of damage, which often entails a significant amount of subsequent damage.
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In order to successfully carry out complex damage analysis, careful procedural planning is important, by defining the type and extent of the individual examination process.
Damage analysis presumes that related processes are properly assessed and appropriately implemented, which is why comprehensive experience in the field of materials technology is necessary.
MATERIALS
characteristics, behavior and tests
Numerous materials have entered the field of mechanical engineering, automotive technology, aerospace, biomedical engineering and other industries. In addition to metals, more and more polymers and ceramics are being used. The damage analyst is therefore required to have extensive knowledge in the field of material science (corrosion behavior, physical and mechanical properties, material testing, etc.).
more ...For the following materials, Suisse TP has many years of material know-how:
Steel: structural steel, structural steel for heat treatment, tempering steel, tool steel, chemically resistant steel, hot-strength steel, functional materials, castings
Aluminum: cast alloys, wrought alloys, heat-treatable and non-heat-treatable
Copper and copper alloys (brass, bronze)
Nickel and nickel alloys (cast alloys, wrought alloys, curable, non-curable)
Titanium and titanium alloys
Ceramic (oxide ceramic, silicate ceramic)
Polymers: plastomer (thermoplastic), thermoset, elastomer, composite materials
machines / methods
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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| 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) |
Contact failure analysis
Rolf Winkler
Rolf Winkler studied mechanical engineering/material sciences at the Ruhr University Bochum after his vocational training as a foundry model maker. In addition to activities in the aluminium industry in the field of rolled, forged and pressed products, he also deals with hard coatings in the aviation industry. Rolf Winkler worked for many years at Empa Dübendorf in the field of damage analysis of metallic, ceramic and polymer materials. Since 2015 he has been employed at Suisse TP for materials issues and damage analysis.