Wissen für Fabrikautomation

Lieferantenverzeichnis: Röntgenprüfung

 

Lexikon: Röntgenprüfung

Synonyme: Durchstrahlungsprüfung

Röntgenprüfung, Durchstrahlungsprüfung

Quelle: YXLON International X-Ray GmbH

Definition

Die Röntgenprüfung, auch als Durchstrahlungsprüfung bezeichnet, ist ein zerstörungsfreies Verfahren zur zwei- und dreidimensionalen Prüfung von Bauteilen auf innere Fehler sowie zur geometrischen Prüfung. Die Prüflinge werden mit einer energiereichen elektromagnetischen Strahlung wie Röntgen- und Gammastrahlung durchstrahlt, welche die Materie durchdringen kann. Inhomogenitäten, Fehlstellen, Risse oder abweichende Materialstärken führen zu unterschiedlicher Schwächung der durchdringenden Strahlung, die mittels eines hinter dem Prüfling liegenden digitalen Bildwandlers oder durch einen Film als Grauwertunterschied eines zweidimensionalen Bildes erfasst wird. Das Verfahren der Computertomographie basiert auf der digitalisierten schichtweisen dreidimensionalen Erfassung eines Objektes aus verschiedenen Blickwinkeln, mit deren Hilfe ein dreidimensionaler Volumendatensatz errechnet wird.
Eine Prüfvorrichtung umfasst typischerweise einen Strahlenschutz, einen Manipulator zur Handhabung der Werkstücke oder der Strahlquelle und Detektoren, eine Strahlquelle sowie eine digitale Röntgenkamera. Die Auswertung erfolgt visuell oder durch ein automatisches Bildverarbeitungssystem.

Funktionsprinzip

Zur automatisierten Durchstrahlungsprüfung werden die Werkstücke einer Prüfkabine zugeführt, in einer Werkstückhalterung fixiert oder von einem Manipulator aufgenommen, sodass der Prüfling zwischen der Röntgenstrahlquelle und der Empfängerzeile positioniert wird. Da die Strahlenschutzabdeckung der Prüfkabine im Betrieb vollständig geschlossen sein muss, wird der Prüfablauf grundsätzlich mit einer automatischen Werkstückhandhabung durchgeführt.
Für die Durchstrahlungsprüfung wird energiereiche elektromagnetische Strahlung wie Röntgen- und Gammastrahlung benutzt, um die Materie zu durchdringen. Inhomogenitäten und Fehlstellen im gesamten Querschnitt von Werkstücken aus Materialien aller Art führen zu unterschiedlicher Schwächung der durchdringenden Strahlung.
Diese unterschiedliche Schwächung wird prinzipiell durch eine hinter dem Prüfobjekt angeordnete digitale Röntgenkamera erfasst. Der Schwächungskoeffizient ist stark von der Materialdichte abhängig. Dadurch erscheinen auf dem Röntgenbild z. B. Lufteinschlüsse als Signalerhöhung und Schlacke- bzw. Schwermetalleinschlüsse als Signalunterdrückungen. So lassen sich Fehler wie Einschlüsse, Lunker, Poren, Auflockerungen und in Durchstrahlungsrichtung liegende Risse auf dem Röntgenbild erkennen. Gegebenenfalls wird das Werkstück aus mehreren Richtungen durchstrahlt. Ebenso ist die Prüfung von verschlossenen und eingegossenen Baugruppen auf Montagefehler oder Vollständigkeit möglich. Die zweidimensionalen Bilder werden von einem Bildverarbeitungssystem aufbereitet und visuell oder automatisch ausgewertet.
Mit der Computertomographie wird die dreidimensionale Struktur des Prüflings ermittelt, indem aus einer Serie aus verschiedenen Winkeln aufgenommener Röntgenaufnahmen parallele Querschnittbilder errechnet werden. Diese Daten werden mittels eines mathematischen Verfahrens im Computer zu einem Volumendatensatz errechnet. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von Schnittbildern und 3D-Ansichten in beliebigen Ebenen des Prüflings.

Einsatzbereich

Die Durchstrahlungsprüfung wird sowohl für Stichprobenprüfungen als auch zur 100-%-Kontrolle eingesetzt. Das Verfahren wird zum Auffinden von inneren Fehlern von sicherheits- und funktionskritischen Bauteilen und Baugruppen eingesetzt, zur geometrischen Vermessung von Innenkonturen, zur Vermeidung von Ausschussveredelung bei teuren Werkstücken oder in der Entwicklung. Die herkömmliche Röntgenprüfung basiert auf zweidimensionalen Bildern, die Computertomographie erlaubt die Gewinnung dreidimensionaler Volumendatensätze. Typische Anwendungen sind die Prüfung von Gussteilen auf Lunker, Einschlüsse und Porositäten bzw. Auflockerungen. Geprüft werden z. B. Achsschenkel, Hinterachsträger, Federbeindeckel, Airbagkapseln, Bremsen, Leichtmetallräder oder Reifen sowie allgemein Schweißstellen. Weitere Anwendungen sind geometrische Vermessungen der Innenkonturen wie beispielsweise von Kühlkanälen in Zylinderköpfen.
Anwenderbranchen sind Automobil- und Automobilzulieferindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Metall- und Elektroindustrie sowie Gießereien.

Anbieter in xpertgate: