Thermographische Rissprüfung

Induktions-Thermographie
© Fraunhofer IZFP

Induktions-Thermographie

Die Detektion von Oberflächenrissen in elektrisch leitenden Werkstoffen erfolgt traditionell durch Farbeindring- bzw. Magnetpulverprüfung oder durch Wirbelstromprüfung. Dazu ist jedoch zum einen die Benetzung mit einem Farbmittel nötig; bei der Prüfung mit Wirbelstrom bestehen zum anderen Restriktionen durch die Baugröße der Sensoren und den Abhebeeffekt. Mittels Thermographie hingegen können Risse berührungsfrei und schnell abgebildet und anschließend bewertet werden.

Am Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP, Saarbrücken, wurde ein System entwickelt, bei dem induktiv angeregte Thermographie zur Detektion solcher Oberflächenrisse eingesetzt wird, indem über eine Spule ein Stromfluss im Bauteil induziert wird. Da die Strombahnen im Bauteil Umwege um die Risse herum nehmen müssen, wird der Stromfluss nahe den Rissen konzentriert. An den Stellen der Risse entsteht an der Bauteiloberfläche eine größere Verlustwärme, die mithilfe einer Infrarotkamera detektiert werden kann und die Risse können im Bild sichtbar gemacht werden. Die gespeicherten Bilder der Kamera werden per nachfolgender Signal- und Bildverarbeitung ausgewertet. Das Thermographie-System ist für die Prüfung von geschmiedeten Stahlbauteilen, von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen oder Solarzellen geeignet, wo sich die Fehlernachweisbarkeit und die Prüfzuverlässigkeit im Rahmen von Validierungsstudien als gut erwiesen haben. Die reine Prüfung dauert nur Sekundenbruchteile pro Bauteilansicht und ist gut automatisierbar. Auch verdeckte Risse können unter Umständen gefunden werden. Derzeit sind Normungsaktivitäten im Gange, um der Technik zu weiterer Akzeptanz zu verhelfen.

Die Haupteinsatzbereiche für das Prüfverfahren liegen in Branchen wie der Automobil- und Zulieferindustrie, der Luftfahrtindustrie oder der Halbleiterherstellung.