🔍 Eindringprüfung (PT)
Nachweis von Oberflächenungänzen (Risse, Porosität, Klebefehler) in metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen mittels farbigem oder fluoreszierendem Eindringmittel. Eine der grundlegenden ZfP-Methoden.
Übersicht
Die Eindringprüfung (PT — Penetrant Testing) ist eine der ältesten und am häufigsten angewandten Methoden der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP). Die Norm PN-EN ISO 3452-1 definiert die allgemeinen Grundsätze der Methode, die auf dem Kapillareffekt basiert — flüssiges Eindringmittel dringt in zur Oberfläche offene Ungänzen des Prüfteils ein, und nach dem Entfernen des Überschusses und dem Auftragen des Entwicklers — bildet es sichtbare Anzeigen.
Die Methode ermöglicht den Nachweis sehr feiner Risse (ab 1 µm Rissbreite), Porosität, Klebefehler, Überlappungen und anderer Oberflächenungänzen in metallischen (Stähle, Aluminium, Titan, Kupfer) und nichtmetallischen Werkstoffen (Keramik, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe). Sie kann keine Unterflächenfehler nachweisen — dafür werden Magnetpulverprüfung (MT) oder Ultraschallprüfung (UT) eingesetzt.
Es werden zwei Eindringmittelsysteme verwendet: farbige (rote) — Betrachtung im sichtbaren (weißen) Licht, und fluoreszierende (Zyglo) — Betrachtung unter UV-A-Strahlung (365 nm). Fluoreszierende Eindringmittel haben eine höhere Empfindlichkeit und werden in der Luft- und Energieindustrie gefordert. Eindringmittel werden in wasserabwaschbare, nachemulgierbare und lösemittelabwaschbare unterteilt.
Die PT-Prüfung erfordert qualifiziertes ZfP-Personal nach PN-EN ISO 9712 (Stufen 1, 2, 3) und wird u.a. von der Druckgeräterichtlinie PED 2014/68/EU, den Schweißnormen EN ISO 5817 und der Luftfahrtindustrie (Nadcap) gefordert.
Prinzip der Methode
Das Eindringmittel (Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung und Benetzungswinkel < 90°), das auf die gereinigte Oberfläche aufgetragen wird, dringt kapillar in zur Oberfläche offene Ungänzen ein. Nach Ablauf der Eindringzeit (5–60 min) wird der Überschuss des Eindringmittels von der Oberfläche entfernt (mit Wasser, Emulgator oder Lösemittel). Anschließend wird der Entwickler aufgetragen (weißes Pulver oder Suspension) — der wie ein „Löschpapier" wirkt und das Eindringmittel aus den Ungänzen an die Oberfläche zieht, wodurch sichtbare kontrastierende Anzeigen entstehen (rot auf weißem Hintergrund oder fluoreszierend gelbgrün unter UV-A).
Anwendungen
- Kontrolle von Schweißverbindungen (Stumpf- und Kehlnähte) — EN ISO 17635
- Prüfung von Aluminium- und Stahlgussteilen (Luft- und Automobilindustrie)
- Kontrolle von Turbinenschaufeln und Triebwerkskomponenten (Nadcap)
- Prüfung druckbelasteter Bauteile (Behälter, Rohrleitungen) nach PED
- Kontrolle von Schmiedestücken (Zahnräder, Wellen)
- Ermüdungsprüfungen — Nachweis von Betriebsrissen (Brücken, Krane)
- Prüfung keramischer und Verbundwerkstoffe
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Empfindlichkeit der Methode | Nachweis von Rissen ab 1 µm Rissbreite |
| Eindringmittelsysteme | Farbig (Typ II) / Fluoreszierend (Typ I) |
| Eindringzeit | 5–60 min (typisch 20–30 min, abhängig von Werkstoff und Temperatur) |
| Prüftemperatur | 10–50°C (Standard), Sonderverfahren außerhalb des Bereichs |
| UV-A-Bestrahlungsstärke (Fluoreszenz) | ≥ 1000 µW/cm² bei 40 cm Abstand (EN ISO 3059) |
| Empfindlichkeitsstufen | 1/2 (niedrig), 1 (normal), 2 (hoch), 3 (ultra) nach ISO 3452-2 |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 3452-1:2021-12
- Titel (PL)
- Badania nieniszczące — Badania penetracyjne — Część 1: Zasady ogólne
- Title (EN)
- Non-destructive testing — Penetrant testing — Part 1: General principles
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Oberflächenreinigung
Alle Verunreinigungen (Fett, Farbe, Rost, Zunder) von der Prüffläche entfernen. Mechanisch und/oder chemisch reinigen. Trocknen.
2. Auftragen des Eindringmittels
Eindringmittel auf die Prüffläche auftragen (Sprühen, Pinseln, Tauchen). Sicherstellen, dass die gesamte Fläche gleichmäßig bedeckt ist.
3. Eindringzeit
Eindringmittel die erforderliche Zeit auf der Oberfläche belassen (typisch 20–30 min). Nicht antrocknen lassen!
4. Entfernen des Überschusses
Überschüssiges Eindringmittel von der Oberfläche entfernen — mit Wasser (WW), Emulgator (PE) oder mit Reiniger befeuchtetem Tuch. Reiniger NICHT direkt aufsprühen!
5. Trocknung
Oberfläche trocknen (Luft, Tuch, Warmluft max. 50°C). Trocknungszeit kurz halten — Eindringmittel nicht aus den Fehlstellen herausziehen.
6. Auftragen des Entwicklers
Dünne, gleichmäßige Entwicklerschicht auftragen (Aerosolsprühung aus 20–30 cm Entfernung). Keine zu dicke Schicht auftragen.
7. Entwicklungszeit
Entwicklungszeit abwarten (10–30 min). Entstehung der Anzeigen beobachten.
8. Inspektion und Bewertung
Anzeigen bei geeigneter Beleuchtung bewerten: weißes Licht >500 lx (farbige PT) oder UV-A ≥1000 µW/cm² + Dunkelheit <20 lx (fluoreszierende PT). Anzeigen klassifizieren (linienförmig, rund).
9. Dokumentation
Prüfbericht erstellen: Teilidentifikation, Eindringmittelsystem, Bedingungen, Anzeigenkarte, Bewertung nach Akzeptanzkriterien (z.B. EN ISO 23277).
10. Endreinigung
Entwickler und Eindringmittelreste vom Bauteil entfernen. Korrosionsschutz auftragen, falls erforderlich.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Fluoreszierendes Eindringmittel | Magnaflux Zyglo ZL-60D (nachemulgierbar), ZL-4C (wasserabwaschbar), Sherwin Fluo-S L-GP | 200–500 PLN / Liter |
| Farbiges Eindringmittel | Magnaflux Spotcheck SKL-SP2, Sherwin DP-55 | 80–200 PLN / Aerosol |
| Entwickler | Magnaflux SKD-S2 (trocken), ZP-4B (nass), Sherwin D-100 | 80–200 PLN / Aerosol |
| Reiniger/Emulgator | Magnaflux SKC-S (Reiniger), ZR-10B (lipophiler Emulgator) | 60–150 PLN / Aerosol |
| UV-A-Lampe (365 nm) | Magnaflux ZB-100F (Halogen), Labino Compact UV (LED) | 3 000–15 000 PLN |
| Luxmeter / UV-Messgerät | Magnaflux PH-1, Labino UV-A-Sensor | 3 000–8 000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Fluoreszierendes Eindringmittel Zyglo | — | Typ I, Methode A/D — gelbgrüne Fluoreszenz unter UV-A 365 nm, für Luftfahrtkomponenten |
| Farbiges Eindringmittel (rot) | — | Typ II — sichtbar im weißen Licht, kostengünstiger, für allgemeine Anwendungen |
| Trockener Entwickler | — | Weißes Pulver (Magnesium-/Calciumoxid) trocken aufgetragen — höchste Empfindlichkeit |
| Nasser Entwickler | — | Suspension in Lösemittel — einfacher aufzutragen, aber geringere Empfindlichkeit |
| Lösemittelreiniger | — | Zum Entfernen des Eindringmittelüberschusses (Anzeigen werden nicht zerstört, wenn nicht direkt aufgesprüht) |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Eindringmittel und Reiniger — entzündlich, fern von Zündquellen arbeiten, Belüftung
- Aerosole unter Druck — nicht erhitzen, nicht durchstechen, nicht ins Feuer werfen
- UV-A-Strahlung — nicht direkt in die Lampe blicken, Schutzbrille verwenden
- Schutzhandschuhe aus Nitril — Eindringmittel können die Haut reizen
- Eindringmittelabfälle — als Chemieabfall sammeln, nicht in die Kanalisation einleiten