🔩 Ultraschallprüfung mit der TOFD-Technik (Beugungslaufzeittechnik) — Auffinden von Unregelmäßigkeiten und Bestimmung ihrer Höhe aus der Laufzeit der an ihren Spitzen gebeugten Wellen, vor allem in Schweißverbindungen aus niedriglegierten Stählen, PN-EN ISO 16828

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 16828

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. Anwendungsbereich aus der PKN-Katalogkarte PN-EN ISO 16828:2026-01 (englische Fassung), vollständig (unsere Übersetzung): „Dieses Dokument legt die allgemeinen Grundsätze für die Anwendung der Beugungslaufzeittechnik (TOFD) sowohl zum Auffinden als auch zur Größenbestimmung von Unregelmäßigkeiten in Bauteilen aus niedriglegierten Kohlenstoffstählen fest. Dieses Dokument gilt auch für andere Werkstoffe, sofern die TOFD-Technik unter Berücksichtigung der Geometrie, der akustischen Eigenschaften der Werkstoffe und der Prüfempfindlichkeit angewendet wird. Obwohl dieses Dokument allgemein für Unregelmäßigkeiten in Werkstoffen und Anwendungen nach ISO 16810 gilt, enthält es Bezüge auf die Prüfung von Schweißnähten. Dieser Ansatz wurde gewählt, um die Prüfkopfpositionen und Abtastrichtungen verständlich zu machen. Sofern in den verweisenden Dokumenten nichts anderes festgelegt ist, gelten die Mindestanforderungen dieses Dokuments. Sofern nichts anderes festgelegt ist, gilt dieses Dokument für folgende Prüfgegenstandsklassen nach ISO 16811: Klasse 1 ohne Einschränkungen; Klassen 2 und 3 mit festgelegten Einschränkungen (siehe Abschnitt 10); Klassen 4 und 5 erfordern besondere Verfahren, die ebenfalls behandelt werden (siehe Abschnitt 10). ANMERKUNG Techniken für die Anwendung von TOFD bei der Prüfung von Schweißnähten sind in ISO 10863 beschrieben, die zugehörigen Zulässigkeitsgrenzen in ISO 15626“. Den Text der Ausgabe 2025 haben wir nicht. Wir lesen den Text der vorigen Ausgabe — die Probe von ISO 16828:2012 (von PN-EN ISO 16828:2014-06 eingeführt) vom Deckblatt bis 6.1 mit Inhaltsverzeichnis; die Abschnitte 6.2–13 und Anhang A (Vergleichskörper) haben wir nicht.

NACH DEM TEXT DER ISO 16828:2012 (Vorwort, Einleitung, Abschnitte 1–6.1, Inhaltsverzeichnis). Die Norm wurde von ISO/TC 135 „Zerstörungsfreie Prüfung“, SC 3 „Ultraschallprüfung“ erarbeitet; die Einleitung gibt an, dass sie auf EN 583-6:2008 beruht und zur Reihe ISO 16810 (allgemeine Grundsätze), 16811 (Empfindlichkeits- und Entfernungsjustierung), 16823 (Durchschallungstechnik), 16826 (Unregelmäßigkeiten senkrecht zur Oberfläche), 16827 (Charakterisierung und Größenbestimmung), 16828 (TOFD) gehört. Anwendungsbereich (1): allgemeine Grundsätze der TOFD zum Auffinden und zur Größenbestimmung von Unregelmäßigkeiten in Bauteilen aus niedriglegierten Kohlenstoffstählen, auch in anderen Werkstoffen unter Berücksichtigung von Geometrie, akustischen Eigenschaften und Empfindlichkeit; Bezüge auf Schweißnähte zur Verdeutlichung der Prüfkopfpositionen; Produktklasse 1 ohne Einschränkungen, 2 und 3 mit Einschränkungen, 4 und 5 — besondere Verfahren (Abschnitt 9). Verweisungen (2): ISO 9712, ISO 16810, ISO 16811, EN 12668-1, -2, -3. Begriffe (3): Totzone an der Abtastfläche (Anzeigen durch die Lateralwelle verdeckt), Rückwand-Totzone (durch das Rückwandecho verdeckt), A-Bild (Amplitude über der Zeit), B-Bild (Laufzeit über der Prüfkopfverschiebung), nicht paralleles Abtasten (senkrecht zur Schallbündelrichtung) und paralleles Abtasten; Formelzeichen: x, y, z, Δx (Länge der Unregelmäßigkeit), Δz (Höhe), d (Tiefe einer Spitze), Dds und Ddw (Totzonen), c (Schallgeschwindigkeit), R (Ortsauflösung), t, Δt, td, tp (Impulsdauer, gemessen bei 10 % der Spitzenamplitude), tw (Laufzeit des Rückwandechos), s (halber Abstand der Einschallpunkte), W (Wanddicke). Prinzip (4.1): Die Technik beruht auf der Wechselwirkung der Wellen mit den Spitzen von Unregelmäßigkeiten, die gebeugte Wellen über einen großen Winkelbereich aussenden; die Abmessung einer Unregelmäßigkeit wird stets aus der Laufzeit der gebeugten Signale bestimmt, die Signalamplitude wird zur Größenbestimmung nicht verwendet. Grundanordnung: getrennter Sender und Empfänger, üblicherweise Weitwinkel-Longitudinalwellenprüfköpfe; das erste Signal ist die Lateralwelle, das zweite (ohne Unregelmäßigkeiten) — das Rückwandecho; Signale von Unregelmäßigkeiten treffen dazwischen ein (bei Vernachlässigung der Wellenumwandlung), von der oberen Spitze früher als von der unteren; zwischen Lateralwelle und Rückwandecho sowie zwischen den Echos der oberen und unteren Spitze tritt eine Phasenumkehr auf; Abtasten von beiden Oberflächen verbessert die Genauigkeit bei oberflächennahen Unregelmäßigkeiten. Oberfläche und Koppelmittel (4.2): Oberflächenzustand mindestens nach ISO 16810 — gebeugte Signale können schwach sein, eine schlechte Oberfläche mindert die Zuverlässigkeit stark; Koppelmittel verträglich mit dem Werkstoff (Wasser mit Zusätzen, Paste, Öl, Fett, Zellulosepaste), mit gleichbleibenden Eigenschaften und für die Temperatur geeignet. Werkstoffe (4.3): routinemäßig unlegierter und niedriglegierter Stahl und deren Schweißnähte, auch feinkörniger austenitischer Stahl und Aluminium; grobkörnige und stark anisotrope Werkstoffe (Gusseisen, austenitische Schweißnähte, hochnickelhaltige Legierungen) erfordern zusätzliche Validierung und Datenverarbeitung; nach Vereinbarung kann die Prüfbarkeit an einem Probekörper mit künstlichen oder natürlichen Fehlern bestätigt werden, wobei künstliche Fehler anders beugen als reale. Personal (5): Qualifizierung mindestens nach ISO 9712 sowie zusätzliche Schulung und Prüfung in TOFD für die geprüften Produktklassen nach einer schriftlichen Anweisung. Geräte (6.1): mindestens nach EN 12668-1, -2 und -3.

STATUS (Stand der PKN-Katalogkarten am 02.10.2026). Die Karte PN-EN ISO 16828:2026-01 (englische Fassung, veröffentlicht 08-01-2026, 34 Seiten, Preisgruppe Q) hat keinen Kopfvermerk „Zurückgezogen“: Sektor Grundlagenfragen und Managementsysteme, KT 7 Zerstörungsfreie Prüfung, ICS 19.100, „Führt ein: EN ISO 16828:2025 [IDT], ISO 16828:2025 [IDT]“, „Ersetzt: PN-EN ISO 16828:2014-06 – englische Fassung“. Die Karte PN-EN ISO 16828:2014-06 (32 Seiten; sie führte EN ISO 16828:2014 und ISO 16828:2012 ein) trägt den Kopfvermerk „Zurückgezogen“: Rücknahmedatum 08-01-2026, „Ersetzt durch: PN-EN ISO 16828:2026-01“; sie selbst ersetzte PN-EN 583-6:2009. Im Feld „Anwendungsbereich“ dieser Karte verweist Anmerkung 3 auf „ISO 10683“ — im Normtext steht ISO 10863 (TOFD-Normen für Schweißnähte); auf der Karte ist es ein Tippfehler. Eine polnische Sprachfassung irgendeiner Ausgabe zeigt die PKN-Suchmaschine (Suchbegriff „PN-EN ISO 16828“, 02.10.2026) nicht. Laut EVS-Katalog gilt ISO 16828:2025 ab 10.07.2025, und ISO 16828:2012 ist die vorige Ausgabe in der Normhistorie. Was sich für das Ergebnis geändert hat: Das wissen wir nicht — den Text der Ausgabe 2025 haben wir nicht, und der Vergleich der Felder „Anwendungsbereich“ beider Karten zeigt nur, dass der Verweis auf die Einschränkungen für die Klassen 2–5 von Abschnitt 9 nach Abschnitt 10 gewandert ist, was auf eine geänderte Gliederung hinweist.

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsbereiche, Datenstand bis 17.09.2026, gelesen am 02.10.2026). Die Nummer 16828 steht in 9 Einträgen von 8 Laboratorien: AB 001, AB 313, AB 608, AB 1336, AB 1425, AB 1429, AB 1767, AB 1927. In den aktuellen Bereichen auf den PCA-Seiten (gelesen am 02.10.2026, Ausgaben vom 23.04.2025 bis 08.07.2026) nennen sieben Laboratorien die Ausgabe 2014-06 (AB 1927 in der Schreibweise „PN EN ISO 16828:2014-06“, ohne Bindestrich), AB 608 — nur die Bezeichnung ohne Datum; keines nennt die Ausgabe 2026-01. Der Reiter „Laboratorien“ („PN-EN ISO 16828“) zeigt 7 Laboratorien — ohne AB 1927, dessen Eintrag mit „PN EN“ beginnt — geprüft mit einer Abfrage des Reiters auf dem Produktionsserver labcoda.pl am 02.10.2026.

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (Einträge bei PCA). „Innere Unregelmäßigkeiten“ und „Unregelmäßigkeiten“ von Schweißverbindungen (AB 001: Schweißverbindungen und Hüttenerzeugnisse ab 6 mm Dicke, Stahl- und Baukonstruktionen; AB 1336: Bereich ab 6,0 mm), „Schweißnahtunregelmäßigkeiten“ (AB 1429); Technik — „Ultraschallverfahren“.

WO MAN LEICHT EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS ERHÄLT. Bei der Messung: Die Höhe einer Unregelmäßigkeit wird ausschließlich aus der Laufzeitdifferenz der Signale von ihren Spitzen bestimmt — die Größe der Amplitude sagt nichts über die Größe der Unregelmäßigkeit (4.1). Eine Unregelmäßigkeit dicht unter der Abtastfläche kann sich in der Lateralwelle verbergen, eine am Boden — im Rückwandecho (Totzonen, 3.1.1, 3.1.2); ohne Abtasten von der anderen Seite bedeutet keine Anzeige nicht keine Unregelmäßigkeit. Beim Werkstoff: In grobkörnigen und anisotropen Werkstoffen (austenitische Schweißnähte, Gusseisen, hochnickelhaltige Legierungen) erfordert die Technik zusätzliche Validierung — ohne sie kann das Ergebnis sauber aussehen (4.3). Bei der Validierung: Künstliche Fehler im Vergleichskörper beugen Wellen anders als reale (4.3). Bei der Oberfläche: Schwache gebeugte Signale gehen bei schlechter Oberfläche und instabiler Ankopplung verloren (4.2). Bei der Ausgabe: Die Bereiche nennen die Ausgabe 2014-06, zurückgezogen am 08-01-2026; die Bewertung nach Zulässigkeitsgrenzen liefert ISO 15626, nicht diese Norm.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Wir haben weder den Text der Ausgabe 2025 noch die Abschnitte 6.2–13 der Ausgabe 2012: Anforderungen an Prüfköpfe und Abtastvorrichtungen, Wahl und Abstand der Prüfköpfe, Einstellung des Zeitfensters, Empfindlichkeit, Abtastauflösung und -geschwindigkeit, Formeln für Tiefe und Höhe, Bewertung von Fehlern und Totzonen, Anforderungen an Vergleichskörper (Anhang A) oder Inhalt des Prüfberichts — keinen dieser Werte und keine dieser Formeln geben wir daher an.

Prinzip der Methode

Sende- und Empfangsprüfkopf beiderseits der Prüfstelle: An den Spitzen einer Unregelmäßigkeit gebeugte Wellen treffen zwischen Lateralwelle und Rückwandecho ein; das Vorhandensein einer Unregelmäßigkeit wird aus den gebeugten Signalen erkannt, ihre Höhe und Tiefe aus den Laufzeiten (Laufzeitdifferenz von oberer und unterer Spitze) bestimmt — die Amplitude wird zur Größenbestimmung nicht verwendet.

Anwendungen

• Schweißverbindungen und Hüttenerzeugnisse aus Stahl — Auffinden und Größenbestimmung innerer Unregelmäßigkeiten; 8 Laboratorien in PCA-Bereichen
• Stahl- und Baukonstruktionen (in PCA-Bereichen ab 6 mm Dicke)
• Techniken für Schweißnähte nach ISO 10863 und Bewertung nach den Zulässigkeitsgrenzen der ISO 15626 (in der Norm genannt)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 16828:2026-01 (wersja angielska; EN ISO 16828:2025 IDT, ISO 16828:2025 IDT)

Titel (PL)

Badania nieniszczące — Badania ultradźwiękowe — Dyfrakcyjna technika czasu przejścia do wykrywania i wymiarowania nieciągłości

Title (EN)

Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Time-of-flight diffraction technique for detection and sizing of discontinuities

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Vorbereitung

   Personal nach ISO 9712 mit zusätzlicher TOFD-Schulung; Oberfläche mindestens nach ISO 16810; Koppelmittel mit gleichbleibenden Eigenschaften. PN-EN ISO 16828:2026-01 gültig, die Bereiche nennen die zurückgezogene 2014-06 (Stand der PKN-Karten am 02.10.2026).

2. Einstellung von Prüfköpfen und System

   Wahl und Abstand der Prüfköpfe, Zeitfenster, Empfindlichkeit, Abtastauflösung und -geschwindigkeit nach Abschnitt 7 (Inhalt haben wir nicht); Prüfung der Systemfunktion am Vergleichskörper (Anhang A).

3. Abtasten

   Nicht paralleles Abtasten entlang der Bezugslinie (z. B. Nahtachse) und bei Bedarf paralleles Abtasten; bei oberflächennahen Unregelmäßigkeiten — von beiden Oberflächen, sofern zugänglich.

4. Auswertung

   Anzeigen zwischen Lateralwelle und Rückwandecho; Lage, Länge, Tiefe und Höhe aus den Laufzeiten der Signale von den Spitzen (Abschnitt 8 — Formeln haben wir nicht); Amplitude nicht zur Größenbestimmung verwenden.

5. Grenzen und Bericht

   Totzonen und Messfehler berücksichtigen (Abschnitt 10); Prüfbericht nach Abschnitt 13; Bewertung der Fehler nach ISO 15626.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Die Norm enthält im gelesenen Teil keine Sicherheitshinweise; Prüfungen an Konstruktionen und Rohrleitungen erfordern vom Labor festgelegte Regeln für Arbeiten in der Höhe und in engen Räumen
• FACHLICHER HINWEIS: Keine Anzeige in der Totzone an der Oberfläche oder am Boden bedeutet nicht, dass keine Unregelmäßigkeit vorhanden ist

Häufige Fragen