I N H A L T

1. Keine Qualität ohne Recht 2. Rechtsgrundlagen der Qualitätssicherung 3. Vorsicht vor falschen Empfehlungen! 4. Die sachgerechteren Alternativen 5. Wert und Inhalt von Prüfbescheinigungen Schrifttum

1. Einleitung

Die Ultraschallmeßtechnik ist eine universelle Methode der zerstörungsfreien Materialprüfung, die auch in der Glasindustrie Anwendung findet. So kann neben der Bestimmung isotroper Glaseigenschaften, wie der Schallausbreitungsgeschwindigkeit und der elastischen Konstanten auch eine Detektion von lokalen Glasfehlern (Blasen, Schlieren, Rissen) erfolgen. Ebenfalls ist die Messung der Dicke von Flachglas möglich. Die Ultraschallprüfung gestattet eine Unterscheidung von Verbundsicherheitsglas und Einscheibenglas vor Ort. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn Glasscheiben gerahmt oder eingebaut sind und somit nur einseitig zugänglich sind und eine zerstörende Prüfung vermieden werden soll.

2. Meßmethode

Abb. 1: Langer (schmalbandiger) und kurzer (breitbandiger) Ultraschallimpuls nach [1] 1 - hohe Frequenz (kleine Wellenlänge), 2 - niedrige Frequenz (große Wellenlänge)

Bei der Ultraschallprüfung werden mittels piezoelektrischen Effektes erzeugte mechanische Wellen in den Festkörper gesendet. Diese werden an Dichteschwankungen und Grenzflächen gebeugt und reflektiert, wenn die Dimension der Störung nicht wesentlich kleiner als die Wellenlänge ist. Zur Erzielung einer hohen Auflösung wird wegen L=c/f (L - Wellenlänge, c - Schallgeschwindigkeit, f - Frequenz,) eine möglichst hohe Frequenz des Schallimpulses (z.B. 10 MHz) bevorzugt. Je kürzer die Wellenlänge um so besser ist das axiale Auflösungsvermögen, welches außerdem von der Bandbreite des Impulses beeinflußt wird (s. Abb. 1).

Die an Grenz- und Oberflächen reflektierten Schallwellen werden ebenfalls mit einem piezoelektrischen Empfänger in ein elektrisches Signal umgewandelt und z.B. auf einem Bildschirm zur Anzeige gebracht. Bei dem verwendeten Impuls-Echo-Verfahren wird als Meßgröße die Laufzeit des eingestrahlten Schallimpulses bestimmt. Bei Kenntnis der Schallgeschwindigkeit, die bei Silicatgläsern zwischen 5000 und 6000 m/s [2] beträgt, kann dann aus dem Schallweg die Dicke des Prüfkörpers bestimmt werden.

3. Ergebnisse und Diskussion

1. Bestimmung der Dicke von Flachglas
Die exakte Bestimmung der Dicke von Flachglas erfordert die genaue Kenntnis der Schallgeschwindigkeit. Sie kann anhand von Prüfkörpern bekannter Dicke ermittelt werden. Dabei wird bei digital anzeigenden Wanddickenmeßgeräten durch einen Drehknopf oder Tastendruck die Schallgeschwindigkeit solange verändert, bis das Gerät die mechanisch gemessene Dicke eines Prüfstückes anzeigt. Die ausgeführten Messungen an verschiedenen Flachglasproben ergaben Werte von 5807 bis 5903 m/s. Steht ein Ultraschallgerät mit Bildschirm zur Verfügung, so kann nach der Justierung des Gerätes die Scheibendicke aus der Position des Rückwandechos mit folgender Korrektur nach [3] berechnet werden:

Abb. 2: Schallweq und Anzeige bei einer Flachglasscheibe)



d = d_Anzeige · c_prüfling/c _justage



(d - Dicke des Prüfgegenstandes, d_Anzeige - am Ultraschall-Gerät abgelesener Wert, c_prüfling - Schallgeschwindigkeit des Prüfgegenstandes, c_justage - Schallgeschwindiqkeit mit der justiert wurde). Mit dieser Untersuchungstechnik kann eine Meßgenauigkeit von ca. 2% erreicht werden (s. Abb.2).

2. Messung an Verbundglas
Es wurde Verbundsicherheitsglas untersucht, welches aus zwei Glasscheiben besteht, die getrennt durch eine PVB-Folie miteinander verklebt sind. Die Untersuchung mit lichtoptischen Verfahren ergibt im sichtbaren Bereich nur eine etwas geringere Transmission verglichen mit einer Flachglasscheibe gleicher Dicke. Jedoch verursacht die PVB-Folie eine deutliche Absorption im IR-Bereich bei 1,7 µm bzw. zwischen 2,2 bis 2,6 µm. Auch anhand der Transmission im UV-Bereich mit nur 4% gegenüber 96% bei gleich dickem Flachglas kann eine Unterscheidung (z.B. unter Verwendung einer UV-Lampe 100 WSpot, Wellenlänge 365 nm) vorgenommen werden, wenn ein beidseitiger Zugang möglich ist und keine Beschichtung mit Filterwirkung erfolgte.

Die Ultraschallprüfung ergibt im Vergleich zur einfachen Flachglasscheibe zusätzliche Signale aus der Reflektion an der organischen Folie. In der Abb. 3 sind die Schallwege und die auftretenden Signale schematisch dargestellt.

Abb. 3: Schallweg und Anzeige bei Verbundalas	Abb. 4: Bildschirmanzeige der Echofolge von 8 mm dickem einfachen Flachglas und Verbundglas (Die Zahlen entsorechen denen von Abb. 2 und 3)

Ein Beispiel für die Bildschirmanzeigen von 8 mm dickem Verbundglas und einfachem Flachglas zeigt die Abb. 4. Während an der einfachen Flachglasscheibe nur die Reflexion an der Rückwand sichtbar wird, sind beim Verbundglas sehr gut die Echos der einzelnen Schichten zu erkennen.

Damit ist auch im eingebauten oder gerahmten Zustand z.B. in Fenstern vor Ort eine Unterschei dung zwischen Einscheiben- und Verbundglas möglich, ohne daß eine zerstörende Prüfung vorgenommen werden muß. Ein Sachverständiger der Berliner Glaserinnung setzt ein digitales Wanddickenmet3gerät erfolgreich bei der Uberprüfung von Fensterscheiben ein.

4. Literatur

1. Das Krautkrämer Taschenbuch, Hrsg. Krautkrämer GmbH & Co
2. O. V. Marurin, Handbook of glass data, part C, Elsevier 1 987. E. Deeg, Glastechn. Ber. 31 (1958), 85,124, 229.
3. DGZfP-Richtlinie US 1 - Wanddickenmessung mit Ultraschall, Ausgabe August 1996, Hrsg. Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V.

Anschrift für die Autoren:

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Laboratorium VIII.42
Ing. Bodo Behrendt
oder Laboratorium VIII.21
Dr. Thomas Hübert
Unter den Eichen 87
12205 Berlin

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