Produkthaftung stellt Fragen zur Zuverlässigkeit der ZfP (Teil 2)

C.O. Bauer, Wuppertal *

Teil 1 Erschienen in DACH-Zeitunq Nr. 57, Seite 62 bis 65

I N H A L T

1. Rechtliche Fragen an die Technik der Verfahren

2. Vorbeugung und Analyse

3. Meßunsicherheit und Aussagesicherheit

4. Ursachen systematisch erfassen, analysieren und bewerten.

4.1 Nur Systematik schafft zuverlässige Grundlagen

4.2 Beispiele spornen an

5. Normen und Regelwerke

Personenbezogene Unsicherheiten
Sehfähigkeit Sehschärfe
Astigmatismus
Rot/Grün
räumliches Sehen
Dämmerungskurzsichtigkeit
Zeitliche Veränderung
körperlicher Zustand
Nahvisus
Wiederholungen
...
Zuverlässigkeit
fachilche Qualiflkation Ausbildung
Vorkenntnisse
Weiterbildung
Mehrfachqualifikation
Fachinformationen
...
Motivation Entlohnung
Prüfbedingungen
Bedeutung der Aufgabe
Teilnahme an Entscheidungsvorbereitungen
Information über Auswertung
Erfolgskontrolle
.....
Verfahren
Geräte
Arbeitsplatzgestaltung
Auswertung
....
Arbeitsbedingungen körperliche Beanspruchung
Lärm
Belüftung
Geruch
Temperatur
Schwingungen
Leistungsdruck
Ergonomische Gestaltung
Beleuchtung
Pausenregelung/Erholungszeiten
Dauer derTätigkeit
Akkomodaffonszeiten
Erholungszeiten
Erwärmung
Störungen
Ablenkungen
Abwechslung
Arbeitsinhalt
Arbeitsrhythmus/Ablauf
...
Licht - Art
Licht - Stärke
Licht - Fremdlicht
Winkel/Richtung
Ausleuchtung
Reflexionsflächen
Wellenlänge (UV)
...
Anzeige-/Abbildungsunsicherheiten
Energien
Art digital
analog
Bild
sonstige
...
Form
Auflösung
Größe
Farbe
Kontraste
Schärfe
Schwankungen
...
Helligkeit
Farbe
einzelne Bestandteile
Übertragungs-
unsicherheiten
Verfahrenseinflüsse








Systemschwankungen





Sensor-Anzeige
Temperatur
Feuchtigkeit
Korrosion
Lüftung
Luftgeschwindigkeit
Luftreinheit
...


Stromschwankungen
mechanische Einflusse
Schwingungen
zeitliche Änderungen
Hysteresis
Dopplereffekte
...
Meß-/PrüfbarkeitJustierungsunsicherheit
Meßunsicherheit
Veränderungsbreite
Einzelfaktoren
Summenkontrolle

Verfahrensimmanente Unsicherheiten
Physikalisches System
Verfahrensgrenzenphysikalische Nachweisgrenzen
systernatische Grenzen
Zufallseinflüsse
Grenzwerte
Überprüfbarkeit
Registriergrenzen
Scheinanzeigen
....
Art
Werkstoff
Lage
Größe Extremwerte
...
Funktionskontrolle
Prüfbarkeit
Kalibrieren
Reproduzierbarkeit Betriebsdauer
Übertragungen im System
Zahl derTeile
Zahl der Verbindungen
Zahl der Übertragungen
Aufnahmeteil
Aufnahmeweiterleitung
Lebensdauer
Sonstiges
...
Meßpunkte Verteilung
Anordnung
Auswertesbstände
Zahl
Größe
Tiefe
...
Betriebsmittel Schwankungen
Veränderungen
Austausch
...
Erfassung/Sensor
Bezugseinheit Maßzahl
Muster
Schwankungen
...
Meßstufen Stufung
Auswirkungen
Übertragung
Kombination
mit anderen
Verfahren
Zum Erhöhen der Aussagesicherheit
Ergänzung an den Nachweisgrenzen
Verringerung der Aussagsunsicherheit
...
Erwärmung
Wärmeabführung/Ventilation
Veränderung Betriebsmittel
Art
Größe

Prüfteile
Teile Art
Form
Größe
Gewicht
Struktur
Werkstoff
Oberfläche
Temperaturen
Verunreinigungen
Sonstiges
Teile-Aufnahme Entfernung/Abstand
Einspannung
Form

Rand-/Umgebungsbedingungen
Umgebungseinflüsse Lärm
Temperatur
mechanische Einflüsse
Licht
Schmutz
...
Schwingungen
Stöße
Ortsfest/beweglich Aufstellung
Einflüsse
Transport
Änderungen/ Umgebungeeinflüsse ...
Arbeitsablauf An-/Abtransport der Prüfstrecke
Losgröße .....

Tabelle 2:
Meßunsicherheit von Einzelparametern von Ultraschallprüfgeräten DIN 25 450 9/90
6.1. 1 Empfänger mit Bildschirm oder Monitor
Kennwerte Anforderungen
Eingangsimpedanz nach Abschnitt 5.2.2.1 semessen bei 3 MHz 50 Ohm < Rmax < 1 kOhm
Parallelkapazität: < 150 pF
|Rmax - Rmin|/Rmax < 0,1
|Cmax - Cmin|/Cmax < 0,15
Übersprechdämpfungsmaß während des Sendens nach Abschnitt 5.2.2.2 Ds > 80 dB
Frequenzgang nach Abschnitt 5.2.3.1 In einem Frequenzbereich 0,7 fp bis 1,3 fp mit
0,5 MHz < fp < 6 MHz müssen die Amplitudenabweichungen
< 1 dB sein
Abweichung vom Sollwert des Verstärkungsstellers nach Abschnitt 5.2.3.2 In jedem Stellbereich von 30dB
maximal 0,5dB
minimale Eingangsspannung nach Abschnitt 5.2.3.3 UE,min < 0,5 mV
Maß der Empfängerdynamik bei UEmin nach Abschnitt 5.2.3.3 VE < 80dB
Abweichung derVertikalablenkung vom Sollwert nach Abschnitt S.2.3 4 Im Bereich von 10% bis 90% der Bildschirmhöhe dürfen die Abweichungen maximal 2% der Bildschirmhöhe betragen
Abweichung der Horizontalablenkung vom Sollwert nach Abschnittt 5.2.3.5 < 1% der Bildschirmbreite
Änderung der Amplitude bei verschiedenen Meßsignalen nach Abschnitt 5.2.3.6 < 1dB
Zeitliches Auflösungsvermögen nach Abschnitt 5.2.3.7 und nach Abschnitt 5.2.3.8 tAS, tA1, tA2 < 5/fo bei UE,max nicht größer als 5V
fo < 10MHz
Übersprechdämpfungsmaß während des Empfangens nach Abschnitt 5.2.3.9 DE > 40 dB innerhalb der Frequenzbandbreite bei UE,max nicht größer als 5V
Strahlbreite nach Abschnitt 5.2.5 Die Strahlbreite darf betragen:
vertikal < 1% der Bildschirmhöhe
horizontal < 1% der Bildschirmbreite
Schalthysterese nach Abschnitt 5.2.4.2.1 und nach Abschnitt 5.2.4.2.2 Die Schalthysterese dart maximal 2% der Bildschirmhöhe betragen
Verhalten der Ausgangsspannung nach Abschnitt 5.2.4.3.3 Die Abweichungen im Bereich von 10% bis 90% der Ausgangsspannung dürfen maximal 2% der maximalen Ausgangsspannung betragen
Einfluß der Lage des Meßsignals innerhalb der Blende nach Abschnitt 5.2.4.3.8 Die Änderungen durfen maximal 1% der Ausgangsspannung betragen
Abweichung derAmplitude von 80% der maximalen Ausgangsspannung nach Abschnitt 5.2.4.3.10 < 0,05 maximale Ausgangsspannung

Tabelle 3:
Meßunsicherheit von Ultraschallgeräten, Anforderungen DIN 25 450 9/90,
6.1.3 Gesamtgerät
Kennwerte Anforderungen
Relative zeitliche Änderung der Echohöhe und Echolage nach Abschnitt 5.2.6.2 < 2 %
Änderung der Echohöhe und Echolage in Abhängigkeit von der - Netzspannung nach Abschnitt 5.2.6.3 - Batteriespannung nach Abschnitt 5.2.6.4 < 2 %
< 2 %
Echohöhe in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur nach Abschnitt 5.2.6.5 < 5 % je 10 k
Echolage in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur nach Abschnitt 5.2.6.5 < 1% je 10 k

Tabelle 4:
Einflüsse auf die Aussagesicherheit zerstörungsfreier Prüfverfahren
(Quelle: Deutsch, V. Werkstoffkolloquium Zwickau, März 1991)
Verfahren Verfahrensimmanente Unsicherheiten Prüfstücke Prüfbedingungen* Rand- und Umgebungseinflüsse Personenbezogene Einflüsse



* (Regelwerke entsprechen noch nicht dem Stand der Technik) ** (Für alle Rand- und Umgebungseinflüsse besonders wichtig: Zusammenhang zwischen Testfehler und Geräteempfindlichkeit) Allgemeine Einflüsse: Fehler beim Justieren, falsche Tabellen beim Auswerten, ungenügende Sorgfalt körperliche Mängel der Prüfer, z. B. Sehfehler, Ermüdung
Durchstrahlungsprüfung Röntgen-/ Strahlenprüfung Risse senkrecht zur Einstrahlrichung nicht erkennbar Schwankende und zu große Werkstückdicke keine Anzeige bei zu dicken Prüfstücken Strahlenschutz notwendig Streustrahlung muß abgeschirmt werden Falsche Zuordnung vom Film-Prüfstücken Übersehen von Befunden
Magnetpulver-Rißprüfung Innenfehler kaum nachweisbar geometrische Streuflüsse an Gewinden oder Hohlräumen überdecken Risse Übermagnetisierung verschlechtert Kontrast Bei hellem Licht werden fluorszierende Anzeigen übersehen Übersehen von Befunden
Ultraschallprüfung Innenfehler je nach räumlicher Lage ohne Reflexion Einfluß schwankender Gefügeausbildung Schwierige Prüfkopf-Wahl (zum Erzielen eines genügenden Stör-Nutz-Abstands) Zu hohe Prüflingstemperaturen beeinträchtigen Ultraschallkoppelung und verändern Permeabilität des Prüflings. Schmutz im Koppelwasser verschlechtert Einschallung, verölte Oberflächen verhindern das Benetzen mit wasserlöslichen Fluxmitteln kurzzeitige Reflexionsanzeigen an Schweißnähten leicht zu übersehen, durch Automatisierungszusätze (Monitor) zu verdeutlichen
Farbeindringprüfung Keine Anzeige bei Korrosionsprodukten in den Rissen Einflüsse der Vorbehandlung und Lagerbedingungen der Prüflinge billig, aber unsicher Flüssigkeiten (Öl) verhindern das Eindringen zu kurze Einwirkzeit der Penetrierfarben ohne Anzeigen

Bild 1:
Anwenden und Grenzen zerstörungsfreier Prüfverfahren

(Quelle: Deutsch/Vogt, Schweißen und Schneiden 3/87)
Prüfverfahren besonders geeigneit für besonderer Vorteile
gegenüber anderen
anwendbaren Prüfverfahren
Anwendungsgrenzen
Sichtprüfung große Oberflächen Fehler
(Risse nur nach Beizen)
geringer Aufwand,
schnell
komplizierte Geometrie, mangelnder Kontrast
magnetische Verfahren
Magnetpulverprüfung
Magnetinduktion
Oberflächenrisse
Verwechslungs- und Getriebeprüfung
Schichtdickenmessung
leicht auswertbar,
geringer Geometrieeinfluß
hohe Prüfgeschwindigkeit, geringer Aufwand
weitere Einflußgrößen
Oberflächenrauheit
Eindringverfahren Oberflächenrisse, Oberflächenporen geringer Aufwand Öffnung zur OPberfläche notwendig,
nicht für poröse Werkstoffe
elektrische Verfahren Potentialsonde
Wirbelstrom
Rißtiefenmessung
Fehlerprüfung von Nichteisenmetallen
Schichtdickenmessung
Rißbreite ohne Einfluß
hohe Prüfgeschwindigkeit
geringer Aufwand
elektrische Leitfähigkeit
Kontaktierungseinflüsse
Oberflächenunebenheiten, begrenzte Eindringtiefe
nur für elektrische nichtleitende Schichten
Durchstrahlungsprüfung
Röntgenstrahlen
Grobstruktur
Feinstruktur
radioaktive Strahlung
Gammastrahlen

Betastrahlen


voluminöse Innenfehler
Strukturuntersuchungen

voluminöse Innenfehler

Dickenmessung


Dokumentation
-

Dokumentation,
leichte Handbarkeit
berührungslose Messung
Strahlenschutzmaßnahmen
Prüfgegenstanddicke, flächige Trennung
kristalliner Aufbau

geringe Fehlererkennbarkeit
(Große Strahlenhärte)

Prüfgegenstanddicke
akustische Verfahren
Ultraschall
Durchchallung
Impuls-Echo-Verfahren
flächige und voluminöse Innenfehler große Reichweite,
vielfältige Anwendung
Deutung erfordert geschultes Personal
Schallemission Ermitteln von Rißwachstum
Leckprüfung
prüfen von Gesamtbauteilen
schnelle Auswertung
nur bei Belastung, Störung durch Nebengeräusche
Klangprobe Gußteilprüfung einfache Ganzteilprüfung Einflüsse von Geometrie und Toleranzen
thermische Verfahren Bindungsprüfung, Oberflächenfehler flächige Auswertung, berührungslos nur bei gleichmäßiger Geometrie

Bild 2:
Zerstörungsfreie Prüfverfahren
(Quelle: Deutsch/Vogt, Schweißen und Schneiden 3/87)
Prüfverfahren physikalischer Effekt Fehlerprüfung anwendbar zum Bestimmen der Fehlerlage Bestimmen der Fehlergröße Ermitteln von Eigenschaften Messen
Sichtpüfung Helligkeits-, Farb- Formkontrast ja ja begrenzt nein nein
magnetische Verfahren
Magnetpulverprüfung
Streufluß ja ja begrenzt nein nein
Magnetinduktion Permeabilität ja begrenzt begrenzt ja ja (Abstand Schichtdicke)
Eindringverfahren Kapillarwirkung ja ja nein nein nein
elektrische Verfahren
Potentialsonde
elektrische Leitfähigkeit nein begrenzt ja begrenzt ja (Prüfgegenstanddicke)
Wirbelstrom elektrische ja begrenzt ja ja begrenzt
Durchstrahlungsprüfung Röntgenstrahlen
Grobstruktur
Absorption ja begrenzt begrenzt begrenzt begrenzt
Feinstruktu r Interferenz nein nein nein ja nein
radioaktive Strahlung Gammastrahlen Absorption ja begrenzt begrenzt nein begrenzt
Betastrahlen Absorption begrenzt nein nein nein ja (Prüfgegenstanddicke)
akustische Verfahren Ultraschall
Durchschallung
Absorption begrenzt nein begrenzt ja nein
Impuls-Echo- Verfahren Reflexion ja ja begrenzt ja ja (Prüfgegenstanddicke, Enfernung)
Schallemission Geräusche nur Wachstum ja nein nein nein
Klangprobe Eigenresonanz ja nein nein nein nein
thermische Verfahren Temperaturunterschiedeja ja begrenzt nein nein

6. Schlußfolgerungen

7. Schrifttum

Anschrift für den Autor:

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