Schadensanalyse
Bei der Schadensanalyse wird untersucht, warum ein Bauteil, ein Produkt oder ein System beschädigt wurde oder versagt hat. Das Ziel besteht darin, die genaue Ursache des Schadens zu ermitteln, um daraus abgeleitete Maßnahmen zu ergreifen, die ähnliche Probleme in Zukunft verhindern. Dafür kommen verschiedene Untersuchungsmethoden zum Einsatz. Die wichtigste Ursache wird als Hauptursache oder „Root Cause“ bezeichnet.
Wir führen als unabhängiges Labor ganzheitliche Schadensanalysen als Dienstleistung durch.
Leistungen
- Visuelle und makroskopische Untersuchung
- Bruchflächenanalyse (Fraktographie)
- Metallographische Untersuchungen
- Chemische Analyse (Materialanalyse)
- Mechanische Prüfungen
- Rissprüfung
- Korrosionsanalyse
- Analyse Ermüdungs- und Verschleißschäden
Methoden
LICHTMIKROSKOPIE
Die visuelle Inspektion mittels Lichtmikroskopie spielt eine entscheidende Rolle bei der Schadenserkennung, der Ursachenklärung und der Verbesserung der Material- und Produktsicherheit in verschiedenen Industriezweigen. Stereo-, Auflicht- und Digitalmikroskope werden zur Erstuntersuchung von Bauteilen im Schadensfall und zur Dokumentation eingesetzt, um detaillierte Informationen über Materialschädigungen und Versagensmechanismen zu erhalten.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (REM)
Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) dient der hochauflösenden bildgebenden mikroskopischen Untersuchung von Bauteilen und der Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Werkstoffen. Beim REM rastert ein fein gebündelter Elektronenstrahl die Oberfläche präzise Zeile für Zeile ab, um topographische Bilder (SE) und Materialkontrastbilder (BSE) zu erzeugen. Die chemische Zusammensetzung kann mittels Röntgenmikroanalyse (EDX) oder Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, eng. XRF) bestimmt werden.
METALLOGRAPHIE
Die Gefügeuntersuchung mittels Metallographie dient der mikroskopischen Untersuchung des Gefüges und der Kornstruktur metallischer Werkstoffe. Dazu werden Gefügestrukturen an Schliffen metallischer Proben mittels Lichtmikroskopie (LiMi) oder Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht und Merkmale wie Phasenanteile, Korngrößen, Partikelgrößen und Ausscheidungen bestimmt.
Röntgenspektroskopie (EDX)
Die Materialanalyse umfasst die Untersuchung der Zusammensetzung von Materialien, von Einschlüssen, Korrosionserscheinungen und Ablagerungen bis hin zur Werkstoffbestimmung. Die in der Materialanalyse eingesetzten Techniken sind die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX), die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, eng. XRF) und die Infrarotspektroskopie (IR).
Röntgenfluoreszenz (RFA)
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA), englisch X-RAY Fluorescence Spectroscopy (XRF), wird zur Bestimmung der Materialzusammensetzung und zur zerstörungsfreien Schichtdickenmessung eingesetzt. Die Röntgenfluoreszenzanalyse funktioniert auch bei elektrisch nicht leitenden oder temperaturempfindlichen Materialien, da keine Erwärmung der Probe stattfindet. Die Röntgenfluoreszenzanalyse ermöglicht eine schnelle und genaue Identifizierung der in einer Probe enthaltenen Elemente. Dazu gehören Metalle, Legierungen und andere Materialien, bei denen die genaue chemische Zusammensetzung wichtig ist.
Infrarotspektroskopie (IR)
Die Materialanalyse umfasst die Untersuchung der Zusammensetzung von Materialien, von Einschlüssen, Korrosionserscheinungen und Ablagerungen bis hin zur Werkstoffbestimmung. Die in der Materialanalyse eingesetzten Techniken sind die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX), die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, eng. XRF) und die Infrarotspektroskopie (IR).
HÄRTEPRÜFUNG
Die Härteprüfung ist ein Prüfverfahren zur Bestimmung des Widerstandes eines Werkstoffes gegen das Eindringen eines Prüfkörpers. Als Messgröße für die Makrohärte dient je nach Verfahren die Größe des bleibenden Eindrucks des Prüfkörpers (Vickers, Knoop, Brinell) oder die Eindringtiefe (Rockwell, Super Rockwell). Die Härteprüfung an kleinen Bauteilen, spröden Werkstoffen und Beschichtungen erfolgt mit geringen Prüfkräften mittels Mikrohärteprüfung oder Nanoindentation indem die Kraft-Weg-Kurve während des Eindringvorganges analysiert wird.
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für eine Schadensanalyse.
Wozu dient die Schadensanalyse?
Die Schadensanalyse ist ein entscheidendes Instrument in der Qualitätssicherung, Produktentwicklung und Betriebssicherheit. Durch die systematische Untersuchung von Schadensfällen können Unternehmen ihre Produkte und Prozesse verbessern, Sicherheitsrisiken reduzieren und wirtschaftliche Verluste minimieren.
- Ursachenermittlung: Klärung, warum der Schaden aufgetreten ist (z. B. Materialfehler, Konstruktionsfehler, Fertigungsfehler, Überlastung, Korrosion, Ermüdung). Dies ermöglicht eine gezielte Behandlung der primären Ursache des Problems.
- Schadensmechanismen verstehen: Erkennen, wie der Schaden entstanden ist (z. B. Rissbildung durch Materialermüdung, Spannungsrisskorrosion, thermische Überlastung).
- Definition von Abhilfemaßnahmen: Basierend auf den Erkenntnissen einer Schadensanalyse können Maßnahmen abgeleitet werden, um zukünftige Schäden zu vermeiden.
- Vermeidung Schäden: Entwickeln von Lösungen und Verbesserungen in Konstruktion, Materialauswahl oder Fertigung, um ähnliche Schäden in Zukunft zu vermeiden.
Schadensanalyse VDI 3822
Die Schadensanalyse ist ein integraler Bestandteil der Ingenieurwissenschaft und -praxis. Die Richtlinie VDI 3822 des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) bietet einen strukturierten Ansatz zur Durchführung von Schadensanalysen. Die VDI-Richtlinie 3822 stellt eine bewährte Vorgehensweise dar, die sich in der Praxis als sehr nützlich erwiesen hat. Dieser Ansatz berücksichtigt nicht nur technische, sondern auch ökonomische, ökologische und soziale Aspekte, um nachhaltige Lösungen zu entwickeln und zukünftige Schäden zu vermeiden.
Leistungen
Bruchflächenanalyse
Die Bruchflächenanalyse dient dazu, die Ursachen eines Material- oder Bauteilversagens zu untersuchen und zu verstehen. Wenn ein Bauteil oder Material unter Belastung bricht oder versagt, liefert die Bruchanalyse wichtige Erkenntnisse darüber, wie und warum der Bruch aufgetreten ist. Ziel ist es, die zugrunde liegenden Mechanismen zu identifizieren, um zukünftige Versagen zu verhindern und die Konstruktion oder das Material zu optimieren.
Bruchflächenanalyse
Materialanalyse
Die Materialanalyse im Rahmen einer Schadensanalyse dient dazu, die Eigenschaften, die Zusammensetzung und das Verhalten des verwendeten Materials zu untersuchen, um die Ursachen für das Versagen eines Bauteils zu ermitteln. Dabei werden sowohl die Materialqualität als auch mögliche Abweichungen von den spezifizierten Anforderungen überprüft, um herauszufinden, ob Materialfehler, Fertigungsfehler oder Betriebsbeanspruchungen zum Versagen geführt haben.
Metallographische Untersuchungen
Die metallografische Untersuchung als Teilgebiet der Metallurgie dient der Analyse der Mikrostruktur und der Eigenschaften von Metallen und Legierungen. Dabei werden Anordnung, Größe, Form und Verteilung der verschiedenen Phasen und Strukturen innerhalb eines metallischen Werkstoffes untersucht. Dazu werden von den zu untersuchenden Bauteilen Schliffe hergestellt, diese geätzt und anschließend das Gefüge mittels Lichtmikroskopie (LiMi) oder Rasterelektronenmikroskopie (REM) untersucht.
Rissprüfung
Zur Rissprüfung, also zur Erkennung, Bewertung und Überwachung von Rissen in Werkstoffen oder Bauteilen, stehen mehrere Analysemethoden zur Verfügung. In der Praxis kommen meist zerstörungsfreie Verfahren zum Einsatz, um Bauteile im Betrieb oder in der Qualitätskontrolle zu prüfen.
- Visuelle Inspektion (VT)
- Ultraschallprüfung Phased Array (UT-PA)
- Farbeindringprüfung PT
Korrosionsanalyse
Eine Korrosionsanalyse dient der Untersuchung von Schäden, die durch chemische oder elektrochemische Reaktionen an metallischen Werkstoffen entstehen. Ziel ist es, die Art der Korrosion (z. B. Loch-, Spalt-, Spannungsriss- oder interkristalline Korrosion), ihre Ursache sowie die beteiligten Umgebungsbedingungen (z. B. Feuchtigkeit, Chemikalien, Temperatur) zu identifizieren.
Dazu werden betroffene Bauteile visuell und mikroskopisch untersucht, das Gefüge analysiert, chemische Rückstände identifiziert und gegebenenfalls elektrochemische Prüfungen durchgeführt. Auch Werkstoffzusammensetzung und Oberflächenschutz (z. B. Beschichtungen) werden bewertet.
Eingesetzt wird die Korrosionsanalyse in vielen Bereichen – etwa in der Chemieindustrie, im Maschinen- und Anlagenbau, in der Medizintechnik, bei Fahrzeugkomponenten oder in der Gebäudetechnik –, überall dort, wo metallische Bauteile aggressiven Medien oder Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Ziel ist es, Schäden zu verstehen und zukünftige Korrosionsprobleme durch geeignete Werkstoffwahl oder Schutzmaßnahmen zu vermeiden.
Verschleißanalyse
Die Verschleißanalyse als Teil der Schadensanalyse zielt darauf ab, die Ursachen und Mechanismen des Verschleißes von Werkstoffen und Bauteilen zu verstehen, um deren Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu verbessern. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird der Begriff Verschleiß sowohl für den Prozess als auch für das Ergebnis verwendet. Verschleiß ist das Ergebnis einer komplexen Wechselwirkung zwischen der Mikro- und Makrostruktur der Oberfläche und den Werkstoffeigenschaften. In der 1997 zurückgezogenen DIN 50320 wird Verschleiß als fortschreitender, mechanisch bedingter Materialverlust an der Oberfläche eines festen Körpers (Grundkörper) definiert, also als Massenverlust (Oberflächenabtrag) an einer Werkstoffoberfläche. Diese Definition greift jedoch zu kurz, da Verschleiß bereits dann vorliegt, wenn die Funktion des Bauteils beeinträchtigt ist.