Röntgenonderzoek

Hoe hoger de eisen …

hoe uitgebreider de testprocedures en hoe hoger de kosten. Maar om fouten in het binnenste van een te testen onderdeel te detecteren (zonder het te vernietigen), is röntgenonderzoek als doorlichtingsprocedure voor alle door ons geproduceerde materialen momenteel de stand van de techniek. Met de röntgenprocedure kunnen vrijwel alle materialen op fouten worden gecontroleerd. Röntgenstralen zijn elektromagnetische golven met golflengten in het nanometerbereik en een frequentie van ca. 10-17 tot 10-22 Hz. Het gaat dus om zeer kortegolfige hoogenergetische straling.

Hoge frequenties bij kleine golflengten

De conventionele röntgen- of doorlichtingscontrole (volgens DIN EN 12681 (2003-06, in combinatie met VDG P541 82001 voor dikwandige onderdelen) en ASTM E689-10) is een niet-destructieve methode voor het tweedimensionaal controleren van onderdelen op interne fouten. Door de hoge frequentie en de kleine golflengte kunnen röntgenstralen in alle materie doordringen. De stralen dringen altijd in een rechte lijn door, röntgenstralen kunnen niet worden afgebogen.

Bij het passeren van de stralen door een lichaam worden de stralen echter verzwakt door de atomen. Er treedt absorptie en verstrooiing van de straling op. Hoe sterk de verzwakking is, hangt af van de energie van de straling, de afmetingen (dikte) en de fysische eigenschappen (dichtheid) van het doorstraalde materiaal. Materiaalfouten, zoals scheuren, insluitsels, inhomogeniteiten, enz. veroorzaken als gevolg van de verschillende dichtheid van het materiaal op de betreffende plaats in vergelijking met het foutloze materiaal een andere verzwakking van de straling dan het foutloze materiaal veroorzaakt. Van dit feit wordt gebruik gemaakt door middel van een registratie-inrichting (de röntgenfilm), die de intensiteit van de reststraling achter het testlichaam registreert.

Röntgenfilms

De testobjecten worden blootgesteld aan hoogenergetische elektromagnetische straling die het onderdeel doordringt. De positie en intensiteit van de stralingsbron worden door de norm voorgeschreven. Inhomogeniteiten, defecten, scheuren of afwijkende materiaaldiktes – maar ook (voor het testen op interne defecten niet relevante) oppervlaktefouten – leiden tot een verschillende verzwakking van de doordringende straling, die door middel van achter het testobject geplaatste films (of folie) als grijswaardeverschil van tweedimensionale beelden wordt geregistreerd (en in het filmplan moet worden gedocumenteerd). De evaluatie van de aldus vervaardigde röntgenfilms/-folies gebeurt visueel.

De veiligste methode voor veiligheidskritische componenten

In het verleden werden zwaar belaste gietstukken voornamelijk uit gietstaal vervaardigd. Bijgevolg zijn er voor de beoordeling van de indicaties bij de NDT bijna uitsluitend bruikbare voorschriften voor gietstaal beschikbaar. De huidige voorschriften zijn daarom voortdurend aan verandering onderhevig. In principe moet volgens DIN EN 12681 worden beoordeeld met de overeenkomstige vergelijkingsreeksen voor materialen en wanddiktebereiken. DIN 12681 verwijst daarbij tot nu toe uitsluitend naar ASTM-normen (zie tabel), opnieuw voor “Steel Castings”.

Het vaststellen van een kwaliteitsklasse of kwaliteitsniveau voor een onderdeel / het kritieke gebied van een onderdeel is de verantwoordelijkheid van de constructeur op basis van zijn ervaring met soortgelijke onderdelen en in het bijzonder bij veiligheidsrelevante onderdelen op basis van overeenkomstige belastingsanalyses. Een dergelijke specificatie is altijd afhankelijk van het onderdeel en de toepassing; zelfs bij fusees in personenauto’s is het daarom heel gebruikelijk om onderscheid te maken tussen kritische en niet-kritische gebieden over het gehele onderdeel en ook verschillende kwaliteitsniveaus voor te schrijven.

Met andere woorden: men kan voor een veiligheidsrelevant onderdeel een extreem hoge kwaliteitseis stellen en daarvoor betalen met hoge testkosten in de serie en bij elk geïnstalleerd onderdeel met een hoog uitvalpercentage (opgenomen in de berekening) – of men kan de hele zaak veel relaxter en met meer praktijkgerichtheid aanpakken. In principe is het testresultaat altijd subjectief, dat wil zeggen afhankelijk van de tester, vertoont het vaak gemengde beoordelingen en kan het slechts een bouwsteen zijn voor een gegarandeerde kwaliteit van het onderdeel, aangezien een oppervlaktebeoordeling wordt gebruikt voor een bewijs in het volume van het onderdeel.