Röntgen
Beim Röntgen zum Zwecke einer Materialprüfung spricht man häufig auch von einer Röntgenprüfung oder einer Durchstrahlungsprüfung. Das Röntgen gilt als zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und wird eingesetzt, um Bauteile auf ihre Qualität zu prüfen. Das bildgebende Verfahren liefert Aufschluss über sogenannte Volumenfehler in einem Werkstoff oder Bauteil. Das können beispielsweise Risse, Lunker oder Einschlüsse sein. Unterschieden werden kann zwischen dem konventionellen Röntgen sowie der modernen digitalen Röntgenprüfung.
Wie funktioniert das Röntgen?
Das Röntgen im Zuge einer Durchstrahlungsprüfung basiert auf demselben Prinzip wie das medizinische Röntgen beim Arzt: Charakteristisch für Röntgenstrahlen sind kleine Wellenlängen, die bei hoher Frequenz (Energie) Materie durchdringen können. Vereinfacht gesagt gilt dabei: Je dichter die Materie, umso schwerer fällt es den Strahlen diese zu durchdringen. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass Materialien mit einer geringeren Dichte einfacher von Strahlung durchdrungen werden können. Für eine Materialprüfung macht man sich dies folgendermaßen zunutze: Das zu prüfende Bauteil oder Material wird mit Röntgenstrahlen bestrahlt. Hinter dem Prüfling wiederum befindet sich ein geeigneter Film, der die durchdringende Strahlung auffängt. Dabei entsteht ein auslesbares Bild mit unterschiedlichen Hell-/Dunkelfärbungen: Je dunkler das Bild gefärbt ist, umso mehr Strahlung konnte den Prüfling an dieser Stelle durchdringen. Helle Bereiche hingegen zeugen davon, dass in diesen Bereichen nur wenig Strahlung durchdringen konnte. Das bedeutet, dass der Prüfling an diesen Stellen dicker oder dichter ist. Bei der digitalen Röntgenprüfung erfolgt die Auslesung der Ergebnisse mithilfe von Detektoren und einer passenden Software.
Wo wird das Röntgen genutzt?
Zur Materialprüfung werden das Röntgen bzw. die Röntgenprüfung in vielen unterschiedlichen Branchen verwendet. Neben der Prüfung von Dichtheit und Dicke von Werkstoffen ist es vor allem auch zur Kontrolle von Schweißnähten geeignet – Einschlüsse und Co. lassen sich hierbei eindeutig zutage fördern. Branchen, in denen das Röntgen als Standardmessverfahren eingesetzt wird, sind beispielsweise die Automobilindustrie, Luftfahrt und Schiffbau ebenso wie Maschinenbauunternehmen. Immer häufig werden Röntgenverfahren auch in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Hier dient die Röntgenprüfung vorrangig dazu, Verunreinigungen in Lebensmitteln aufzuspüren, bevor diese in den Handel gelangen.
Vor- und Nachteile des Röntgens
Genauso wie andere Prüfverfahren bringt auch das Röntgen verschiedene Vor- und Nachteile mit sich. Ein großer Vorteil der Durchstrahlungsprüfung besteht darin, dass verdeckte Bauteile prüfbar sind. Dabei lässt die Prüfung unmittelbar Größe und Form der fehlerhaften Stelle erkennen, sodass eventuelle Nachbesserungen schneller und direkter möglich werden. Die Kehrseite der Medaille ist jedoch, dass Röntgen nur für Materialien mit einer begrenzten Dicke nutzbar ist: So können Röntgenstrahlen beispielsweise Stahl nur bei einer maximalen Dicke von 300 mm sowie Leichtmetall von bis zu 400 mm durchdringen. Bei Kupfer sind es sogar nur 50 mm. Darüber hinaus ist der Schulungsaufwand mitunter groß und es muss gegebenenfalls in entsprechenden Strahlenschutz investiert werden.