Rolle des Eindringmittels in der PT
Das Eindringmittel (Penetrant) ist der zentrale Wirkstoff der Eindringprüfung (PT). Es wird auf die gereinigte Bauteiloberfläche aufgebracht, dringt durch Kapillarkräfte in offene Oberflächenungänzen ein und wird nach einer definierten Einwirkzeit von der Oberfläche wieder entfernt. Das im Fehler verbliebene Eindringmittel wird anschließend durch den Entwickler sichtbar gemacht. Entscheidend für die Empfindlichkeit sind die physikalischen Eigenschaften des Penetrants — vor allem Oberflächenspannung, Viskosität und Benetzungsverhalten.
Typ I: Fluoreszierende Eindringmittel
Fluoreszierende Penetrante enthalten fluoreszenzfähige Farbstoffe, die unter UV-A-Strahlung (315–400 nm, Peak 365 nm) leuchtkräftig gelb-grün (ca. 550 nm Emissionswellenlänge) aufleuchten. Die starke Leuchtdichte auf dunklem Hintergrund ermöglicht eine sehr hohe Empfindlichkeit. Die Auswertung muss im abgedunkelten Raum (max. 20 lx Umgebungslicht) unter geeigneter UV-A-Lampe erfolgen. Nach DIN EN ISO 3452-2 werden fluoreszierende Eindringmittel der Klasse 1 zugeordnet (Unterkategorien: 1A wasserabwaschbar, 1B lipophil-emulgierbar, 1C lösemittelabwaschbar, 1D hydrophil-emulgierbar).
Typ II: Farbige (sichtbare) Eindringmittel
Farbige Penetrante — in der Praxis fast ausschließlich knallrot — bilden einen hohen Farbkontrast auf dem weißen Entwicklerhintergrund. Die Auswertung erfolgt im Tageslicht oder unter ausreichender Weißlichtbeleuchtung (min. 500 lx nach EN ISO 3059). Sie sind einfach in der Handhabung und benötigen keine UV-Ausrüstung, weisen aber eine geringere Nachweisempfindlichkeit als fluoreszierende Typen auf. Klasse 2 nach EN ISO 3452-2. Bevorzugt für Vor-Ort-Prüfungen und gelegentliche Inspektionen.
Physikalische Eigenschaften
- Viskosität: Niedrigviskose Penetrante dringen schneller in feine Risse ein; zu niedrige Viskosität erhöht jedoch die Verflüchtigung. Typischer Bereich: 1–5 mm²/s bei 20 °C.
- Oberflächenspannung: Niedrige Oberflächenspannung (
- Kontaktwinkel: Je kleiner der Kontaktwinkel zwischen Penetrant und Werkstoffoberfläche, desto besser die Benetzung.
- Flammpunkt: Für Sicherheitsbetrachtungen relevant. Wasserbasierte und hochflashdende Formulierungen (Flammpunkt > 60 °C) sind in vielen Industrien bevorzugt.
- Temperaturbeständigkeit: Standard-Penetrante sind für 10–50 °C ausgelegt; Spezialformulierungen erlauben den Einsatz bei 0–10 °C oder > 50 °C.
Entfernungsmethoden (Methoden A–D)
- Methode A — Wasserabwaschbar: Emulgatoren sind bereits im Penetrant enthalten. Überschuss wird direkt mit Wasser abgespült. Schnell und kostengünstig, aber anfällig für Überwaschung enger Fehler.
- Methode B — Lipophiler Emulgator (nachträglich): Ölbasierter Emulgator wird nach der Einwirkzeit separat aufgetragen. Hohe Kontrolle über den Emulgierungsprozess; geeignet für glatte Oberflächen.
- Methode C — Lösemittelabwaschbar: Überschuss wird mit einem Lösemitteltuch abgewischt (nicht sprühen!). Ideal für Vor-Ort-Prüfungen kleiner Bereiche; höchste Emfpindlichkeit wenn korrekt durchgeführt.
- Methode D — Hydrophiler Emulgator (nachträglich): Wasserverdünnbarer Emulgator; bestes Ergebnis durch Vorspülung mit Wasser, Emulgatorauftrag, Nachspülung. Geringste Überwaschungsgefahr.
Sensitivitätsstufen nach EN ISO 3452-2
Die Norm definiert fünf Empfindlichkeitsstufen, die mittels Referenzkörpern (z. B. Nickelspaltreferenzkörper Typ 1 und 2, PSM-5-Block) nachgewiesen werden:
- Stufe ½: Ultrahoch — für feinste Risse in der Luft- und Raumfahrt
- Stufe 1: Hoch
- Stufe 2: Normal (Standard für die meisten Industrieanwendungen)
- Stufe 3: Niedrig
- Stufe 4: Sehr niedrig — für grobe Risse und raue Oberflächen
Fluoreszierende Penetrante erreichen typischerweise Stufe ½ bis 1, farbige Penetrante Stufe 2 bis 3.