Grundprinzip der Eindringprüfung
Die Eindringprüfung (PT — Penetrant Testing), auch Farbeindringprüfung oder Kapillarprüfung genannt, nutzt die Kapillarwirkung: Ein dünnflüssiges Eindringmittel (Penetrant) dringt durch seine Oberflächenspannung in feinste offene Risse, Poren oder andere Ungänzen ein.
Nach einer Einwirkzeit wird überschüssiges Eindringmittel von der Oberfläche entfernt. Ein Entwickler (weißes Pulver oder Entwicklerfilm) saugt dann das in den Fehlern verbliebene Eindringmittel heraus und macht es als farbigen oder fluoreszierenden Anzeigebereich sichtbar.
- EN ISO 3452-1: Allgemeine Grundsätze der Eindringprüfung
- EN ISO 3452-2: Prüfung von Eindringmitteln
- EN ISO 3452-3: Referenzprüfkörper
- EN ISO 3452-4: Geräte
- EN ISO 23277: Bewertungsstufen für Schweißnähte
- EN 571-1: Allgemeine Grundsätze (ältere Norm)
- ASTM E165: US-amerikanische PT-Norm
Ablauf der Eindringprüfung
Der PT-Prüfablauf erfolgt in klar definierten Schritten:
Vorreinigung
Oberfläche muss frei von Öl, Fett, Farbe, Rost und anderen Verunreinigungen sein. Reinigung mit Lösemittel, Strahlen oder Beizen. Entscheidend: Ungänzen müssen offen sein.
Eindringmittel auftragen
Penetrant wird aufgetragen (Sprühdose, Pinsel, Tauchen). Einwirkzeit (Penetrationszeit): typisch 5–60 Minuten je nach Werkstoff und Temperatur. Mindestens 10 °C Oberflächentemperatur.
Zwischenreinigung
Überschüssiges Eindringmittel wird entfernt, ohne Eindringmittel aus den Ungänzen herauszuspülen. Je nach System: trockenes Abwischen, Wasserabspülung oder Emulgierung.
Entwickler auftragen
Trockenpulver, nasser Entwickler (Wasser- oder Lösemittelbasis) oder Entwicklerfolie wird aufgetragen. Entwicklung zieht Eindringmittel aus Ungänzen heraus.
Inspektion / Auswertung
Bewertung unter Tageslicht (Farb-PT) oder UV-Licht 320–400 nm (Fluoreszenz-PT). Anzeigeformen: linear (Risse), nicht-linear (Poren), diffus (Porosität).
Nachreinigung
Entfernung von Entwickler- und Eindringrückständen. Besonders wichtig bei Korrosionsgefahr oder wenn Weiterverarbeitung folgt.
PT-Systeme nach EN ISO 3452
Typ I: Fluoreszenz-Eindringmittel
Fluoreszenzpenetranten leuchten unter UV-Licht (320–400 nm, „Schwarzlicht") gelbgrün auf. Sehr hohe Empfindlichkeit — kleinte detektierbare Rissöffnungen < 0,5 µm. Pflicht in sicherheitsrelevanten Branchen (Luftfahrt, Rüstung, Kernkraft).
Typ II: Farb-Eindringmittel (Tageslichttechnik)
Roter oder dunkelroter Farbstoff auf weißem Entwicklerhintergrund unter Tageslicht. Einfacher einsetzbar (keine UV-Lampe nötig), geringere Empfindlichkeit als Fluoreszenz. Typisch für Baustellen, Werkzeugbau, allgemeinen Maschinenbau.
Empfindlichkeitsklassen (nach EN ISO 3452-2)
| Klasse | Empfindlichkeit | Einsatz |
|---|---|---|
| 1/2 | Ultranieder | Grobe Ungänzen an rauen Oberflächen |
| 1 | Niedrig | Gussteile, Schmiedeteile mit rauer Oberfläche |
| 2 | Mittel | Schweißnähte, Allgemein |
| 3 | Hoch | Glatte Oberflächen, Turbinenteile |
| 4 | Ultrahoch | Luft- und Raumfahrt, höchste Anforderungen |
Zwischenreinigungssysteme
- Typ A — Wasserabwaschbar: Einfach, aber Gefahr des Überspülens von Fehlern
- Typ B — Lipophil emulgierbar: Emulgator auf öliger Basis; höhere Empfindlichkeit
- Typ C — Lösemittelabwischbar: Mobiler Einsatz ohne Wasseranschluss
- Typ D — Hydrophil emulgierbar: Wässriger Emulgator; höchste Empfindlichkeit
Anwendungsgebiete
PT ist für alle nichtporösen Werkstoffe geeignet — unabhängig von magnetischen Eigenschaften:
- Metalle: Stahl (auch austenitisch), Aluminium, Titan, Kupfer, Nickellegierungen
- Keramik, Glas, Polymere (teilweise)
- Schweißnähte, Gusstücke, Schmiedeteile
- Turbinenschaufeln (Ni-Superlegierungen)
- Fahrwerkskomponenten (Luftfahrt)
- Druckbehälter, Rohrleitungen
- Medizinische Geräte und Implantate
Grenzen der Eindringprüfung
- Nur offene Oberflächenungänzen detektierbar (keine Volumenfehler)
- Nicht für poröse Werkstoffe (Beton, unbehandelte Gusstücke mit grober Oberfläche)
- Temperaturabhängig: Eindringmittel braucht Mindestviskosität (> 10 °C, optimal 15–50 °C)
- Keine tiefenliegende Fehlerlokalisation möglich
- Zeitaufwändig (Penetrationszeiten einhalten!)
- Reinigungsqualität entscheidend für Prüfaussage
Qualifikation und Norm
PT-Prüfer werden nach EN ISO 9712 qualifiziert. Mindestanforderungen für Stufe 2 PT:
- 16 Stunden theoretische Ausbildung
- 200 Stunden Praxiserfahrung
- Schriftliche und praktische Prüfung
PT Level 2 ist das häufigste Einstiegszertifikat für ZfP-Einsteiger, da das Verfahren relativ zugänglich ist.