Referenzkörper und künstliche Fehler in der ZfP
Referenzkörper — auch Kalibrierkörper, Prüfkörper oder Vergleichskörper genannt — sind unverzichtbare Hilfsmittel in der zerstörungsfreien Prüfung. Sie enthalten definierte, reproduzierbar hergestellte Referenzreflektoren oder künstliche Fehler und dienen der Geräteeinstellung, Empfindlichkeitskalibrierung sowie dem Nachweis der Prüfleistungsfähigkeit.
Zweck und Einsatz
- Empfindlichkeitskalibrierung: Der Referenzkörper legt fest, ab welcher Anzeigenhöhe ein Reflektor als relevant gilt.
- Geräteverifizierung: Tägliche oder vor-Prüfung-Kontrolle der Geräteparameter (Verstärkung, Schallgeschwindigkeit).
- Verfahrensqualifikation: Nachweis, dass das gewählte Prüfverfahren einen definierten Mindestfehler zuverlässig detektiert.
- Schulung und Zertifizierung: Testblöcke für Prüfungsaufgaben bei Zertifizierungen nach EN ISO 9712.
Normforderungen und Referenzkörpertypen
Die Normen schreiben je nach Verfahren spezifische Referenzkörper vor:
- UT (Ultraschallprüfung): V1-Block (ISO 2400) und V2-Block (ISO 7963) für allgemeine Kalibrierung; DAC-Referenzkörper (Distance Amplitude Correction) mit Querbohrungen oder Flachbodenbohrungen für die Empfindlichkeitskalibrierung nach EN ISO 11666 (Schweißnähte).
- RT (Röntgenprüfung): Bildgüteprüfkörper (IQI, Image Quality Indicator) nach EN ISO 19232 — Draht-IQI oder Stufenloch-IQI zur Bestimmung der Bildempfindlichkeit.
- PT (Eindringprüfung): Referenzblöcke mit definierten Rissen (z. B. nach EN ISO 3452-3) zur Überprüfung der Prüfmittelwirksamkeit.
- MT (Magnetpulverprüfung): Magnetfeldindikator nach EN ISO 9934-3 (Typ 1 oder Typ 2) zur Feldrichtungs- und Feldstärkekontrolle.
- ET (Wirbelstromprüfung): Referenzrohre oder -platten mit EDM-Nuten (Electrical Discharge Machining) nach ASTM E215, ASTM E1030.
Herstellung künstlicher Fehler
Künstliche Fehler müssen reproduzierbar, geometrisch definiert und für das jeweilige Prüfverfahren repräsentativ sein. Gängige Herstellungsverfahren:
- EDM-Nuten (Erodieren): Sehr präzise, geringe Breiten (
- Bohrungen: Querbohrungen (Side-Drilled Holes, SDH) und Flachbodenbohrungen (Flat-Bottom Holes, FBH) für UT. Hergestellt durch Fräsen oder Bohren mit engen Toleranzen.
- Oberflächenrisse: Durch Ermüdungsrissausbreitung oder kontrolliertes Schleifen für PT und MT. Schwierig reproduzierbar herzustellen.
- Kerben und Nuten: Maschinell eingebracht, für ET-Referenzrohre.
Qualifizierung und Dokumentation
Referenzkörper sind messtechnisch zu charakterisieren und zu dokumentieren. Die Abmessungen der künstlichen Fehler werden mit kalibrierten Messmitteln (Koordinatenmessgerät, Mikroskop) bestimmt und im Kalibrierschein des Referenzkörpers festgehalten. Referenzkörper müssen vor Beschädigung und Korrosion geschützt gelagert werden; ihre Eignung ist regelmäßig zu prüfen. Eine eindeutige Kennzeichnung (Seriennummer, Materialbeschreibung, Abmessungen) ermöglicht die Rückverfolgbarkeit.