Thermografische Prüfung
Die thermografische Prüfung (Infrarotprüfung, IRT) ist ein berührungsloses, zerstörungsfreies Prüfverfahren, das Wärmestrahlung im infraroten Wellenlängenbereich zur Fehlerdetektion nutzt. Grundlage ist die Tatsache, dass Fehler wie Delamination, Hohlräume oder Korrosion das Temperaturfeld an der Bauteiloberfläche beeinflussen und so sichtbar gemacht werden können.
Physikalische Grundlagen
Jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts emittiert elektromagnetische Strahlung im Infrarotbereich. Die Strahlungsleistung ist nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur. Infrarotkameras erfassen diese Wärmestrahlung und wandeln sie in ein sichtbares Thermobild um. Die räumliche Auflösung moderner IR-Kameras liegt im Bereich von 320×240 bis 1280×1024 Pixel bei Temperatursensitivitäten (NETD) unter 20 mK.
Aktive vs. Passive Thermografie
In der zerstörungsfreien Prüfung wird zwischen zwei grundlegenden Ansätzen unterschieden:
- Passive Thermografie: Das Bauteil wird ohne externe Anregung beobachtet. Die Eigenwärme des Bauteils, entstanden durch Betriebsprozesse (Reibung, elektrischer Strom, mechanische Belastung), erzeugt den auswertbaren Temperaturkontrast.
- Aktive Thermografie: Eine externe Energiequelle (Blitzlampe, Induktionsspule, Ultraschallwandler, Heizstrahler) regt das Bauteil thermisch an. Der zeitliche Verlauf der Temperaturantwort an der Oberfläche wird analysiert, um Fehler im Inneren zu lokalisieren.
Infrarotkameras und Detektortechnologie
Moderne IR-Kameras basieren auf gekühlten Quantendetektoren (InSb, MCT/HgCdTe) oder ungekühlten Mikrobolometer-Arrays. Gekühlte Detektoren bieten höhere Empfindlichkeit und schnellere Bildraten (bis 1000 Hz), sind aber teurer und wartungsintensiver. Ungekühlte Bolometer sind robuster und kompakter und für viele industrielle Anwendungen ausreichend.
Anwendungsbereiche
- Elektrische Anlagen: Detektion überhitzter Kontakte, Sicherungen und Transformatoren
- Gebäudeinspektion: Wärmebrücken, Feuchteeinträge, Dämmungsfehler
- Luft- und Raumfahrt: Delaminationen in CFK-Strukturen, Klebstoffversagen
- Automobilindustrie: Prüfung von Klebeverbindungen und Schweißnähten
- Windenergie: Blattinspektion auf Delaminationen und Feuchteeinschlüsse
Normen
Die thermografische Prüfung ist in der EN ISO 9712 als anerkanntes ZfP-Verfahren aufgeführt. Die Durchführung und Auswertung regeln ASTM E1213, EN 13187 (Gebäude) sowie spezifische Anwendungsnormen der jeweiligen Industrie.