Die Radiographie ist eine gängige zerstörungsfreie Prüfmethode, die zur Feststellung von Materialfehlern verwendet wird. Eine genaue Schätzung der Fehlergröße und -tiefe ist für die Bewertung der Integrität von Bauteilen unerlässlich. In diesem Artikel werden die Methoden und Berechnungen zur Bestimmung von Fehlermaßen anhand von radiografischen Bildern erörtert und Beispiele aus der Praxis geliefert.

Grundprinzipien der Fehlererkennung

Röntgenuntersuchungen umfassen das Durchlaufen von Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen durch ein Material und das Erfassen des resultierenden Bildes auf Film- oder digitalen Detektoren. Fehler wie Risse oder Hohlräume treten als Bereiche unterschiedlicher Dichte auf. Größe und Tiefe dieser Fehler können aus dem Bild durch Analyse des Kontrastes und der Abmessungen abgeleitet werden.

Berechnung der Fehlergröße

Die scheinbare Fehlergröße auf dem Röntgenbild hängt von der tatsächlichen Fehlergröße, der Geometrie des Objekts und dem radiografischen Aufbau ab. Die Grundformel bezieht die Bildgröße auf die tatsächliche Fehlergröße:

Flaw Size (D) = Image Size (d) × Magnification Factor (M)

Der Vergrößerungsfaktor wird durch die Geometrie des Aufbaus bestimmt, berechnet als:

M = (SID) / (SOD)

Dabei ist SID die Source-to-Image-Distanz und SOD die Source-to-Object-Distanz.

Abschätzung der Fehlertiefe

Die Fehlertiefenschätzung beinhaltet oft die Analyse des Kontrastes und der Form des Fehlerbildes. Ein tieferer Fehler erzeugt tendenziell ein anderes Kontrastmuster als ein flaches. Die Kalibrierung mit bekannten Standards ist für eine genaue Tiefenmessung unerlässlich.

Ein gängiger Ansatz verwendet die Stufenkeilkalibrierung, bei der die bekannten Dicken mit dem Fehlerbild verglichen werden.

d = (Kontrast des Fehlers) / (Kontrast des Standards) × Bekannte Tiefe

Real-World-Beispiel

Ein Stahlbauteil wird mit einer Röntgenanlage inspiziert, bei der die SID 100 cm und die SOD 80 cm beträgt. Ein beobachteter Fehler erscheint als 2 cm Bild auf dem Röntgenbild. Der Vergrößerungsfaktor ist:

M = 100 / 80 = 1,25

Die tatsächliche Fehlergröße ist:

D = 2 cm × 1,25 = 2,5 cm

Mit Hilfe von Kalibrierstandards wird die Fehlertiefe auf der Grundlage einer Kontrastanalyse auf etwa 1,5 mm geschätzt.