Schweißen
Teil von Schweißverbindungen prüfen Leitfaden für Prüfverfahren, Normen und Fehlerbewertung
Schweißverbindungen prüfen mit Ultraschall gegenüber anderen ZfP-Verfahren
Ultraschallprüfung an Schweißverbindungen im Vergleich: Prüfköpfe, Geräte, DIN EN ISO 17640 und 11666, Kosten pro Stunde und Grenzen der Durchstrahlung.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Ultraschall weist flächige Fehler wie Risse, Bindefehler und Doppelungen nach, auch wenn nur eine Seite der Naht zugänglich ist.
- Winkelprüfköpfe mit 45, 60 oder 70 Grad und 2 bis 5 MHz sind Standard, Geräte liefern Waygate Technologies und Evident.
- DIN EN ISO 17640 regelt Technik und Prüfklassen, DIN EN ISO 11666 die Zulässigkeitsgrenzen.
- Prüfstunden kosten je nach Aufwand, Zugänglichkeit und Dokumentation etwa 100 bis 300 Euro netto.
- Durchstrahlung zeigt Volumenfehler und liefert ein Bild, verlangt aber Strahlenschutz und beidseitigen Zugang.
Prüfablauf in fünf Schritten
Die Ultraschallprüfung arbeitet mit Schallimpulsen zwischen 1 und 6 MHz. Ein Prüfkopf sendet den Impuls schräg in die Naht und empfängt das Echo, das an einer Grenzfläche zurückgeworfen wird. Aus Laufzeit und Schallweg berechnet das Gerät die Tiefe der Anzeige.
- Naht und Umfeld reinigen, weil Farbe, Zunder und Schweißspritzer die Kopplung stören.
- Prüfumfang, Prüfklasse und Toleranzen mit dem Auftraggeber abstimmen.
- Prüfkopf wählen: 45 Grad für dicke Querschnitte, 60 und 70 Grad für dünne.
- Gerät am Referenzkörper justieren und die Naht im festgelegten Raster scannen.
- Anzeigen bewerten und gegen die Zulässigkeitsgrenzen der Norm halten.
Das Echo allein sagt nichts über die Fehlerart. Erst Laufzeit, Einschallwinkel und Echoamplitude trennen Riss, Bindefehler und Pore.
Normen, Prüfköpfe und Geräte
DIN EN ISO 17640 beschreibt Techniken, Prüfklassen und Bewertungsstufen für Schweißverbindungen aus Stahl. DIN EN ISO 11666 legt die Zulässigkeitsgrenzen fest, nach denen eine Anzeige als zulässig oder unzulässig gilt. Beide bauen auf dem Regelwerk der DIN EN ISO 17635 auf. Was eine Norm grundsätzlich leistet, erklärt die DIN unter Alles über DIN-Normen.
Wie Normen entstehen und wann sie verbindlich werden, beschreibt die DIN in der Übersicht zu Normen und Standards.
Bei den Prüfköpfen dominieren Winkelprüfköpfe in Standardgrößen. Für grobkörnige Werkstoffe wie Austenit und Duplex sind Sender-Empfänger-Prüfköpfe nötig, weil das Gefüge den Schall stark streut. Phased-Array-Prüfköpfe steuern viele Einzelelemente elektronisch und erzeugen ein Schwenkbild, geregelt in DIN EN ISO 13588.
Bei den Geräten sind zwei Linien verbreitet. Waygate Technologies führt die frühere Krautkrämer-Reihe, etwa USM 100 und die Phased-Array-Systeme. Evident, 2022 aus Olympus hervorgegangen, liefert EPOCH und OmniScan. Beide Hersteller bieten Prüfköpfe, Kabel und Auswertesoftware an.
Was eine Prüfung kostet
Abgerechnet wird meist nach Prüfstunden. Für Ultraschall an Schweißnähten liegen die Sätze je nach Prüfklasse, Zugänglichkeit und Dokumentationsaufwand bei 100 bis 300 Euro pro Stunde netto. Rüstzeit und Höhenarbeit kommen hinzu.
Beispielrechnung: Eine Rohrleitung mit 60 Schweißnähten wird im Raster geprüft, je Naht fallen 0,5 Stunden an. Das sind 30 Prüfstunden, bei 150 Euro netto pro Stunde also 4.500 Euro netto. Anfahrt und Prüfprotokoll sind nicht enthalten.
Anbieter kombinieren mehrere Verfahren. Die Mistras Group arbeitet als Prüfdienstleister mit Ultraschall, Durchstrahlung und Oberflächenverfahren. Daneben bieten TÜV- und DEKRA-Gesellschaften Prüfungen an. Prüfpersonal wird nach ISO 9712 in den Stufen 1 bis 3 zertifiziert, einen Überblick zu Prüf- und Zertifizierungswegen gibt die DGUV zu Prüfung und Zertifizierung.
Ultraschall und Durchstrahlung im Vergleich
| Verfahren | Typischer Nachweis | Zugang | Ergebnis |
|---|---|---|---|
| Ultraschall | Risse, Bindefehler, Doppelungen | eine Seite genügt | Anzeige mit Tiefenangabe, Protokoll |
| Durchstrahlung | Poren, Schlacken, Volumenfehler | zwei Seiten, Strahlenschutzbereich | Röntgenbild |
| Magnetpulver | Oberflächenrisse in ferromagnetischem Stahl | Oberfläche | Risslinie, Foto |
Die Durchstrahlung nach DIN EN ISO 17636 zeigt Volumenfehler und liefert ein Bild, das sich ablegen lässt. Flächige Fehler, die parallel zur Strahlrichtung liegen, erkennt sie schlecht. Ultraschall dreht das Verhältnis um: Risse und Bindefehler sind gut nachweisbar, Poren erscheinen nur als Einzelanzeige. Dafür braucht Ultraschall eine glatte, koppelfähige Oberfläche.
Bei grobkörnigem Gefüge stößt er an Grenzen, während die Durchstrahlung dort Vorteile hat. Mit steigender Wandstärke wächst bei der Durchstrahlung der Aufwand für Strahlenschutz und Technik.
Häufige Fragen
Wann ist Ultraschall besser als Durchstrahlung?
Wenn flächige Fehler zu erwarten sind, nur eine Seite zugänglich ist oder keine Strahlenschutzmaßnahmen möglich sind. Bei grobkörnigem Werkstoff und reiner Volumenfehlersuche ist die Durchstrahlung im Vorteil.
Welche Norm regelt die Ultraschallprüfung von Schweißverbindungen?
DIN EN ISO 17640 für Technik, Prüfklassen und Bewertung, DIN EN ISO 11666 für die Zulässigkeitsgrenzen, DIN EN ISO 13588 für Phased Array.
Was kostet eine Ultraschallprüfung an Schweißnähten?
In der Regel 100 bis 300 Euro pro Prüfstunde netto. Der Preis hängt von Prüfklasse, Zugänglichkeit, Rüstzeit und Dokumentation ab.
Welche Geräte und Prüfköpfe sind üblich?
Winkelprüfköpfe mit 45, 60 oder 70 Grad, für grobkörnigen Stahl Sender-Empfänger-Prüfköpfe. Bei den Geräten sind Waygate Technologies (Krautkrämer) und Evident (Olympus) verbreitet.