Industrielle Röntgenprüfung: Unterschiedliche Branchen, breites Anwendungsspektrum
Das Fraunhofer Institut definiert das industrielle Röntgen als eine „zerstörungsfreie Prüfmethode, die es ermöglicht, im Materialinneren verborgene Strukturen beliebig komplexer Objekte aus zahlreichen Werkstoffen mit hoher qualitativer wie quantitativer Genauigkeit zu erfassen und zu charakterisieren“. Hauptziel ist die maximale Qualitätssicherung. Das meint die Bewertung der Integrität und die Erkennung von Fehlern in den Objekten. Wichtig auch: Bei dieser Prüfmethode dürfen keine Schäden oder Veränderungen an den Bauteilen verursacht werden. Daher kommt auch der Name „zerstörungsfreie Prüfung“ (englisch: Non-destructive testing, kurz: NDT).
Wo eine bloße Oberflächenprüfung keine endgültigen Rückschlüsse auf den Zustand eines Materials oder Werkstücks zulässt, ermöglichen die verschiedenen NDT-Techniken genau das: Womöglich unter der Oberfläche verborgene und ggf. auch sicherheitskritische Fehlstellen (feinste Risse, Lunker, Poren, defizitäre Fügeverbindungen, Materialdefekte usw.) erkennbar zu machen und daraus Rückschlüsse auf das Verwertungspotenzial der betroffenen Materialien zu ziehen. Aus gutem Grund gilt das industrielle Röntgen somit als unverzichtbarer Bestandteil vieler industrieller Produktionsprozesse.
Anwendung findet die zerstörungsfreie Material- und Werkstoffprüfung dabei in den verschiedensten Branchen:
- in Fertigungsbetrieben wie auch in der Automobilindustrie (Kontrolle von Schweißnähten, Gussteilen oder Sicherheitssystemen),
- in Luft- und Raumfahrtindustrie (Kontrolle von Triebwerken und Flugzeugteilen),
- im Energiesektor (Kontrolle von Rohren, Turbinenschaufeln und anderen kritischen Bauteilen, Erosions- und Korrosionsprüfung),
- in Halbleiterindustrie/Elektronik (Kontrolle von Leiterplatten und elektronischen Baukomponenten),
- im Bauwesen (Prüfung von Beton- und Stahlkonstruktionen usw.) und
- in Forschung und Entwicklung (Erforschung innovativer Materialien, Prototypentwicklung, Materialanalysen).
Die Materialien und Werkstücke wiederum, die mittels Röntgentechnik einer Prüfung unterzogen werden können, umfassen ihrerseits:
- Objekte aus (Leicht-) Metall, Keramik, Kunststoff oder Holz,
- Leichtbaukomponenten, Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbünde (speziell aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Windkraft, Automobilbau),
- Metallgefüge,
- elektronische Flachbaugruppen, Solarzellen, Leiterplatten,
- Metall- oder Keramikschäume, Sintermaterial oder Beton,
- Nickel-Basis-Legierungen und
- biologische, mineralogische oder geologische Proben.
Digitale versus traditionelle Radiografie-Technologien in der Industrie
Integrierte Schaltungen, mikromechanische Bauteile, Elektronikkomponenten (inklusive Batterien/Zellen), Radscheiben von Zügen, Motorblöcke, Maschinenteile, Proben aus hochdichten Materialien, Großbauteile aus Flugzeug- und Schiffbau, Windkraftrotorblätter – all das kann mittels industrieller Röntgentechnologie auf seine wortwörtlich „innere Qualität“ hin analysiert werden.
Die Radiographie im Rahmen der zerstörungsfreien Prüfung umfasst dabei eine Palette an Methoden, die von der Verwendung von klassischen Filmen bis hin zu digitalen Verfahren reichen. Auch wenn beim industriellen Röntgen zunehmend auch digitale Optionen genutzt werden (etwa industrielle Computertomographie beim Auffinden von Lufteinschlüssen in Metallen oder Kunststoffen), verfügen analoge Verfahren derzeit noch über wesentliche Vorteile:
- Digitale Platten lassen sich nicht biegen und genau das ist beim Röntgen von manchen Prüfobjekten nötig, beispielsweise wenn Pipelines geprüft werden. Hierfür kommen dann analoge Filme zum Einsatz, die um die Objekte herumgelegt werden können.
- Digitale Platten sind für staubige oder extremen Temperaturbedingungen zu empfindlich. In solchen Umgebungen werden daher nur herkömmliche Röntgenfilme genutzt.
Rechtsgrundlagen für Industrieröntgenfilme: Fertigung, Aufbewahrung, Entsorgung
Ob nun digitales oder analoges Röntgen: NDT-Untersuchungen funktionieren mit Röntgen- oder Gammastrahlung. Strahlenquellen oder Röntgenanlagen erfordern die Einhaltung strenger Sicherheitsanforderungen. Unternehmen und beauftragte Prüfunternehmen unterliegen dem deutschen Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) und der Strahlenschutzverordnung (StrlschV). Den darin fixierten Vorgaben zur Anzeigepflicht bei Inbetriebnahme, Kenntnis und Einhaltung von Grenzwerten, Qualifikation des Personals (Strahlenschutzunterweisungen, Fachkunde) ist aus Gesundheits- und Umweltschutzgründen unbedingt Folge zu leisten.
Die gesetzlichen Vorgaben zur Durchstrahlungsprüfung folgen dabei internationalen Normen (u.a. ISO 17636, ehemals EN 444), die ihrerseits in nationalen Gesetzgebungen Niederschlag gefunden haben (Strahlenschutzverordnung/StrlSchV). Die für das industrielle Röntgen notwendige Personalqualifikation definiert die internationale Normung ISO 9712.
Zum Thema Aufbewahrungsfristen legt die ISO 17636 keine genauen Jahreszahlen fest, fordert aber die Rückverfolgbarkeit und Archivierung der Prüfergebnisse. Aus der Praxis ist bekannt: Im Pipelinebau sind 10 bis 30 Jahre üblich, bei Geräten oder Bauteilen meist 10 Jahre nach Inverkehrbringen bzw. Ablaufen der Gewährleistung, bei kritischen Anlagen wie Kraftwerken sogar bis zur Außerbetriebnahme der Anlage. Damit die Röntgenbilder lesbar bleiben, ist auf eine trockene und dunkle Lagerung bei konstanten Temperaturen zu achten.
Wenn keine Aufbewahrung mehr nötig ist, werden Industrieröntgenfilme wie medizinische Röntgenbilder zu Abfall. Nach § 7 des Kreislaufwirtschaftsgesetzes müssen sie dann einer ordnungsgemäßen Verwertung zugeführt, das heißt an einen für die Röntgenfilmentsorgung zertifizierten Entsorgungsfachbetrieb übergeben werden. Hier ist unbedingt auf eine Datenschutz-Zertifizierung wert zu legen, denn: Industrielles Filmmaterial enthält nicht selten firmeninterne vertrauliche Daten, deren sichere Entsorgung nur durch einen geschlossenen, DSGVO-konformen Entsorgungsprozess sichergestellt werden kann. DSGVO-konform bedeutet, dass auch ein rechtlich geprüfter Vertrag zur Auftragsverarbeitung gemäß Art. 28 DSGVO zwischen Unternehmen und Entsorger geschlossen werden muss. Erst dann ist nicht nur eine kreislaufwirtschaftliche, sondern auch datenschutzrechtlich abgesicherte Entsorgung gewährleistet.
Industrieröntgenfilme werden bei der fachgerechten Entsorgung recycelt, wodurch Silber und Kunststoff zurückgewonnen und dem Wirtschaftskreislauf wieder zurückgeführt werden können. Entsprechend der Silbermenge und -qualität erhalten die Unternehmen eine entsprechende Vergütung für das Filmmaterial.