Penetrationsprüfung. Lexikon Pharmatechnologie

(nach DIN EN 571-1 bzw. ASTME 165/1417)

Technische Prüfung einer metallischen (Metalle) Oberfläche auf Mikrodefekte wie Risse, Poren, Dopplungen etc. durch Aufbringung von verschiedenen Prüfflüssigkeiten, die diese Defekte visuell sicher detektieren lassen. Bei Oberflächen aus austenitischen Edelstahllegierungen — u. v. a. der Schweißnahtbereiche (Schweißnaht) — Prüfung auf visuell verborgene Untiefen wie Mikroporen, Mikrorisse, Mikrodopplungen und dergleichen. Dabei wird auf die Oberfläche zunächst eine (meist rot gefärbte) Penetrationsflüssigkeit durch Einstreichen oder Einsprühen aufgebracht, die sehr ausgeprägte Kriech- bzw. Kapillareigenschaften (Kapillarwirkung) (also minimale Oberflächenspannung mit entsprechender Benetzungseigenschaft) hat und deshalb in vermutete Mikrokavernen an bzw. in der Oberfläche eindiffundieren (Diffusion) bzw. penetrieren kann. Nach einer Einwirkzeit von ca. 15 min bei Raumtemperatur (bzw. 30 min bei 15 °C des Bauteils) wird die Oberfläche mit einem geeigneten Reinigungsmittel gereinigt und sodann eine (meist weiße) Entwicklerflüssigkeit, die die in Mikrokavernen eingedrungene Prüfflüssigkeiten wieder durch gegengerichtete Kapillarkräfte herauszieht, auf die Edelstahloberfläche aufgesprüht, wodurch eventuelle Mikrodefekte durch lokale Rotfärbung sicher detektiert werden können. Die Durchführung und Befundung einer Penetrationsprüfung ist nur durch technisch befähigte Prüfer erlaubt, wobei die Prüfungszulassung durch autorisierte Prüfanstalten (TÜV, Schweißtechnische Anstalten etc.) die Qualifikationsebenen I, II und III kennt.

Speziell elektrochemisch polierte Oberflächen erlauben durch die ausgeprägte Defektoskopieeigenschaft (Defektoskopiemaßnahme) des elektrochemischen Polierverfahrens (Mikrodefekte werden durch lokale Randstromdichten geöffnet, wobei durch mechanisches Schleifen verschmierte Mikrodefekte freigelegt werden) sowohl eine hilfreiche Vordefektoskopie als auch extrem verbesserte Anwendungsbedingungen des Penetrationsprüfverfahrens. Dabei muss jedoch darauf geachtet werden, dass das Penetrationsmittel mit der Elektropoliersäure (Elektrolyt), die nach dem Elektropolierprozess gegebenenfalls in Untiefen der Edelstahloberfläche vorliegt, nicht reagiert bzw. wesentlich verändert wird.

Die Auswertung der Ergebnisse der Penetrationsprüfung (Rot-Weiß-Prüfung) ist z. B. in der Ö-Norm EN 571-1 aus 4/1997 oder in der ASME, sec. V, Art. 24SE165 mit Prüfsystem IIA beschrieben und sieht für Farbanzeigen (Penetrationspunkte) ≥ 5 mm entsprechende Nacharbeiten vor; Anzeigen < 5 mm bedingen keine Nacharbeit.

Für den sensiblen Pharmaapparatebau sind die Kriterien deutlich strenger:

Farbanzeigen ≤ 1 mm werden ohne Nacharbeit akzeptiert;

für Farbanzeigen > 1 mm sind lokale Nacharbeiten vorgesehen:

lokal verschleifen oder anbohren des Defektbereichs,
lokal mit geeignetem Schweißzusatz (Schweißzusatzmaterial) nachschweißen,
lokal mit korrektem Schliffaufbau (Schleifkornstufe) verschleifen,
lokal elektropolieren (Elektrochemisches Polieren),
neuerliche lokale Penetrationsprüfung.

Der Vorgang der lokalen Sanierung ist bei neuerlicher negativer Anzeige nach der finalen Penetrationsprüfung gegebenenfalls (mehrfach) zu wiederholen.

Die Auswertung von Penetrationsprüfungen (speziell an Schweißnähten), deren einvernehmliche Beurteilung und die eventuelle Maßnahmensetzung ist i. Allg. zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer auf Basis der bestehenden Standards (Normen) im Vorwege einvernehmlich im Rahmen einer Prüfspezifikation schriftlich abzustimmen und wesentlicher Teil der Dokumentation.

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