Schiffbau in Deutschland – Werften im Wandel - GL Group

MODERNE SCHADENSANALYSE
Vom Sein und Sollen
„Wir beginnen in solchen Fällen grundsätzlich mit der
Überprüfung der Materialeigenschaften“, schildert Feyer den
Ablauf der Untersuchung. „Immerhin kann bis zu einem
Beweis des Gegenteils eine Materialverwechslung nicht ausgeschlossen
werden. Deshalb müssen wir als erstes die trivialste
Frage verbindlich beantworten: Handelt es sich bei dem
Material tatsächlich um den spezifizierten Werkstoff?“
Um das festzustellen, muss das Bauteilfragment eine
Vielzahl martialischer Gewalteinwirkungen über sich ergehen
lassen. Es wird gezogen, gebogen und geätzt, was – im wahrsten
Sinne des Wortes – das Zeug hält. Den Anfang macht die
Zugfestigkeit. Dazu arbeiten die Labortechniker aus dem
Schraubenschaft eine Zugprobe heraus und ermitteln in
einem genau definierten Zugversuch die Festigkeit des vorliegenden
Materials. Diese vergleichen sie dann mit den Anforderungen,
die die entsprechende Norm an den Werkstoff
stellt. Ähnlich wird bei dem sogenannten Kerbschlagbiegeversuch
verfahren, der die Zähigkeit des Materials ermittelt.
Dazu wird ein Probekörper einseitig gekerbt und dann mit
einem Pendelhammer durchschlagen. Je nachdem, wieviel
Energie die Probe aufnimmt – also wie zäh sie ist – schwingt
der Pendelhammer unterschiedlich hoch zurück. Die
Zähigkeit ist allerdings nicht nur vom Material abhängig, sondern
auch von den Umgebungs-bedingungen – vor allem von
der Temperatur. Die Um-gebungsparameter müssen also
genau kontrolliert werden, um verlässliche Daten zu erhalten.
Stimmen die in den Versuchen ermittelten Kennwerte mit den
Normwerten des Werkstoffes überein, spricht vieles dafür,
dass tatsächlich das spezifizierte Material eingesetzt wurde.
Letzte Gewissheit ergibt die chemische Analyse. Mittels eines
Spektrometers erzeugen die Techniker ausgehend von der
Materialprobe einen Lichtbogen – ähnlich wie beim
Schweißen. Das Spektrometer analysiert diesen Lichtbogen,
der für jede Materialzusammensetzung anders ausfällt. Das
Verfahren, das sich bei allen metallischen Werkstoffen z. B. auf
Eisen-, Nickel-, Aluminium- und Kupferbasis einsetzen lässt,
liefert nun eine exakte Analyse der verwendeten Legierungsbestandteile
in der Materialprobe.
Unwiderstehlicher Blick
Im Falle der Zylinderkopfschraube war das Ergebnis klar:
Die Schraube war eindeutig aus dem spezifizierten Chrom-
Molybdän-Stahl gefertigt – eine Materialverwechslung lag
nicht vor. Die Schadensursache kannte Feyer damit zwar
immer noch nicht, er konnte aber in diesem Fall bereits einige
Ursachen ausschließen. Den Durchbruch brachte schließlich
die mikroskopische Untersuchung. Neben dem
Lichtmikroskop mit einer etwa 1000fachen Vergrößerung
nutzen die Prüftechniker im GLP dazu die 20.000fache
Vergrößerung eines Elektronenmikroskops. Der Blick dieses
hochauflösenden Analysegerätes erwies sich als unwiderstehlich:
Auszumachen waren im Gewindegrund – Ausgangspunkt
der Rissbildung – winzige Korrosionsspuren. „Die
Frage: Warum startete der Riss? war damit beantwortet“, zeigt
sich Feyer zufrieden. Die Korrosion störte die Gesamtbilanz
der zulässigen Spannungen in der Schraube – es kam zu
einem Mikro-Riss, der sich zu einem bauteilgefährdenden
Riss auswuchs. Der Rest war Routine: „Im Serviceletter für die
Hauptmaschine war genau beschrieben, wie die Zylinderkopfschrauben
einzusetzen sind“, erklärt Feyer, „nämlich
unter Verwendung eines Dichtmittels, um Feuchtigkeit vom
62 nonstop 3/2006
Bruchoberfläche mit bei einem Schwingbruch typischen Rastlinien.
Gewinde fernzuhalten. Offenbar ist das bei der letzten
Wartung nicht geschehen.“ Der Wartungsmangel war eindeutig
nachgewiesen. Glück im Unglück für den Schiffseigner –
dumm gelaufen für das Serviceunternehmen, das mit der
Wartung beauftragt war. „Die konnten nach Vorlage des
Prüfberichts gleich ihre Versicherung anrufen.“
Vorausschauend Schäden verhindern
Nicht immer ist der finanzielle Vorteil, den der Kunde aus
der hochwertigen Ausrüstung und der Expertise des GLP
zieht, so klar ersichtlich und schnell umsetzbar wie im
beschrieben Fall. Insbesonders die Schadensprävention
erfordert eine Sichtweise, die lange Zeiträume ins Visier
nimmt. „Die Bedeutung der beratenden Werkstoffuntersuchung
– eines weiteren Standbeins – nimmt aber ständig
zu“, erklärt Feyer. Immer mehr setzt sich die Erkenntnis
durch, dass sich nicht alles am Computer konstruktionstechnisch
optimieren lässt – es bleiben Restunsicherheiten.
Manchmal fehlen auch schlicht Betriebsdaten, um ein
Verfahren oder ein Bauteil optimieren zu können. Beispiel
Punktverschweißungen in der Blechverarbeitung: Um die
selbstgesteckten Qualitätsziele erreichen zu können, lässt ein
Unternehmen die Nullserie eines sicherheitsrelevanten
Behälters im GLP untersuchen. Mit Erfolg, wie Feyer betont:
„Wir konnten Hinweise auf die Optimierung der angewandten
Verfahren geben.“
Zur Schadensprävention trägt zweifellos auch die enge
Zusammenarbeit des GLP mit dem Zentralen Schadensmanagement
des GL ein. Die Rückkoppelung hilft, Fehlentwicklungen
frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Hier
bewährt sich die breite Aufstellung der GL-Gruppe, die nicht
nur zertifiziert, sondern auch prüft und reguliert. „Wenn wir
aus Schadensfällen Systematiken erkennen können, fließen
die in unsere Regeln ein“, betont Feyer. Nicht alle Fälle, die
auf Feyers Schreibtisch oder den seiner Kollegen in Mülheim,
Herne und Stuttgart landen, erfordern so eine detektivische
Spürnase wie der Fall der Zylinderkopfschraube. Es gibt auch
die „Brot- und Butter-Jobs“ – Routineüberprüfungen, die im
Rahmen von Werkstoffzertifizierungen, Produktumstellungen,
Lieferanten- oder Materialwechsel anstehen. Aber auch
sie ersparen dem Kunden unter Umständen viel Geld – etwa
wenn ein Unternehmen den Lieferanten von Gussteilen
wechselt. Die Maßhaltigkeit der angelieferten Teile kann jede
gut ausgestattete Wareneingangskontrolle prüfen – die
Materialbeschaffenheit nur ein Labor. „Die rechtzeitige
Einschaltung des GLP könnte so manche Rückrufaktion vermeiden
helfen“, ist sich Feyer sicher. ■ JI
Weitere Informationen: Dr. Manfred Feyer, Leiter Germanischer Lloyd Prüflabor,
Tel.: +49 208 58982-13, manfred.feyer@gl-group.com