Versagensbeispiele:

Aufgabenstellung der Schadensanalyse:

• Beurteilen und Klassifizieren des Schadens
• Ermittlung der Schadensursache
• Aussagen zur Vermeidung von Wiederholungen des Schadens

Werkzeuge und Hilfsmittel zur Durchführung einer Schadensanalyse

Schadensanalyse
= Summe der Bewertungen von:

• Werkstoffkundlichen Untersuchungen an Bauteilen und Materialien

Chemische Zusammensetzung

Makrogefüge – Bruchbild

Mikrogefüge

Mechanisch – technologische Prüfungen

• Konstruktive Gestaltung von Anlagen und Maschinen

Materialauswahl

Werkstoffpaarung (Tribologie, Korrosion)

• Einfluß externer Umgebungseinflüsse zum Zeitpunkt des Schadens

Schadensbegünstigung

Bewegungsabläufe

Temperatur

Medien

• Technische Regelwerke und Gesetze
• Simulationsrechnungen / Versuche / Literaturvergleiche zum Beweis
  einer Schadenshypothese

Simulation der Schadensbedingungen am PC und Vergleichswerkstoffen

Schadenskataloge (VDI, Versicherungen u.a.)

Eine ausführliche Darstellung der verschiedenen Methoden (APM, Kepner-Tregoe;
Relevanzbaum …) sind in [1] – [5] enthalten.

Diese Komplexität der Aufgabenstellung macht eine systematische
Vorgehensweise notwendig. Bei der Bearbeitung ist vor allem darauf
zu achten, daß es sich bei den Beweismitteln in der Regel um Unikate
handelt. Durch eine Zerstörung oder Vernichtung von Informationen
wird eine nachträgliche Überprüfung von Untersuchungsergebnissen
unmöglich.

Inhalt und systematischer Ablauf einer Schadensanalyse

Art und Weise der Durchführung einer Schadensanalyse wird wesentlich
durch die spezielle Aufgabenstellung bestimmt. Beispielsweise ist
die Fragestellung nach der Ursache für eine schlechte Umformbarkeit
von Blechen beim Tiefziehen nicht mit dem gleichen Bearbeitungskonzept
wie die Fragestellungen nach der Ursache für den erhöhten Verschleiß
an einem Getriebeteil oder der Ursache für die Rissbildung an einer
Schweißnaht zu beantworten. Unterschiedliche Werkstoffkenngrößen,
deren Abweichung vom Soll-Wert als mögliche Schadensursache in Frage
kommen, bestimmen die Vorgehensweise (Streckgrenze – E-Modul; Wärmeleitfähigkeit;
elektrische Leitfähigkeit; Härte; mechanische Fließgrenze)

Zielstellung:

• Ermittlung der primären Schadensursache aus einem vorliegenden
  Schadensbild und dem rekonstruierten Schadensverlauf

• Festlegung von Maßnahmen zur Vermeidung des wiederholten Auftretens
  gleicher oder ähnlicher Schäden

Vorgehensweise:

Die inhaltliche Aufgabenstellung einer Schadensanalyse besteht aus
verschiedenen Elementen:

• Schadensfallaufnahme

  Makroskopische Dokumentation, Sammeln von Informationen, Prüfen
  auf Vollständigkeit, Erfassen von Zusammenhängen,Wirkprinzpien
  und Belastungsvorgängen bei Maschinen undGeräten

• Soll-IST Vergleich

  Überprüfung der Zeichnungsangaben, Materialeigenschaften, Konstruktionsvorgaben;

• Bewertung

  Formulieren des Schadensverlaufes und Benennung der Schadensursache/
  Primäre Schadensursache

  Unterstützung der Beweisführung durch Informationen aus Literatur
  und Simulationsrechnungen / technischen Versuchen

Systematik der Schadensanalyse

• Zeitpunkt des Schadenseintritts (Vorgeschichte)

  Bei Anlieferung der Proben im Labor- Umstände in der Regel unbekannt;
  Klärung der Vorgeschichte; Lieferanten

• Herstellung Rohmaterial

  Schmiedefehler, Gießfehler, chemische Zusammensetzung, Bei Kunststoffen
  Mischungsverhältnis von Kunststoff – Füllstoff

• Bearbeitung zum Halbzeug (Stangen, Profile, Bleche)

  Risse beim Umformen; Schweißfehler

• Veredelung (Galvanik, Härterei, Lackiererei)

  Wasserstoffversprödung;Härterisse;chemisch-thermische Randschichten

  Konstruktion (Dimensionierung, fertigungsgerechtes Gestalten)

  Erodieren – Wärmebehandlung; Einsatz V2A – V4A,

  X46Cr13 mit optimaler Härte für Korrosionsbeständigkeit

  Werkstoffkombination; Brunnenfigur aus Bronze -Stahlmutter am
  Boden

Vorgehensweise bei der Prüfung an Bauteilen und Materialproben:

• Festlegung der Reihenfolge der Prüfungen (Prüfplan)

  Optimaler Informationsgewinn mit geringstmöglicher Zerstörung,
  d.h. Beginnen mit zerstörungsfreien bzw. zerstörungsarmen Verfahren
  (Röntgen, Ultraschall, Eigenspannungs-messungen, Wirbelstrom,Härteprüfung,
  spektroskopische Analyse der chemischen Zusammen-setzung, bei
  kleinen Proben EDX-Analyse im REM)

• Schadensbild – Schadensart – Schadensursache

  Aus dem Schadensbild und den Ergebnissen der Materialprüfung kann
  auf die Schadensart geschlossen werden (Bruchbild,Gefüge,Analyse,Härte,Festigkeit).Zur
  Klärung der Schadens-ursache sind in der Regel umfangreichere
  Bewertungen der komplexen Umstände des Schadeneintrittes notwendig.
  Hier ist die Materialprüfung nur ein Teil der Untersuchungsergebnisse.
  Bei fehlenden Informationen ist eine zweifelsfreie Klärung der
  Schadensursache nicht immer möglich.

Wesentliche Voraussetzung für einen Erfolg der Schadensanalyse ist
die Auswahl und Präparation des zu untersuchenden Bereiches am Bauteil
oder der oft nur geringen Probenmengen. Hierzu werden Erfahrungen
und Kenntnisse über die Zusammenhänge der Materialbeanspruchung bzw.
der technischen Mechanik für die Einschätzung möglicher Ursachen des
Versagens verlangt. Informationen von am Schaden beteiligten Personen
sind als nur bedingt glaubwürdig zu behandeln.

Beispiel einer unsachgerechten Vorgehensweise:

Zur Untersuchung mittelalterlicher Waffen wurden aus Hakenbüchsen
mit der Handsäge Proben wahllos herausgetrennt. Es sollte geklärt
werden, ob die Läufe durch Gießen oder Schmieden hergestellt wurden.Eine
Zerstörung war weder notwendig, noch ließ sich über das Gefüge im
Querschnitt auf diesem Weg eine eindeutige Aussage treffen. Durch
eine Röntgenuntersuchung oder andere zerstörungsfreie Verfahren
kann man Seigerungsstrukturen oder andere gußtypische Merkmale auch
ohne Schädigung der wertvollen Waffen nachweisen.

Literatur zur Schadensfalluntersuchung:

[1]

VDI – Richtlinie
3822 „Schadensanalyse“

Beuth-Verlag Berlin