Schadensanalyse an Kunststoff-Bauteilen

Für die Erforschung des Versagens von Bauteilen und die nachfolgende Einleitung präventiver Maßnahmen zur Sicherung der Qualität und der Lebensdauer wird auch bei Kunststoffen die Schadensfallanalyse verwendet. Für diese Analyse steht bei Kunststoffen ein breites Spektrum an makroskopischen und mikroskopischen Methoden der Kunststoffprüfung und Kunststoffdiagnostik zur Verfügung. Kunststoffbauteile unterliegen während des Einsatzes oftmals sehr komplexen mechanischen, thermischen und medialen Beanspruchungen, die in Verbindung mit Alterungs- und Degradationseffekten zum Versagen des Bauteils führen können. Da speziell die mechanischen Eigenschaften bei Kunststoffen wesentlich stärker als bei metallischen Werkstoffen durch die Temperatur und die Zeit beeinträchtigt werden, ist diesen Einflussfaktoren in Verbindung mit dem herstellungsbedingten inneren Zustand besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Erfahrungen zeigen, dass das Versagen oftmals nicht im spezifischen Materialverhalten der Kunststoffe, sondern in einer nicht werkstoffgerechten Konstruktion und Dimensionierung begründet ist. Die Vielzahl möglicher Herstellungsverfahren, die breite Palette möglicher Modifikationen sowie der Einsatz von Füll- und Verstärkungsstoffen, sowie Additiven und Stabilisatoren bedingt im praktischen Einsatz unterschiedlichste Versagens- und Schädigungsmechanismen, welche die funktionale Integrität des Bauteils erheblich beeinflussen können. Die in der Schadensfallanalyse an Kunststoffen eingesetzten Prüfmethoden müssen deshalb immer eine hinreichende Struktursensibilität besitzen, um gesicherte Aussagen zur Versagensursache zu zulassen und erfordern deshalb immer eine mehrparametrige Beschreibung des Zustandes des Bauteils. Gleichzeitig ist hier aber auch festzustellen, dass viele einfache technologische Prüfverfahren oder die visuelle Beurteilung des Schädigungszustandes nicht zu unterschätzende Hilfsmittel bei der Bewertung von Schadensfällen darstellen, da sie zumeist nur einen geringen prüftechnischen Aufwand verursachen. Besondere Bedeutung besitzt in diesem Zusammenhang auch die Präparation geeigneter Prüfkörper aus dem zu untersuchenden Bauteil, da durch unsachgemäße Prüfkörperentnahme oder -bearbeitung erheblicher Einfluss auf die Aussagefähigkeit nachfolgend ermittelter Werkstoffkenngrößen ausgeübt werden kann. Im Rahmen des Vorhabens sollen ausgewählte Beispiele (Laugenbottich von Waschmaschinen, Schweißnähten von Wasserverteilern und einer Laugenrohrleitungen aus Guss-Polyamid) im Hinblick auf die Erarbeitung einer typischen Vorgehensweise bei der Schadensfallanalyse an Kunststoffbauteilen untersucht werden und spezifische charakteristische Eigenschaftsmerkmale verallgemeinert dargestellt werden um die Aussagemöglichkeiten der genutzten Prüfmethoden zu erhöhen.