Kundenspezifische Versuche

Schadenanalyse/ Ermittlung von Versagensursachen/ Analyse von Materialfehlern/ Bauteilversuche/ Werkstoffanalyse

Seit Jahrzehnten lernen wir Kunststoffe zu verstehen und führen das gesammelte Wissen aus den Bereichen Kunststoff, Tribologie und Maschinenbau zusammen, so dass ein erfolgreicher Einsatz von technischem Kunststoff möglich wird.

Dieses Wissen, unterstützt durch die Tests und Analysen, die wir mit unseren Laborgeräten durchführen können, möchten wir unseren Kunden als Dienstleistung zur Verfügung stellen, um sie bei der Ermittlung der Fehlerursachen durch Durchführung von Schadensanalysen zu unterstützen.

In Schadensfällen können wir die Ursache des Ausfalles weitestgehend durch mechanische, thermische, mikro- oder makroskopische Untersuchungen an den schadhaften Teilen feststellen und Ihnen notwendige Maßnahmen zur Abhilfe oder Vorbeugung vorschlagen. Optional empfehlen wir Ihnen den geeigneten ZEDEX^® Konstruktions- oder Hochleistungskunststoffen.

Ausfälle von Bauteilen aus Kunststoff

können unterschiedliche Ursachen haben, z.B.

Mechanische oder thermische Überbeanspruchung
Einfluss von Chemikalien
Materialfehler
Verarbeitungsfehler
Umwelteinflüsse (z.B. UV-Strahlung)

Anfrage

Äußerliche Anzeichen dafür können sein

Verfärbungen
Risse, Bruch
zu hoher Verschleiß
Plastische Deformation, Verzug
Geschmolzene Bereiche

Beispiel

Geschmolzene Bereiche aufgrund einer zu hohen Gleitgeschwindigkeit und gleichzeitig zu hoher mechanischer Belastung.

Schadensanalyse

Problem
Zur Aufbewahrung des Hauptfahrwerks im größten Bagger der Welt wird eine Kugelkappe (geklebte Segmentgleitbleche) aus ZX-324 verwendet.

Während des Betriebs wurden starke Knarrgeräusche festgestellt, sodass die Kugel zur Inspektion entfernt wurde. Es wurde festgestellt, dass die Gleitschicht mit einer braunen Substanz versehen war, die die Löcher für die Fettzufuhr schloss und so eine Nachschmierung verhinderte. An der Kugel war an einigen Stellen das Chrom abgebrochen.

An diesen Stellen wurde starke Korrosion beobachtet.

Bergbau Bagger

Kugelkappe (installierter Zustand)

Kugel

Kugelkappe (nach Demontage)

Aufgabe
Es sollte analysiert werden, warum es zu den Komplikationen kam.

Schaden (Detail)

Untersuchungen die wir durchgeführt haben:
Hier war es das Ziel, das beste Material für diese Anwendung zu finden.

In unserem Labor wurden verschiedene ZEDEX®-Kunststoffe getestet, die für diese Anwendung hätten verwendet werden können.
Reibungs- und Verschleißtests waren in Abhängigkeit vom Gegenmaterial, dem Schmiermittel und den Oberflächenrauheiten
durchgeführt.

SRV-Versuchsapparat

Auswertung der Verschleißmessung

Ursache des Problems
Dank der Testergebnisse konnte gezeigt werden, dass die Materialpaarung nicht optimal war und insbesondere das verwendete Schmiermittel das Verschleißverhalten negativ beeinflusste.

Selbst bei Trockenlaufbedingungen wäre der Verschleiß um ein Vielfaches geringer gewesen.

Anfrage

Problem lösen
Basierend auf den Testergebnissen wurde die Verwendung eines besseren Schmiermittels empfohlen, das im Vergleich zu dem zuvor verwendeten zudem erheblich kostengünstiger war.

Zusätzlich wurde ein anderes Material als Kugelkappe vorgeschlagen.

Status
Der Kunde hat auf das neue Schmiermittel umgestellt. Als nächster Schritt ist die empfohlene Materialänderung geplant.

Schadensanalyse & Bauteilversuche & Materialauswahl

Problem
Beim Kunden wurden verschiedene Siegel aus PEEK verwendet. Einige davon waren bei geringer mechanischer Beanspruchung ausgeglichen.

Aufgabe
Hier ist eine Fehleranalyse erforderlich und gleichzeitig müssen die Reibungseigenschaften verbessert werden.

Untersuchungen die wir durchgeführt haben:
An den vom Kunden bereitgestellten Proben wurden folgende Tests durchgeführt:

Kompression
Biegen
Schmelzviskosität
thermische Analyse
optische Inspektion

Axialkompressionstest

Radialkompressionstest

Beispiel: Druckprüfung (axial und radial) an Dichtringen aus ZX-324. Es wurde festgestellt, bei welcher Last eine bleibende Verformung auftritt und bei welcher Last die Ringe bremsen.

Ursache des Problems
Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, dass die Fehler im Material vorhanden waren. Innerhalb verschiedener Chargen wurden einige starke Qualitätsschwankungen beobachtet. Bei Betrachtung der Bruchstelle unter dem Mikroskop wurde festgestellt, dass das Halbzeug für die Teile durch das Formpressen hergestellt wurde und dass die Temperatur möglicherweise nicht richtig eingestellt wurde.

Bruchstelle an den gelieferten Teilen
durch den Kunden

Beispiel: Bestimmung des Schaltmoments eines Kugelhahns mit Kugeldichtungen aus ZX-324 bei extremen Temperaturen von –196 °C bis + 200 °C.

Problem lösen
Zum Vergleich wurden Dichtringe aus ZX-324V2T aus einem extrudierten Halbzeug hergestellt. Diese erzielten in den Kompressionstests signifikant bessere Ergebnisse.

Selbst bei extremen Experimenten, bei denen die ZX-324V2T-Ringe bis zum Anschlag in einem Schraubstock zusammengedrückt wurden, gab es keinen Bruch.

Die Kunden erhielten für ihre Tests Musterteile aus ZX-324V2T und einen detaillierten Inspektionsbericht.

Status
Der Kunde führt einen Lebensdauertest mit einem Prüfstand durch.

Anfrage

Dichtung aus ZX-324V2T, zusammengedrückt in einem Schraubstock