Vorgehensweise bei der Untersuchung
Start mit fehlerhaftem Bauteil
Am Anfang einer Schadensuntersuchung steht typischerweise die Inspektion des fehlerhaften Bauteils, in diesem Fall ein Messingmassivkäfig, und damit die Feststellung der äußeren Schadensmerkmale und Gebrauchsspuren. Darauf basierend wird die weitere Vorgehensweise festgelegt.
Bruchflächenuntersuchung
Am Beispiel des hier betrachteten Zylinderrollenlagers konnte ein Bruch des Messingmassivkäfigs festgestellt werden, so dass dessen Bruchflächen näher untersucht worden sind. Wie im Bild zu erkennen ist, ist der rechte Seitenring komplett durchgebrochen, so dass die Bruchflächen bereits verhämmert sind. Im linken Seitenring konnte jedoch ein noch nicht bis zum vollständigen Bruch gewachsener Riss manuell geöffnet und damit der Rissfortschritt sichtbar gemacht werden.
Bestimmung des Schadensmechanismus
Die Untersuchung im Rasterelektronenmikroskop führt schließlich zu einem weitreichenden Verständnis des Schadensmechanismus. Im vorliegenden Fall konnten sowohl der Bruch als Schwingbruch klassifiziert als auch der Rissausgang lokalisiert werden. Die Ausrichtung der Risswachstumsebene sowie die Größe der Restbruchfläche gaben darüber hinaus weitere Informationen über den Lastzustand, der schließlich zum Versagen des Bauteils geführt hat.
Aufstellung einer Schadenshypothese
Die Bestimmung des Schadensmechanismus ist für die Aufstellung der Schadenshypothese notwendig. Hierzu werden allerdings noch alle anderen verfügbaren und möglicherweise relevanten Informationen herangezogen. Dazu gehören vor allem:
- die Einsatzbedingungen
- die durchgeführten und vorgesehenen Wartungstätigkeiten
- die Spezifikation
- die Beobachtungen der Bediener u. a.
- sowie die Gebrauchsspuren anderer Komponenten und Bauteile desselben technischen Systems.
Simulation
Sofern die bislang verfügbaren Informationen noch nicht zu einer eindeutigen Beschreibung der relevanten Zusammenhänge führen, besteht die Möglichkeit, numerische Simulationen durchzuführen und somit verschiedene Theorien auf Plausibilität hin zu überprüfen. Im konkreten Beispiel wurden sowohl axiale Stöße als auch laterale und rotatorische Schwingungen simuliert.
Vergleich von Simulation und Beobachtung
Der Vergleich zwischen Simulationsergebnissen und Beobachtungen führt schließlich zur Bestimmung desjenigen Lastfalls, in dem nicht nur der Ort der größten Spannungsamplituden mit dem des Rissausgangs übereinstimmt, sondern auch das Niveau der Belastung zur Beschaffenheit der Bruchfläche passt. Auf diese Weise kann die Menge der möglichen Schadenstheorien im günstigsten Fall auf eine einzige reduziert werden.
Abschließende Beurteilung und Bestimmung geeigneter Gegenmaßnahmen
Sofern die durchgeführten Untersuchungen zu einem eindeutigen Ergebnis führen, wird dasjenige Szenario, das zum vorliegenden Schadensfall geführt hat, detailliert in Form eines schriftlichen Berichtes beschrieben. Das somit erlangte tiefgehende Verständnis der relevanten Zusammenhänge im fehlerhaften System wird dann genutzt, um geeignete Gegenmaßnahmen aufzuzeigen und somit zukünftigen Schäden dieser Art wirksam vorzubeugen.
