PMI-Prüfung: XRF vs. OES zur Werkstoffverwechslungsprüfung

Warum PMI existiert

Legierungen werden in der Praxis verwechselt: Ein Bund wird falsch neu gekennzeichnet, zwei ähnlich aussehende Stäbe teilen sich ein Regal, eine Reparaturschweißung verwendet den falschen Zusatzwerkstoff. Da die meisten legierten Stähle und nichtrostenden Sorten identisch aussehen, ist die einzige Abwehr, das Metall selbst zu prüfen. Diese Überprüfung ist PMI — positive Werkstoffidentifikation. In der Prozessindustrie legt die API Recommended Practice 578 dar, wie systematische PMI-Programme durchgeführt werden; dieselbe Logik gilt überall dort, wo die Legierungsidentität sicherheits- oder kostenkritisch ist.

XRF: schnelles Sortieren nach Legierungselementen

Ein handgehaltener XRF-Analysator (Röntgenfluoreszenz) regt die Oberfläche mit Röntgenstrahlen an und liest die charakteristische Strahlung der vorhandenen Elemente. Ein Ergebnis dauert Sekunden, hinterlässt keine Spuren und ist ausgezeichnet bei den Unterscheidungen, die von den Hauptlegierungselementen abhängen:

• 304 gegenüber 316 (getrennt durch Molybdän),
• nichtrostende Familien und Nickellegierungen, sortiert nach Cr/Ni/Mo-Gehalt,
• Prüfung, ob ein Cr-Mo-Stahl in der richtigen Familie liegt (zum Beispiel 5% Cr gegenüber 9% Cr Sorten).

Die Begrenzung ist Physik: XRF kann Kohlenstoff (oder die anderen leichtesten Elemente) in Stahl nicht messen. Es kann daher 316 nicht von 316L, 304 nicht von 304L oder irgendein Paar von Sorten unterscheiden, die sich nur im Kohlenstoff unterscheiden — wie 4130 und 4140. Beschichtungen, Zunder und Verunreinigungen verfälschen ebenfalls die Messwerte, sodass die Prüfstelle blankes Metall erreichen muss.

Funken-OES: das kohlenstofffähige Verfahren

Die optische Emissionsspektrometrie entfunkt die Probe und analysiert das Licht aus dem verdampften Metall. Mobile und Labor-OES-Geräte messen Kohlenstoff ebenso wie die Legierungselemente, mit labortauglicher Genauigkeit. Der Preis dieser Vollständigkeit ist ein kleiner Funkenbrand auf der Oberfläche, ein Bedarf an Argonversorgung und ein einigermaßen flacher, sauberer Prüfbereich. Tisch-OES ist das Standard-Chemiegerät in Werkslaboratorien; tragbares Funken-OES ist das Feldverfahren, wenn Kohlenstoff über die Sorte entscheidet.

Eine dritte Technologie, handgehaltenes LIBS (laserinduzierte Plasmaspektroskopie), kann ebenfalls Kohlenstoff messen und wird zunehmend dort eingesetzt, wo die L-Sorten-Überprüfung Routine ist.

	Handgehaltenes XRF	Funken-OES
Misst Kohlenstoff	Nein	Ja
Geschwindigkeit	Sekunden	Typischerweise unter einer Minute
Oberflächeneffekt	Keiner	Kleiner Funkenbrand
Beste Rolle	Sortieren und Screening in großer Menge	Definitive Sortenüberprüfung

Typische Anwendungsfälle

• Wareneingangsprüfung von nichtrostenden und hochlegierten Bauteilen, Schmiedestücken und Rohren.
• Überprüfung von Cr-Mo-Druckteilsorten (P11/P22/P91-Familien), wo sowohl Kohlenstoff- als auch Legierungsgehalt wichtig sind.
• Sortieren von gemischtem oder ungekennzeichnetem Bestand, bevor er in die Produktion gelangt.
• Bestätigung des Grundwerkstoffs vor dem Schweißen und Überprüfung nach Reparaturen.

PMI und Zeugnisse ergänzen sich

PMI beweist die Identität des Teils in Ihrer Hand; das Werkszeugnis beweist die geprüften Eigenschaften seiner Schmelze. Keines ersetzt das andere. Ein solides Programm verbindet beides miteinander — PMI-Ergebnis gegen die Schmelzennummer aufgezeichnet, Instrumente mit zertifizierten Referenzmaterialien kalibriert und Prüfumfang an die Kritikalität des Teils angepasst.