Mit der europäischen RoHS-Richtlinie 2011/65/EU verfolgt die Europäische Union das Ziel, den Einsatz umwelt- und gesundheitskritischer Stoffe – darunter Blei – weiter zu reduzieren. Für piezokeramische Werkstoffe besteht derzeit noch eine Ausnahme. Dennoch zeigt die laufende Diskussion um deren zukünftige Ausgestaltung deutlich: Das Thema wird die Ultraschallprüfung in den kommenden Jahren zunehmend beschäftigen.
Bewährte Technologie – neue Anforderungen
Bleihaltige Piezokeramiken (PZT, PMN, PMN-PT) bilden seit Jahrzehnten die Grundlage moderner Ultraschallprüfköpfe. Ihre hohe Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit haben sie zum Stand der Technik gemacht. Bleifreie Alternativen stehen grundsätzlich zur Verfügung und werden weltweit intensiv erforscht.
Für den Einsatz in der zerstörungsfreien Prüfung sind jedoch noch wesentliche Fragen offen. Entscheidend ist nicht allein, ob ein Material Ultraschall erzeugen kann. Ebenso wichtig sind Prüfempfindlichkeit, Langzeitstabilität, Alterungsverhalten, Temperaturbeständigkeit und die Reproduzierbarkeit von Prüfergebnissen über viele Jahre hinweg. Gerade bei sicherheitskritischen Anwendungen (z. B. Luft- und Raumfahrt, Verkehr, Energie) müssen Messergebnisse auch nach langer Einsatzdauer zuverlässig vergleichbar bleiben.
Eine mögliche Umstellung betrifft deshalb weit mehr als den Werkstoff eines Prüfkopfes. Sie kann Auswirkungen auf Kalibrierungen, Referenzkörper, Prüfvorschriften und etablierte Prüfverfahren haben. Auch die oft sicherheitsrelevanten Sonderanwendungen, z. B. bei hohem Druck, bei hohen Temperaturen und radioaktiver Strahlung, gilt es zu beachten. Um diese Zusammenhänge fundiert bewerten zu können, braucht es die Erfahrungen der gesamten ZfP-Community.
Die DGZfP bringt ihre Expertise ein
Die DGZfP begleitet diese Entwicklung aktiv. Im Rahmen der europäischen Neubewertung der RoHS-Ausnahmeregelungen hat der Unterausschuss „Phased Array“ einen Antrag zur Verlängerung der bestehenden RoHS-Ausnahmeregelung vorbereitet, der über den Vorstand der DGZfP in den europäischen Bewertungsprozess eingebracht wurde. Ziel ist es, die besonderen Anforderungen der zerstörungsfreien Ultraschallprüfung in den Bewertungsprozess einzubringen und auf die technischen Herausforderungen einer möglichen Umstellung aufmerksam zu machen.
Dabei geht es nicht nur um die Bewertung möglicher Risiken. Ebenso wichtig ist es, Anforderungen aus der Praxis zu sammeln, notwendige vorbereitende Maßnahmen zu identifizieren und den Übergang zu möglichen bleifreien Lösungen fachlich zu begleiten. Die DGZfP versteht sich dabei als zentrale Plattform, die Expert*innen aus Wissenschaft, Herstellung, Anwendung und Prüfdienstleistung zusammenbringt und den fachlichen Austausch fördert.
Jetzt ist die Praxis gefragt
Viele Fragestellungen lassen sich heute noch nicht abschließend beantworten. Umso wichtiger ist es, Erfahrungen und Anforderungen frühzeitig zu bündeln. Diese Aufgabe führen die Expert*innen des Fachausschusses Ultraschallprüfung und des Unterausschusses Phased Array fort. Neue Erkenntnisse aus Machbarkeitsstudien zum Einsatz bleifreier Prüftechnik werden in kommenden Konferenzen vorgestellt, um weiteren Forschungs- sowie Handlungsbedarf sichtbar zu machen.
Die Leserinnen und Leser des ZfP-Magazins und Mitglieder der DGZfP bitten wir um Unterstützung, Anwendungsfelder mit besonderen Anforderungen zu identifizieren und den gemeinsamen Diskurs mitzugestalten. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, die Position der DGZfP im weiteren europäischen Prozess fundiert zu untermauern. Bleifreie Ultraschallprüfung ist damit kein Thema der fernen Zukunft, sondern eine Entwicklung, mit der sich die Branche bereits heute auseinandersetzt.
