Den Schäden auf der Spur

Das zentrale Metallographielabor der Lufthansa Technik

Fehler und schadhafte Stellen an Flugzeugbauteilen werden in der Regel in den zuständigen Shops von Lufthansa Technik diagnostiziert. Bei sehr komplexen sowie melde- und versicherungspflichtigen Schadensfällen werden jedoch die Fachleute des Metallographielabors des Bereichs Laboratory Services der Lufthansa Technik in Hamburg konsultiert. Dort können dann für alle Bereiche des Flugzeugs entwicklungsbetriebliche Untersuchungen und Schadensanalysen durchgeführt werden: Von Fahrwerkszylindern, Bremsscheiben, Triebwerksbauteilen und Fenstern bis hin zu elektronischen Bauteilen wie Schalter, Kontakte oder die Black Box. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Proben aus Metallen wie Aluminium, Magnesium, Stahl, Titan und Nickel-Basis-Legierungen oder aber aus Kunst- und Verbundwerkstoffen bestehen.

Vor jeder Untersuchung wird zunächst eine werkstofftechnische Bauteilanalyse vorgenommen. Da nur selten genaue Herstellerangaben vorliegen, muss jedes der zu untersuchenden Bauteile auf seine genaue Zusammensetzung geprüft werden. Um Aufschluss über die Elementzusammensetzung der Probe zu erhalten, bedienen sich die Werkstoffprüfer beispielsweise spektroskopischer Methoden wie bei der Röntgenfloureszenzanalyse, bei der die Probe angefunkt wird und die entstehenden Spektrallinien Aufschluss über den Werkstoff geben. Nach der Materialbestimmung erfolgt dann die individuelle Schadensanalyse. Die Schadensanalyse wird in strenger Anlehnung an die Richtlinienreihe VDI 3822 durchgeführt. Durch diesen Standard werden die Ergebnisse verschiedener Untersuchungsstellen vergleichbar und die Voraussetzungen für nachvollziehbare Dokumentationen geschaffen. 

  • 2014 Materialographie Microsope
    Arbeiten am Lichtmikroskop
  • 2014 Materialographie Chips
    Materialproben werden in Kunststoffgranulat eingebettet.
  • 2014 Materialographie Microscope 2
    Gespräch an der Stereolupe
  • 2014 Materialographie Panel
    Untersuchungen an der Zugprüfmaschine
  • 2014 Materialographie REM
    Platzierung einer Materialprobe im REM

Bei der Schadensanalyse wird das Bauteil oder eine kleine Bauteilprobe zunächst makroskopisch, also gesamtheitlich ohne komplexere Hilfsmittel betrachtet und dann mittels Rasterelektronenmikroskop (REM) und Röntgenanalyse (EDS) auf Schadensmerkmale hin untersucht. Anschließend werden die Proben präpariert und für die unterschiedlichen mikroskopischen Untersuchungen vorbereitet. Hierzu werden die Materialproben einer Ultraschallreinigung in einem Becherglas mit Ethanol unterzogen, um sie zu entfetten. Danach werden sie in Kunststoffgranulat eingebettet und präpariert, um zum Beispiel den Werkstoffaufbau in der Mikrostruktur am Lichtmikroskop sichtbar zu machen. Je nach Untersuchungsziel werden die Proben geätzt, um verlässliche Aussagen über das Materialgefüge treffen zu können.

Darüber hinaus werden im Metallographielabor auch Härtemessungen für Lacke und Oberflächenbeschichtungen sowie (Makro-)Härteprüfungen an größeren Bauteilen durchgeführt. Je nach Beschaffenheit der Materialien stehen den Werkstoffprüfern und Metallographen hierzu verschiedene Materialprüfmaschinen und Systeme zur Verfügung. Sie bieten die Möglichkeit, alle Materialien auf Zug, Druck und Biegung zu testen. Für Schnellanalysen können die Mechaniker mithilfe der sogenannten Magnetic Chip Detektoren selbst während des Flugbetriebs innerhalb kürzester Zeit Schmierstoffe und Hydrauliköle in Triebwerken und aus Filtern auf Metallrückstände hin untersuchen. Danach können selbst kleinste Späne und Ablagerungen aus dem Triebwerk mittels Elektronenstrahl (REM) abgerastert, analysiert (EDS) und sich anbahnende Lagerschäden frühzeitig erkannt werden. Im ungünstigsten Fall muss das Triebwerk dann sofort ausgetauscht und repariert werden.

Die meisten Aufträge für Materialbestimmungen und Schadensanalysen kommen von den Kollegen aus den Bereichen der Lufthansa Technik in Hamburg und Frankfurt. In einigen Fällen kommt es aber auch vor, dass Proben von anderen Standorten und von Kunden-Airlines kurzfristig für Schnellanalysen eingeflogen werden. In anderen Fällen erteilen Airline-Kunden oder Behörden direkt beim Metallographielabor des Bereichs Laboratory Services Aufträge für unabhängige Gutachten oder Schadensanalysen. Aufgrund der Unabhängigkeit des Labors werden Expertisen auch von externen Kunden immer mehr geschätzt und immer stärker nachgefragt. Daher wird das Metallographielabor mittlerweile auch verstärkt in gemeinschaftliche gutachterliche Verfahren mit Airline-Kunden, Herstellerbetrieben und Behördenvertretern eingebunden.