Wenn Metall versagt: Die Rolle der Metallurgie bei der Untersuchung von Schadensfällen

Wenn ein Motorteil ausfällt, ein Drahtseil reißt oder ein Rohr undicht wird, brauchen Versicherer, Schiffseigner, Betreiber und andere Beteiligte schnell Antworten. 

Was war die Ursache für den Ausfall? Wie kam es dazu? Und deutet der Schaden auf ein größeres Problem hin?

Diese Details können die Bewertung und Klärung eines Schadensfalls erheblich beeinflussen. In solchen Fällen können metallurgische Untersuchungen die erforderlichen technischen Nachweise liefern, um zwischen konkurrierenden Ursachen zu unterscheiden und fundiertere Entscheidungen im Schadensfall zu treffen. 

Den Weg zum Scheitern nachzeichnen

Die Metallurgie befasst sich mit Metallen, ihren Eigenschaften und den Veränderungen, denen sie bei der Herstellung, Nutzung und Einwirkung verschiedener Umgebungsbedingungen unterliegen. Bei der Untersuchung von Schadensfällen geht der Metallurg vom Schaden aus rückwärts vor, um die Ereignisse zu rekonstruieren, die zu dem Schaden geführt haben.

Dieser Prozess kann mit einer Begutachtung vor Ort oder an Bord, zerstörungsfreien Prüfungen und der Entnahme von Proben beginnen. Laboruntersuchungen ermöglichen es dann, die Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften, die Mikrostruktur und die Bruchfläche eines Werkstoffs genauer zu untersuchen. Je nach den Umständen werden im Rahmen der Untersuchung die erforderlichen Beweise für Gutachten, Mediations- oder Schiedsverfahren gesammelt. 

Das Ziel besteht nicht lediglich darin, ein beschädigtes Bauteil zu identifizieren. Vielmehr geht es darum, die Faktoren zu verstehen, die zum Ausfall beigetragen haben, und festzustellen, ob Betriebsbedingungen, Wartungsmaßnahmen, Umwelteinflüsse oder ein versteckter Defekt eine Rolle gespielt haben. 

Die Hinweise, die in beschädigtem Metall verborgen sind

Bevor Metallurgen feststellen können, was zu einem Versagen beigetragen hat, müssen sie verstehen, wie sich der Werkstoff selbst verschlechtert oder gebrochen hat. Bestimmte Korrosions- und Rissbilder können wichtige Hinweise darauf liefern, welchen Bedingungen ein Bauteil ausgesetzt war, wie sich der Schaden entwickelt hat und worauf sich die Untersuchung als Nächstes konzentrieren sollte.

Häufige Korrosionsarten

Korrosion verläuft nicht immer gleichmäßig und ist nicht immer leicht zu erkennen. Unterschiedliche Muster können auf unterschiedliche Umgebungsbedingungen hindeuten:

• Lochfraß:Kleine, lokal begrenzte Vertiefungen, die tief in eine Metalloberfläche eindringen können und dennoch schwer zu erkennen sind

• Spaltkorrosion:Materialverschleiß, der in engen Spalten oder beengten Räumen auftritt, in denen die Umgebungsbedingungen den Metallverlust lokal beschleunigen
• Tuberkel:Korrosionsablagerungen, die sich auf einer Oberfläche bilden und darunter möglicherweise umfangreichere Schäden verbergen

Häufige Arten von Rissen

Risse können zudem wertvolle Erkenntnisse über den Verlauf eines Versagens liefern. Anhand des Aussehens und der Lage eines Risses können Metallurgen zwischen verschiedenen Einflussfaktoren unterscheiden:

• Spannungsrisskorrosion:Risse, die durch das Zusammenwirken von mechanischer Beanspruchung und einer korrosiven Umgebung entstehen
• Ermüdungsrisse:Fortschreitende Schädigung infolge wiederholter Belastungs- und Entlastungszyklen
• Interkristalline Rissbildung:Rissbildung, die den Korngrenzen innerhalb eines Metalls folgt und auf Material- oder Umgebungsprobleme hinweisen kann

Beobachtungen in Beweise umwandeln

Visuelle Beobachtungen sind nur der Ausgangspunkt. Um die Ursache eines Ausfalls zu ermitteln, ist oft eine Kombination verschiedener Laborverfahren erforderlich, von denen jedes darauf ausgelegt ist, unterschiedliche Aspekte des Gesamtbildes aufzudecken:

• Analyse der chemischen Zusammensetzung: Überprüft die Metallqualitäten und identifiziert unerwartete Elemente oder Verunreinigungen
• Optische Mikroskopie: Untersucht die Mikrostruktur eines Werkstoffs, identifiziert Rissverläufe und bewertet Fertigungs- oder Wärmebehandlungsbedingungen
• Rasterelektronenmikroskopie (REM-EDS):Liefert hochauflösende Bilder von Bruchflächen und Korrosionsschichten und ermöglicht eine Elementanalyse
• Mechanische Prüfungen: Zur Bewertung der Zugfestigkeit, Härte, Schlagzähigkeit und Bruchzähigkeit, um festzustellen, ob ein Werkstoff die erwarteten Leistungsanforderungen erfüllt
• Korrosionsprüfung: Dient der Beurteilung, wie sich ein Werkstoff unter bestimmten korrosiven Bedingungen oder in bestimmten Umgebungen verhält

Die wichtigsten Fragen im Zusammenhang mit dem Anspruch

Auch wenn jede Untersuchung anders ist, sind die Fragen, die die Beteiligten beantworten müssen, oft dieselben.

1. Wurde der Ausfall durch einen Defekt oder durch die Betriebsbedingungen verursacht?

Zu verstehen, wo ein Fehler seinen Ursprung hat, kann dabei helfen, mögliche ursächliche Faktoren zu bewerten, die Verantwortlichen zu ermitteln und den am besten geeigneten Weg für die Geltendmachung des Anspruchs zu bestimmen.

Bei einer Untersuchung eines Motors konnten Risse, die an der Außenfläche einer Kolbenkrone entdeckt wurden, letztendlich auf ein inneres Merkmal zurückgeführt werden, das allein anhand der sichtbaren Schäden nicht erkennbar war. In einem anderen Fall lieferte eine defekte Pleuelstange mit Befestigungsschraube Hinweise darauf, wie sich der Bruch im Laufe der Zeit entwickelt hatte. Erkenntnisse wie diese können den Beteiligten helfen, die Ursachen eines Schadens besser zu verstehen und im weiteren Verlauf der Schadenbearbeitung fundiertere Entscheidungen zu treffen.

2. Ist das Gerät allmählich oder plötzlich ausgefallen?

Der Zeitpunkt und der Verlauf eines Ausfalls können bei der Bewertung eines Schadens wichtige Hintergrundinformationen liefern. Eine allmähliche Verschlechterung kann andere Fragen aufwerfen als ein Ausfall, der im Rahmen eines einzelnen Vorfalls auftritt, insbesondere wenn die Beteiligten die Wartungshistorie, die Haftung und die Umstände des Vorfalls bewerten.

Untersuchungen an Drahtseilen von Ladekränen und Offshore-Kränen zeigen, wie metallurgische Analysen zur Klärung dieser Fragen beitragen können. Durch die Untersuchung einzelner Drahtbrüche und des Zustands des Seils können Metallurgen Erkenntnisse darüber gewinnen, wie es zu dem Versagen kam, und die Ereignisse, die zu dem Schaden führten, besser nachvollziehen.

3. Handelt es sich um einen Einzelfall oder um Teil eines größeren Problems?

Wenn kritische Anlagen ausfallen, müssen die Beteiligten erkennen, ob es sich um eine einzelne beschädigte Komponente handelt oder um einen Zustand, der Auswirkungen auf ein größeres System haben könnte. Die Antwort darauf kann die Reparaturplanung, betriebliche Entscheidungen und das gesamte Ausmaß eines Schadens beeinflussen.

Untersuchungen an Prozessanlagen tragen oft dazu bei, diese Perspektive zu gewinnen. Bei Fällen, die Wärmetauscherrohre, Nacherwärmerrohre und Kesselrohre betreffen, untersuchen Metallurgen Muster im gesamten System, anstatt sich ausschließlich auf das defekte Bauteil zu konzentrieren. Die Lage von Leckagen und die in den Werkstoffen gefundenen Hinweise können wertvolle Aufschlüsse darüber geben, wie sich die Zustände im Laufe der Zeit entwickelt haben und ob weitere Bereiche eine genauere Untersuchung erfordern.

Vom beschädigten Bauteil zur fundierten Schlussfolgerung

Wenn die Ursache eines Ausfalls nicht sofort ersichtlich ist, liegen die Antworten oft im Metall selbst verborgen. Durch die Untersuchung der Materialeigenschaften, der Bruchmorphologie und der Anzeichen von Materialverschleiß können Metallurgen die Faktoren aufdecken, die zu einem Ausfall beigetragen haben, und den Beteiligten ein klares Verständnis davon vermitteln, was geschehen ist. 

Ganz gleich, ob es sich bei dem Schaden um ein Schiff, Industrieanlagen oder kritische Infrastruktur handelt – die Metallurgie-Experten von Sedgwick helfen unseren Kunden dabei, aus der Ungewissheit zu fundierten Schlussfolgerungen zu gelangen. Durch die Kombination von technischem Fachwissen und praktischer Ermittlungserfahrung liefern sie die notwendigen Erkenntnisse, um potenzielle Risiken zu bewerten und komplexe Schadensfälle zu einer Lösung zu führen. Erfahren Sie mehr über unser weltweiten Spezialangeboten.