Almen-Intensität beim Verfestigungsstrahlen

Wie Almen-Prüfstreifen, Bogenhöhe, Sättigungskurve und Fertigungsverifizierung ein beherrschtes Intensitätsergebnis bilden

Die Almen-Intensität ist ein standardisiertes Maß für die Wirkung einer Strahlkonfiguration. Sie wird als Bogenhöhe zusammen mit dem Almen-Prüfstreifentyp angegeben und aus kontrollierten Beaufschlagungsdaten nach dem aufgerufenen Sättigungsverfahren bestimmt. Ein einzelner Prüfstreifen legt keine Intensität fest. Das Ergebnis misst außerdem weder Bedeckungsgrad, Eigenspannung noch Ermüdungsleistung des Bauteils direkt.

Abbildung 1. Almen-Prüfstreifen und Almen-Messgerät von SP Center sind Teile der standardisierten Messkette zur Bestimmung und Verifizierung der Strahlintensität.

Was ist die Almen-Intensität?

Ein konformer Almen-Prüfstreifen aus Federstahl wird auf dem festgelegten Halter befestigt und dem Strahl ausgesetzt. Nach der Entnahme krümmt er sich, weil beide Seiten unterschiedlich auf die Partikeleinschläge reagieren. Das geeignete Almen-Messgerät erfasst die Bogenhöhe. Mehrere frische Prüfstreifen mit kontrollierten Beaufschlagungswerten liefern die Daten zur Bestimmung von Sättigungspunkt und Intensität.

Begriff	Bedeutung	Häufiger Fehler
Bogenhöhe	Krümmung des entnommenen konformen Prüfstreifens, gemessen mit dem geeigneten Almen-Messgerät	Einen Einzelwert als Prozessintensität bezeichnen
Sättigungskurve	Ausgewerteter Zusammenhang zwischen kontrollierter Beaufschlagung und Bogenhöhe für eine definierte Strahlkonfiguration	Höchsten Punkt auswählen oder eine waagerechte Kurve erwarten
Almen-Intensität	Bogenhöhe am bestimmten Sättigungspunkt mit Angabe des Prüfstreifentyps	Druck, Raddrehzahl oder eine Zahl ohne N, A oder C melden
Verifizierung	Nachweis, dass die freigegebene Konfiguration weiterhin die geforderte Intensität liefert	Die Entwicklungskurve als automatische Freigabe jedes späteren Auftrags behandeln

Tabelle 1. Bogenhöhe, Sättigung, Intensität und Verifizierung sind verwandt, aber nicht austauschbar.

Warum bilden Prüfstreifen, Halter und Messgerät ein Messsystem?

Prüfstreifentyp und -zustand, Haltergeometrie und Sauberkeit, Befestigung, Messgerätezustand und Nullstellung, Messausrichtung, Bedienung und Rückverfolgbarkeit können das Ergebnis beeinflussen. Ein Prüfstreifen darf nicht abgeflacht und wiederverwendet werden. Jeder Kurvenpunkt benötigt einen frischen konformen Prüfstreifen und einen nachvollziehbaren Beaufschlagungswert.

Wie wird die Intensitätsangabe gelesen?

Eine Angabe wie 0,012–0,016A enthält einen zulässigen Bogenhöhenbereich und den Kennbuchstaben des A-Prüfstreifens. Bei zollbasierter Schreibweise stehen die Zahlen für Zoll; metrische Dokumente müssen Millimeter ausdrücklich angeben. Maßgebend ist die Konvention der Zeichnung oder Spezifikation. Der Kennbuchstabe darf nicht entfallen, und der Zahlenwert ist weder Druck noch Eigenspannung.

Prüfstreifentyp	Relativer Einsatzbereich	Auswahlregel
N	Niedrigere Intensitätsbereiche	Nur gemäß maßgebender Anforderung und erwartetem Messbereich verwenden
A	Mittlere Intensitätsbereiche	Kennbuchstaben A mit Bogenhöhe oder Bereich angeben
C	Höhere Intensitätsbereiche	Nicht stillschweigend gegen einen anderen Typ austauschen oder intuitiv umrechnen

Tabelle 2. N-, A- und C-Prüfstreifen besitzen unterschiedliche relative Messbereiche und sind nicht frei austauschbar.

Wie bestimmt die Sättigungskurve die Intensität?

Eine Sättigungskurve stellt für eine unveränderte Strahlkonfiguration die Bogenhöhe in Abhängigkeit von der kontrollierten Beaufschlagung dar. Frühe Schritte erzeugen meist größere Zunahmen, spätere kleinere. Das maßgebende Auswerteverfahren bestimmt den Sättigungspunkt aus dem vollständigen Datensatz. Der Punkt ist nicht der höchste Messwert; ein bequemes Wertepaar ersetzt keine geforderte Kurve.

Verwendet das aufgerufene Verfahren das klassische 2T-Kriterium, darf eine Verdopplung der Beaufschlagung von T auf 2T die ausgewertete Bogenhöhe um höchstens 10 % erhöhen. Berechnung, Kurvenverfahren, Datenanforderungen und eine mögliche computergestützte Auswertung müssen der maßgebenden Revision folgen.

Abbildung 2. Mehrere kontrollierte Beaufschlagungen tragen die Sättigungskurve; ein Prüfstreifen liefert nur einen Bogenhöhenwert.

Wie unterscheiden sich Ermittlung und Verifizierung der Intensität?

Stufe	Kontrollierte Tätigkeit	Erforderliches Ergebnis
Anforderung festlegen	Bearbeitungszonen, Intensitätsbereich, Prüfstreifentyp, Strahlmittel und Dokumente bestätigen	Eindeutige technische Vorgabe
Konfiguration festlegen	Anlage, Strahlmittel, Halterpositionen, Vorrichtung und Zuführ- oder Bewegungsbedingungen fixieren	Rückverfolgbare Rüstkennung
Prüfstreifen beaufschlagen	Frische konforme Prüfstreifen mit geplanten steigenden Werten bearbeiten	Aufgezeichnete Beaufschlagung und Prüfstreifenkennung
Messen	Geeignetes Messgerät, Nullstellung, Ausrichtung und Messverfahren verwenden	Rückverfolgbare Bogenhöhendaten
Auswerten	Aufgerufenes Sättigungsverfahren oder freigegebene Software anwenden	Akzeptierte Kurve und Intensität mit Prüfstreifentyp
Freigeben und verifizieren	Fertigungsroute freigeben, gegen unautorisierte Änderung sperren und Positionen, Häufigkeit sowie Reaktionsregeln festlegen	Freigegebene Anweisung und Verifizierungsaufzeichnung

Tabelle 3. Die Entwicklung schafft die Grundlage; die Fertigungsverifizierung bestätigt die freigegebene Route nach dem festgelegten Kontrollplan.

Eine Verifizierung ist keine Erlaubnis, die Rezeptur so lange zu verändern, bis ein Prüfstreifen zufällig im Sollbereich liegt. Strahlmittel, Druck oder Raddrehzahl, Durchsatz, Düse oder Schleuderrad, Winkel, Abstand, Halterposition, Vorrichtung, Bewegung, Wartung und Messmittel können das Ergebnis beeinflussen. Der Änderungskontrollplan bestimmt, wann eine neue Kurve, Zuordnung, Verifizierung oder Qualifizierung erforderlich ist.

Abbildung 3. Die Entwicklung schafft die Intensitätsgrundlage, während die Fertigungsverifizierung die freigegebene Konfiguration an festgelegten Positionen und Intervallen prüft.

Welche Prozessgrößen beeinflussen die Almen-Intensität?

Strahlmittelart, Größe, Dichte, Härte, Form und Zustand des Betriebsgemischs.
Partikelgeschwindigkeit sowie Zahl und Verteilung der auftreffenden Partikel am Verifizierungsort.
Luftdruck, Düsenbauart, Schlauchverluste und Strahlmitteldurchsatz bei Druckluftanlagen.
Schleuderraddrehzahl, Zuführung und Verteilung bei Schleuderradanlagen.
Auftreffwinkel, Abstand, Vorrichtungsabschattung, Halterposition und Strahlzugang.
Prüfstreifen, Halter, Messgerät, Messmethode und Softwarebeherrschung.

Warum ist Intensität nicht mit Bedeckungsgrad, Eigenspannung oder Leistung gleichzusetzen?

Technische Frage	Nachweis	Nicht gleichzusetzen mit
Welche standardisierte Strahlwirkung liegt vor?	Almen-Intensität	Bedeckungsgrad oder Eigenspannung
Ist die geforderte Bauteilfläche vollständig gestrahlt?	Freigegebene Bewertung des Bedeckungsgrads	Almen-Intensität
Welcher Spannungszustand liegt im Bauteil vor?	Festgelegte Bauteilmessung, beispielsweise ein freigegebenes Beugungsverfahren	Bogenhöhe des Almen-Prüfstreifens
Wie verhält sich das Bauteil unter repräsentativer Belastung?	Freigegebener Ermüdungs-, Dauerhaltbarkeits-, Analyse- oder Betriebsnachweis	Konformes Intensitätsprotokoll allein
Welche Einstellungen reproduzieren die Route?	Beherrschte Strahlmittel-, Zuführ-, Vorrichtungs-, Bewegungs- und Überwachungsdaten	Intensitätswert ohne Konfigurationskennung

Tabelle 4. Prozessverifizierung, Oberflächenabnahme und Bauteilvalidierung benötigen getrennte Nachweise.

Ein konformes Intensitätsergebnis kann für eine kontrollierte Route erforderlich sein, stellt allein aber keine Leistungsgarantie dar. Zwei Prozesse können ähnliche Almen-Werte und dennoch unterschiedliche Bauteilergebnisse erzeugen, weil sich Strahlmittel, Winkel, Werkstoff, Härte, Geometrie, Bedeckungsgrad und Fertigungsfolge unterscheiden.

Was ist bei einem Ergebnis außerhalb des Sollbereichs zu tun?

Feststellung	Bedeutung	Kontrollierte Reaktion
Intensität unter Untergrenze	Die standardisierte Strahlwirkung erfüllt die freigegebene Anforderung nicht	Betroffenen Umfang sichern, Ursache untersuchen und freigegebenen Verifizierungs- und Abweichungsprozess anwenden
Intensität über Obergrenze	Höhere Beanspruchung ist nicht automatisch zulässig	Als nicht konform behandeln, sofern keine autorisierte technische Abweichungsentscheidung vorliegt
Kurve trägt kein Ergebnis	Ungeeigneter Bereich, Abstand, Streuung oder fehlende Prozessbeherrschung machen die Ableitung unzuverlässig	Studie mit ausreichendem kontrolliertem Datensatz wiederholen
Ergebnis driftet innerhalb des Bereichs	Eine Tendenz kann einer Grenzwertverletzung vorausgehen	Freigegebenen Trend- und Reaktionsplan anwenden
Konfiguration wurde geändert	Ursprüngliche Zuordnung oder Verifizierungsgrundlage kann die Fertigung nicht mehr abbilden	Bedarf an erneuter Verifizierung, Zuordnung oder Qualifizierung bewerten

Tabelle 5. Ein nicht gestütztes oder außerhalb des Sollbereichs liegendes Ergebnis erfordert eine dokumentierte technische Reaktion statt stillschweigender Wiederholungsprüfung.

Wie ist eine Intensitätsanforderung zu spezifizieren?

Anzugeben sind vollständige Unter- und Obergrenze, Prüfstreifentyp, Einheit oder Schreibkonvention, maßgebende Dokumente und Revisionen, Bearbeitungs- und Ausschlusszonen, Bedeckungsgrad, Strahlmittelbeschränkungen, gegebenenfalls Verifizierungspositionen und -häufigkeit, Qualifikationsumfang, Änderungskontrolle und Aufzeichnungen. Unvollständige Hinweise wie „auf 0,014 strahlen“ oder „Standardintensität verwenden“ sind zu vermeiden.

Häufig gestellte Fragen

Was misst die Almen-Intensität?

Sie beschreibt die standardisierte Reaktion eines Almen-Prüfstreifens auf eine definierte Strahlkonfiguration und ein festgelegtes Verfahren. Sie misst weder Eigenspannung, Bedeckungsgrad noch Ermüdungslebensdauer des Bauteils direkt.

Kann ein Prüfstreifen die Almen-Intensität bestimmen?

Nein. Ein Prüfstreifen liefert einen Bogenhöhenwert bei einer Beaufschlagung. Die Intensitätsbestimmung benötigt den Datensatz und die Sättigungsauswertung des maßgebenden Verfahrens.

Was bedeutet A in 0,014A?

A bezeichnet den verwendeten Almen-Prüfstreifentyp. Der Kennbuchstabe ist Bestandteil der Intensitätsangabe und darf weder entfallen noch frei gegen N oder C ausgetauscht werden.

Ist der Sättigungspunkt die höchste Bogenhöhe?

Nein. Sättigung ist der nach dem aufgerufenen Kurvenkriterium bestimmte Punkt. Sie ist nicht der höchste Messwert; die Kurve muss auch nicht waagerecht werden.

Was bedeutet das 2T-Kriterium?

Wenn das maßgebende Verfahren das klassische 2T-Kriterium verwendet, darf eine Verdopplung der Beaufschlagung von T auf 2T die ausgewertete Bogenhöhe um höchstens 10 % erhöhen. Die vollständige Auswertung folgt dem aufgerufenen Verfahren.

Belegt eine konforme Intensität den Bedeckungsgrad am Bauteil?

Nein. Die Intensität beschreibt die standardisierte Strahlwirkung. Der Bedeckungsgrad bewertet mit einer gesonderten freigegebenen Methode die vollständige Bearbeitung der geforderten Bauteilfläche.

Können zwei Routen dieselbe Intensität und unterschiedliche Bauteilergebnisse erzeugen?

Ja. Strahlmittel, Auftreffwinkel, Werkstoff, Härte, Geometrie, Bedeckungsgrad und Fertigungsfolge können sich trotz ähnlicher standardisierter Almen-Ergebnisse unterscheiden.

Was ist bei einem Ergebnis außerhalb des Bereichs zu tun?

Der freigegebene Reaktionsplan ist anzuwenden: Originalergebnis sichern, betroffenen Umfang eingrenzen, Mess- und Prozesskette untersuchen, Ursache beheben, geforderte Verifizierung wiederholen und Produktentscheidung einholen.

Die wichtigsten Punkte

Almen-Intensität ist die Bogenhöhe am Sättigungspunkt mit Angabe des Prüfstreifentyps.
Ein Prüfstreifenwert ist ein Datenpunkt und keine neu bestimmte Intensität.
Sättigung ist ein definiertes Kurvenergebnis und nicht das Kurvenmaximum.
N, A und C sind Bestandteile des Ergebnisses und nicht frei austauschbar.
Intensität, Bedeckungsgrad, Eigenspannung, Maschineneingaben und Ermüdungsleistung benötigen getrennte Nachweise.
Ergebnisse außerhalb des Bereichs erfordern Sicherung, Untersuchung, Korrektur, Verifizierung und autorisierte Entscheidung.