Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) hat das Ziel Informationen über einen Werkstoff- oder Bauteilzustand zu erhalten. Fehlstellen in einem Werkstück sind meistens Lufteinschlüsse (z.B. Lunker, Poren, oder Risse) Diese Fehler und Schäden sollen erkannt und charakterisiert werden. 

Die ZfP beruht darauf, dass das zu untersuchende Bauteil in irgendeiner Weise angeregt und sein „Antwortverhalten“ zur Charakterisierung verwendet wird. Die Reflexion von Schallwellen ist ein Phänomen, welches an äußeren oder inneren Grenzflächen von Werkstoffen oder Prüfstücken auftritt. Die Charakterisierung kann durch Beaufschlagen des Bauteils mit unterschiedlichen Wellen (z.B. Ultraschallwellen) lokal oder an vielen Punkten rasterartig erfolgen, wobei die lokalen Messwerte als Bild dargestellt werden. Schall stellt sich als Druckwelle der verschiedensten Arten dar, die sich in elastischen Medien (Gas, Flüssigkeit und fester Körper) ausbreitet. Er entsteht infolge einer sich fortpflanzenden mechanischen Verformung des Übertragungsmediums; dessen Parameter und Zustandsgrößen durch eine physikalische Einwirkung (Schallquelle), häufig periodisch, aus dem Gleichgewicht gesteuert werden. Als Ultraschall werden Schallwellen mit Frequenzen oberhalb der Hörbarkeitsgrenze des Menschen bezeichnet. 

Bei der Ultraschallprüfung von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen (Composites, GFK, CFK) sind Ultraschallfrequenzen im Bereich von 0,4 bis 30 MHz von Interesse. Diese hochfrequenten mechanischen Schwingungen werden von piezoelektrischen Sensoren bei Anlegen einer Wechselspannung ausgesendet. Ultraschallverfahren beruhen auf der Analyse der Echolaufzeit, es wird also neben dem Sender auch ein Ultraschallempfänger benötigt. Die Elektronik wird so gesteuert, dass der Ultraschallsender sofort nach dem Absenden des Schallpulses als Empfänger betrieben wird. Somit nimmt derselbe Sensor das eintreffende Schallecho auf.

Die Durchführung von Ultraschallprüfungen an Luftfahrtkomponenten ist stark reglementiert und entsprechend der DIN EN ISO 4179 durchzuführen. Das Qualifikationsniveau der Ultraschallprüfer ist in drei Levels unterteilt.
• Ultraschallprüfung Stufe 1 (Level 1-Prüfer – UT1)
• Ultraschallprüfung Stufe 2 (Level 2-Prüfer – UT2)
• Ultraschallprüfung Stufe 3 (Level 3-Prüfer – UT3)

Ein UT1-Prüfer verfügt über Grundlagenkenntnisse in der Ultraschallprüfung und darf einfache Prüfaufgaben unter der Aufsicht eines UT2- oder UT3-Prüfers entsprechend einer Prüfanweisung durchführen und dabei Anzeigen erkennen und bewerten.

Ein UT2-Prüfer verfügt über weiterführende Kenntnisse in der Ultraschallprüfung und darf komplexe Prüfaufgaben unter der Aufsicht eines UT3-Prüfers entsprechend einer Prüfanweisung durchführen und dabei Anzeigen erkennen und bewerten.

Ein UT3-Prüfer darf eigenständig Ultraschallprüfungen durchführen und anleiten sowie die notwendigen Prüfanweisungen auf Basis von Normen, Regelwerken und Spezifikationen erstellen. Er hat die Kompetenz zur Bewertung und Interpretation von Anzeigen und Prüfergebnissen und somit zur Erstellung von Abnahmezeugnissen. Weiterhin besitzt ein UT3-Prüfer gute Kenntnisse über die zu prüfenden Materialien und die dem Prüfteil zugrundeliegenden Verarbeitungsverfahren.

Grundsätzlich arbeitet ein Prüfer der Stufe 3 die Prüfanweisungen im Zusammenspiel mit dem QS-Verantwortlichen aus. Er stellt sicher, dass die Prüfanweisungen bei der Ultraschallprüfung von den UT1- oder UT2-Prüfern befolgt wird, die von ihm angeleitet werden. Er achtet darauf, dass notwendige Vergleichskörper auch entsprechend seiner Vorgaben gefertigt und den UT1- oder UT2-Prüfern zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin ist wichtig, dass der Prüfer Stufe 3 sein sehr spezifisches Fachwissen nutzt, um Fehlstellen, dargestellt durch unzulässige, Anzeigen zu identifizieren. Gerade bei der Prüfung von Faserkunststoffverbunden (Composites) ist ein erfahrener UT3-Prüfer in der Lage, auf Grund einer unzulässigen Anzeige und des Herstellungsverfahrens die Art des Fehlers (Delaminationen, Risse, Einschlüsse, schlechte Imprägnierung, schlechte Konsolidierung, etc.) zu erkennen und der QS und/oder der Fertigungsleitung entsprechende Hinweise zu geben. Hierbei ist der Aufbau einer bauteilspezifischen Datenbank von Vorteil.

Neben der festen Anstellung eines UT3-Prüfers mit entsprechenden Kosten bietet sich immer die Möglichkeit, derartige Spezialisten gezielt für spezifische Prüfaufträge zu engagieren, da die Erstellung von Prüfvorschriften und Abnahmezeugnissen eine extensive Tätigkeit ist. Für die Prüfer aller Levels wird eine Zulassungsvorschrift (Written Practice) durch die vorgesetzte Stelle im Unternehmen erlassen, in der die notwendigen Level und Aufgaben festgelegt sind. Der UT3-Prüfer erstellt daraufhin eine Zulassung für jeden Prüfer, die wiederum von der vorgesetzten Stelle unterschrieben werden

Die UT-Prüfung findet oftmals in der Automobilindustrie, im Maschinenbau sowie der Luft- und Raumfahrt Verwendung. Um die Qualität von Schweißnähten, Schweißverbindungen, Gussteilen, Schmiedestücken und Rohren zu untersuchen, werden hochfrequente Schallwellen von einem Sender (Prüfkopf) in das Bauteil übertragen. Dadurch können Risse, Einschlüsse, Materialfehler, Fehler in Schweißnähten oder Bindefehler erkannt und behoben werden.

Um eine UT-Prüfung durchzuführen, muss der Werkstoff schallleitfähig sein. Da die meisten Werkststücke in der Industrie diese Eigenschaft besitzen, können nahezu alle Arten von Prüfstücken sicher auf innere Fehler geprüft werden. Auch die Messung von Schichtdicken oder Wandstärken ist für die meisten Metalle und Kunststoffe mit diesem Verfahren problemlos möglich.

Auch die Bestimmung der Wanddicke ist mit Hilfe der Ultraschallprüfng möglich. Wie der Name schon sagt wird bei der Wanddickenmessung die Dicke metallischer  Werkstoffe wie z.B Stahl oder nicht metallischer Werkstoffe mit Ultraschall ermittelt. Hierbei wird durch unmittelbaren Kontakt mit dem Werkstück durch Messung der Laufzeit von einem

Die wichtigsten in der der Ultraschallprüfung verwendeten Prüfkopfarten sind:

• Normal-Prüfköpfe (auch Delay-Line-Prüfköpfe)
• Winkel-Prüfköpfe
• Sende (S)-Empfänger (E)-Prüfköpfe
• Composite-Prüfköpfe
• Stoßwellen-Prüfköpfe 
• Phased-Array-Prüfköpfe (Gruppenstrahler-Prüfköpfe)

Wir von Aero UT bieten ein breites Sortiment an Ultraschallprüfköpfen für die verschiedenen Anwendungsbereiche der UT-Prüfung wie beispielsweise die Schweißnahtprüfung oder die Wanddickenmessung.

Koppelmittel sind bei der UT-Prüfung unabdingbar, damit die Übertragung des Schallimpuls zwischen Schallkopf und Prüfteil erleichtert wird. Koppelmittel sind zähflüssige Gels oder Pasten, deren Einsatz bei der zerstörungsfreien Prüfung notwendig sind, da die Ultraschallfrequenzen nicht effektiv durch die Luft übertragen werden können. 

Auch herkömmliche  Substanzen, wie Wasser, Motoröl oder gar Haargel, können als Koppelmittel bei vielen Anwendungen eingesetzt werden. Die besten Ergebnisse bei der Fehlerprüfung mit hohen Temperaturen können jedoch mit speziell formulierten Koppelmitteln erreicht werden.