Q NET Engineering GmbH
Magnetische Streuflussprüfung
Situation
Steigende Qualitätsansprüche in der Fertigung können oft nur durch den Einsatz zerstörungsfreier Prüfverfahren abgesichert werden. Hierbei spielt die Rissprüfung eine wesentliche Rolle. Das am häufigsten verwendete Verfahren ist die manuelle oder (halb-) automatisierte Streuflussprüfung mit Magnetpulver und optischer Auswertung.
Bei den optischen Verfahren sind subjektive Einflüsse nicht auszuschließen und ein hoher Personalaufwand notwendig. Eine vollständige Automatisierung war nicht in allen Fällen möglich.
Praxis
Im magnetisierten Werkstoff werden die Magnetfeldlinien an eventuell vorhandenen Materialtrennungen wie z.B. Rissen abgelenkt, wobei senkrecht zur Magnetfeldrichtung stehende Trennflächen den größten Einfluss besitzen. Im Falle oberflächennaher Fehler bewirkt dies eine lokale Zunahme der tangentialen Magnetfeldstärke an der Oberfläche des zu prüfenden Bauteils (siehe Abblidung 1).
- Abbildung 1: Verlauf des Magnetfeldes an einem Riss in einem magnetisierten Bauteil
GMR-Sensoren
Mit Hilfe von Giant-Magneto-Resistance (GMR)-Sensoren werden die tangentialen Magnetfeldanteile erfasst. Der Giant-Magneto-Resistance-Effekt basiert auf der drastischen Abnahme des elektrischen Widerstandes der aus der Sonde bestehenden Werkstoffe, wenn die Sonde sich in einem äußeren Magnetfeld befindet.
- Abbildung 2: GMR-Sensorarray
Automatisierte Streuflussprüfung mit GMR Sensoren
Mittels neuartiger hochempfindlicher Magnetfeldsensoren ist es heute möglich, die magnetischen Streufelder unmittelbar messtechnisch zu erfassen. Einzelne Sensorelemente oder Sensorgruppen (siehe Abblidung 2) werden hierzu von einem Manipulatorsystem über die Oberfläche des magnetisierten Bauteils geführt. Hierdurch können die oben beschriebenen physikalischen Effekte auch ohne Magnetpulver-Prüfmittel zum Rissnachweis ausgenutzt werden. Folgende Abbildung zeigt ein Beispiel:
- Abbildung 3: Ergebnis der Streuflussprüfung an einem induktiv gehärteten Bauteil („C-Bild“)
Vorteile der sensorgestützen Streuflussprüfung
- Verfahren basiert auf den gleichen physikalischen Effekten wie die Magnetpulverprüfung
- kein Prüfmittel erforderlich
- Verschmutzungen und Geometrie besitzen wenig Einfluss auf das Ergebnis
- weitgehend unabhängig von Inhomogenitäten des Werkstoffs
- vollautomatischer Prüfablauf
- umfangreiche, automatische Dokumentation des Prüfergebnisses
Anwendungen
- Automatisierte Oberflächenfehlerprüfung an Stabstählen
- Automatisierte Oberflächenfehlerprüfung an Zahnstangen
- Automatisierte Oberflächenfehlerprüfung an Großwälzlagerringen
Ansprechpartner
Paul KröningPhone: +49 (0) 6 81/9 76 71 53
Fax: +49 (0) 6 81/9 76 71 58