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24.04.2015

Entmagnetisieren als Prozessvorbereitung vor Wirbelstrom-Prüfverfahren

Den magnetischen Spot erkennen

Bauteile vor dem Wirbelstrom-Prüfverfahren entmagnetisiern (Foto: Maurer)

Restmagnetismus von ferromagnetischen Bauteilen induziert Störspannungen in Wirbelstrom-Prüfsystemen und beeinflusst dadurch die Prüfqualität negativ. Die Lösung des Problems ist eine verfahrensgerechte Entmagnetisierung der Bauteile vor dem Prüfprozess. Der Nutzen liegt neben der Eliminierung von durch Restmagnetismus verursachten Störspannungen auch in einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis der Wirbelstromprüfung.

Bisher keine ausreichende Entmagnetisierung

Wirbelstromverfahren funktionieren durch im Material erzeugte Wirbelströme, deren Sekundärfelder in Sensorspulen eine überlagerte Spannung induzieren. Die Wirbelströme werden vom Prüfgerät durch primäre Wechselfelder relativ geringer Feldstärke erzeugt. Diese Feldstärken sind zu niedrig, um das zu prüfende Material ausreichend zu entmagnetisieren.

Die Folge ist, dass magnetisierte Bereiche des Materials die Wechselfelder der Wirbelstromprüfung im zu prüfenden Material verzerren. Im Weiteren werden durch die Relativbewegung zwischen Sonde/Spule und Prüffläche Störspannungen in das Messsignal induziert.

Restmagnetismus wird nicht entdeckt

In industrieller Fertigung werden ferromagnetische Bauteile durch viele verschiedene Prozesse magnetisiert. Dazu zählen unter anderem das Handling oder das Spannen mit Magnetgreifern beziehungsweise magnetischen Spannplatten, die elektrochemische Bearbeitung von Bauteilen oder die Bearbeitung mit Werkzeugen beziehungsweise Spannzangen mit erhöhtem Restmagnetismus. Auf der Oberfläche der Bauteile entstehen durch oben genannte Prozesse Stellen mit meist chaotischem Restmagnetismus, oft auch "magnetische Spots" genannt.

Die Reichweite der magnetischen Streufelder ist bei kleinen Spots sehr gering. Magnetfeld-Messgeräte mit zu hohem Messabstand (> 0,5 mm) zur Oberfläche sind nicht in der Lage, solche Spots zu entdecken. Zudem verhindert eine oft träge Abtastrate die Anzeige von Spots beim Messvorgang. Dies sind wesentliche Gründe dafür, dass viele Anwender von Wirbelstrom-Prüfgeräten das Problemfeld der magnetischen Spots noch nicht erkannt haben.

Einige Verfahren besonders betroffen

Eine Lösung für diese Anforderung ist das von Maurer Magnetic, Grüningen/Schweiz, entwickelte Messgerät M-Test LL. Dieses zeichnet sich laut Hersteller durch einen geringen Sondenabstand von 0,5 mm und eine sehr schnell ansprechende LED zur Anzeige von kleinsten magnetischen Spots aus.

Betroffen von der Problematik der magnetischen Spots sind insbesondere hochsensible Wirbelstrom-Verfahren wie zum Beispiel Schleifbrand-/Rissprüfung oder die Zustandsüberwachung von Rotationsmaschinen mit Bently-Nevada-Tests. Insbesondere kleine Spots sind heikel, weil sie aufgrund hoher Feldgradienten hohe Störspannungen induzieren. In etwas geringerem Maße betroffen sind Verfahren mit Durchlaufspulen, wie beispielsweise die Gefügeprüfung.

Verfahren für Entmagnetisierung entwickelt

Sensible Wirbelstrom-Prüfverfahren erfordern eine optimale Entmagnetisierung der Prüfflächen. In einer von Maurer Magnetic und IBG-Prüfcomputer, Ebermannstadt, durchgeführten Versuchsreihe wurden für die häufigsten Bauteil-Geometrien geeignete Entmagnetisierverfahren entwickelt.

Verfahrenstechnisch werden durch die Entmagnetisierung der Prüfflächen die magnetischen Domänen des Materials verwirbelt und verkleinert, was eine magnetisch "neutrale" Materialstruktur zur Folge hat. In Abhängigkeit von Bauform- und Baugröße des Prüflings wird das optimale Entmagnetisierverfahren bestimmt Dieses ist ebenso von der Automation und dem Durchsatz abhänig. Die Qualität des Entmagnetisierungsprozesses hat direkten Einfluss auf induzierte Störspannungen und auf das Signal-Rausch-Verhältnis der Wirbelstromprüfung.

Durch die verfahrensgerechte Entmagnetisierung von ferromagnetischen Prüflingen wird die Trennschärfe von Gut-/ Schlechtteilen insbesondere bei hochsensiblen Verfahren deutlich verbessert. Ein zweiter Vorteil ist die deutliche Verringerung des Pseudoausschusses der Prüfstationen. Diese Verringerung bringt eine verbesserte Produktivität der Fertigung mit sich.

Maurer Magnetic AG
www.maurermagnetic.ch
Control, Halle 7, Stand 7300

Unternehmensinformation

Maurer Magnetic AG

Industriestr. 8
CH 8627 GRÜNINGEN
Tel.: +41 44 936-6040
Fax: +41 44 936-6048

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