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Lieferantenverzeichnis: Magnetpulverprüfung

 

Lexikon: Magnetpulverprüfung

Synonyme: Magnetpulver-Rissprüfung, Fluxen

Magnetpulverprüfung; Magnetpulver-Rissprüfung

Quelle: ITW Tiede Non-destructive-testing GmbH (oben), Pfinder KG (unten)

Definition

Die Magnetpulverprüfung, auch als Fluxen bezeichnet, ist ein zerstörungsfreies Verfahren zur Erkennung von oberflächenoffenen Rissen und oberflächennahen Fehlern an Werkstücken aus magnetisierbaren Stählen und Gusseisen. Nach dem Auftragen eines Magnetpulvers wird das Werkstück durch Anlegen einer Spannung oder das Einbringen in ein externes Magnetfeld magnetisiert. Aufgrund der geringeren magnetischen Leitfähigkeit von Luft gegenüber ferromagnetischen Werkstoffen treten die Feldlinien an Materialtrennungen verstärkt aus dem Werkstück aus. Das bewirkt die Bildung von Magnetpulverraupen an Rissen und Trennstellen, die visuell oder automatisiert durch ein Bildverarbeitungssystem erkannt werden können. Das Magnetpulver wird entweder nass mit Wasser oder Öl als Trägermedium oder trocken aufgetragen und lässt sich durch Fluoreszenz oder durch die Färbung bzw. den Farbkontrast erkennen.
Der Prüfablauf umfasst das Auftragen des Magnetpulvers, die Magnetisierung des Werkstücks, die visuelle oder automatische Rissbildauswertung sowie die anschließende Entmagnetisierung und Reinigung des Prüflings.

Funktionsprinzip

Vor dem Beginn der Magnetpulverprüfung kann zunächst eine Entmagnetisierung des Prüflings erforderlich sein. Anschließend wird das Werkstück mit feinstem Eisen- oder Eisenoxidpulver als Magnetpulver benetzt. Dessen Pulverkörner sind typischerweise mit einer fluoreszierenden Schicht umgeben und in Wasser oder Öl als Trägermedium gelöst.
Das Werkstück wird nun abhängig von der Geometrie über ein äußeres magnetisches Feld oder den direkten Stromdurchfluss magnetisiert. Dabei entsteht an den magnetisch schlecht leitenden Oberflächenrissen ein magnetischer Streufluss. Als Streufluss werden Feldlinien bezeichnet, die an Fehlstellen wie z. B. einem Riss quer zu den Feldlinien aus der Bauteiloberfläche heraustreten. Dieser magnetische Streufluss bewegt sich in Luft, also magnetisch nichtleitendem Material, und ist daher einem hohen magnetischen Widerstand ausgesetzt. Zur Verringerung des magnetischen Widerstandes zieht das Streufeld alle beweglichen Eisenteile zu einer magnetischen Brücke über der Fehlstelle heran, was die Bildung einer Pulverraupe bewirkt.
Die mit dem Magnetpulver benetzten und magnetisierten Bauteile werden zur Auswertung mit ultraviolettem Licht beleuchtet. Durch die fluoreszierende Schicht des Magnetpulvers können so die Pulverraupen lokalisiert und dadurch die Risse erkannt werden. Andere Verfahren basieren dagegen auf dem Farbkontrast, der im Auflicht erkennbar wird.
Die Auswertung des Rissbildes erfolgt entweder visuell durch den Werker oder mit einem automatisierten Bildverarbeitungssystem. Das Verfahren ermöglicht das Vorhandensein sowie die Lage, Länge und Orientierung von Rissen zu erkennen, jedoch nicht die Risstiefe.
Da sich nur Risse quer zu den Feldlinien deutlich erkennen lassen, wird das Bauteil üblicherweise in mindestens zwei Richtungen magnetisiert und geprüft, um Risse in verschiedenen Richtungen nachweisen zu können. Nach der Prüfung werden die Werkstücke entmagnetisiert, gegebenenfalls einer Endreinigung unterzogen oder direkt in den Fertigungsprozess weitergegeben.

Einsatzbereich

Die Magnetpulverprüfung ist ein Verfahren zur Erkennung von Oberflächenfehlern von magnetisierbaren funktions- und sicherheitskritischen Bauteilen aus Stahl oder Gusseisen. Es eignet sich besonders für Werkstücke mit komplexer und unregelmäßiger Geometrie. Bei unbearbeiteten Oberflächen sollte die Oberflächenrauigkeit einen Wert von 30 % der Risstiefe nicht übersteigen. Für die automatisierte Oberflächenkontrolle von Massenteilen mit einfacher Geometrie wie Bolzen, Stangen oder Rohre etc. werden in der Praxis oft Streufluss- oder Wirbelstromprüfverfahren bevorzugt.
Typische Prüflinge sind geschmiedete oder gegossene Werkstücke wie Fahrwerksteile, Kurbelwellen, Bremsscheiben, Federn und Zahnstangen. Anwenderbranchen sind unter anderem die Automobilzuliefer- und Automobilindustrie, die Luftfahrtindustrie oder Hersteller von Halbzeugen oder Komponenten für Schienenfahrzeuge.

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