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Magnetpulverprüfung (MT)

Wir übernehmen die Einzel- und Serienprüfung Ihrer Bauteile auf Oberflächenfehler und oberflächennahe Fehler mit der Magnetpulverprüfung

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umfassende Analyse

Wie leistungsfähig ist die Magnetpulverprüfung ?

Mit der Magnetpulverprüfung werden Fehler an der Oberfläche sowie oberflächennahe Fehlstellen im Material detektiert.

  • Risse
  • Schlackezeilen
  • Poren
  • Oberflächennahe Gaseinschlüsse

Ab 0,01 mm Rissbreite x 0,1 mm Risstiefe

Das zu prüfende Material muss magnetisierbar (ferromagnetisch sein)

umfassende Analyse

Zerstörungsfreie Prüfung mit der Magnet­pulverprüfung (MT)

Die Magnetpulverprüfung wird auch Magnetpulverrissprüfung, Fluxprüfung oder Fluxen genannt.
Sie dient der Erkennung von Fehlstellen in oder nahe der Oberfläche.

Was ist eine Magnetpulver­prüfung?

Dieses Verfahren dient der Erkennung von Oberflächen- und oberflächennahen Fehlern in ferromagnetischen Werkstoffen und wird hauptsächlich zur Risserkennung eingesetzt. Die Probe, das Werkstück oder Bauteil, wird entweder lokal oder insgesamt magnetisiert. Wenn das Material intakt ist, befindet sich der magnetische Fluss überwiegend im Inneren des Materials. Liegt jedoch ein Oberflächenfehler vor, wird das Magnetfeld verzerrt, was zu einem lokalen magnetischen Streufluss um den Fehler herumführt. Dieser Streufluss wird sichtbar gemacht, indem die Oberfläche mit sehr feinen Eisenpartikeln bedeckt wird. Diese werden entweder trocken oder in einer Flüssigkeit suspendiert aufgetragen. Die Partikel sammeln sich in den Bereichen des Streuflusses an und erzeugen eine Anhäufung, die selbst bei einer sehr schmalen Rissöffnung visuell erkennbar ist. So wird ein Riss als eine Linie von Eisenpulverpartikeln auf der Oberfläche angezeigt.

Die Methode ist auf allen Metallen anwendbar, die stark magnetisierbar sind – ferritische Stähle und Eisen, aber nicht generell austenitische Stähle.

WIR für SIE

VOGT Ultrasonics Ihr Dienstleister für Magnetpulverprüfungen

Magnetpulverprüfungen sind von uns sowohl vor Ort als auch im VOGT Prüfzentrum ausführbar. Die Magnetpulverprüfung kann insbesondere bei der Wartung von Bauteilen eingesetzt werden. Da sie relativ einfach durchgeführt werden kann und das zu prüfende Bauteil, falls es gut erreichbar ist, einer Anlage nicht entnommen werden muss, werden mit der Magnetpulverprüfung oft Bauteile geprüft, die stark beansprucht werden. Dies gilt z.B. für Baggerarme und Kranausleger oder auch Zahnräder und Zahnkränze.

Typische Einsatzgebiete der Magnetpulverprüfung

  • Kurbelwellen für Kraftfahrzeuge und schwere Industrieanwendungen
  • Pleuelstangen
  • Zylinderköpfe
  • Industrielle Eisenteile
  • Komponenten für Flugzeuge
  • Grundsätzlich wird die Magnetpulverprüfung oft zur Überprüfung von Schweißnähten genutzt oder um hochbelastete Bauteile auf Risse zu prüfen.
Pro & Contra

Die Vorteile und Nachteile der Magnetpulverprüfung

Die Magnetpulverprüfung ist schnell und relativ kostengünstig, hat aber auch einige Einschränkungen.

Vorteile

  • Sie ist mobil einsetzbar und schnell
  • Die Ergebnisse der Prüfung sind sofort auf der Oberfläche des Materials sichtbar
  • Es ist kein strenges Vorreinigungsregime erforderlich und auch die Nachreinigung erfordert kaum Aufwand
  • Sehr Empfindlich – es kann flache/ feine Risse in einer Oberfläche erkennen
  • Eine Magnetpulverprüfung kann auch auf sehr dünnen Farbschichten durchgeführt werden (Anhaltswert bis ca. 40µm Schichtdicke)
  • Kann sowohl oberflächliche als auch oberflächennahe Anzeichen erkennen
  • Flexibel – kann bei komplex geformten Objekten eingesetzt werden, sogar auf Oberflächen, auf denen sich andere Materialien befinden
  • Kann Teile mit unregelmäßigen Formen prüfen (Außenverzahnungen, Kurbelwellen, Pleuelstangen usw.)

Nachteile

  • Nur ferromagnetisches Material kann mit MPI geprüft werden
  • Es können nur Oberflächen- und oberflächennahe Fehler (Untergrundfehler) erkannt werden
  • Nach Abschluss der Prüfung muss das Material gegebenenfalls gezielt entmagnetisiert werden, was eine Herausforderung darstellen kann
  • Es können nur kleine Abschnitte einer Oberfläche auf einmal untersucht werden
  • Dickere Farbschichten müssen entfernt werden

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Fehleranfälligkeit und die Lösung

Risse parallel zum Magnetfeld

Aufgrund der Flussrichtung eines Magnetfeldes sind nur Risse erfassbar, die in einem größeren Winkel zu dem Magnetfeld verlaufen. Dies ist ein Grundsätzliches physikalisches Problem, welches bei einfachen Prüfungen nicht vermeidbar ist. Jedoch kann dies durch eine zweite Prüfung in einem anderen Winkel, meistens 90 Grad dazu stehend,korrigiert werden. Moderne Techniken, die bereits bei der Prüfung mit verschiedenen Magnetfeldausrichtungen arbeiten sind jedoch inzwischen in der Lage, diese Problematik zu umgehen. Allerdings ist nicht jedes Bauteil geeignet, um mit einem wechselnden Magnetfeld geprüft zu werden.

Sogenannte Magnetrissprüfbänke machen sich hier zu Nutze, dass das elektrische Feld zum Magnetischen Feld um 90 Grad versetzt ist. So kann man mit einer kombinierten elektrischen als auch magnetischen Durchflutung von Bauteilen gleichzeitig Risse in unterschiedlichen Lagen prüfen.

Trocken oder Nass

Trockene und nasse Magnetpartikel

Die bei der Magnetpulverprüfung verwendeten Partikel sind wichtig für die Anzeige von Fehlstellen im  Prüfteil. Die Eigenschaften der bei der Magnetpulverprüfung verwendeten Magnetpartikel müssen eine hohe magnetische Permeabilität (Magnetisierbarkeit) aufweisen, damit die Partikel von den magnetischen Streufeldern angezogen werden können. Auch müssen Sie ein geringes Rückhaltevermögen (Fähigkeit der Partikel, die Magnetisierung beizubehalten) haben, damit die Partikel nicht aneinander oder an der Oberfläche des Bauteils haften bleiben. Es werden zwei Arten von Magnetpartikeln verwendet:

Trockenmagnetische Partikel

Bei dieser Methode werden verschiedene Partikelgrößen verwendet, um unterschiedliche Größen von Streufeldstellen anzuzeigen. Kleinere Partikel reagieren empfindlicher auf Streuflussstellen/-felder und sind daher in der Lage, kleinere Defekte/ Fehler zu erkennen, während größere Partikel in der Lage sind, größere Streuflussstellen zu identifizieren.

Nassmagnetische Partikel

Bei dieser Technik werden die magnetischen Partikel in einer Substanz wie Wasser oder Öl suspendiert. Diese Methode ist empfindlicher für Streuflussstellen, die durch Defekte und Fehler verursacht werden, als trockene Magnetpartikel, da die Partikel im Schwebezustand beweglicher sind. Mit dieser Methode kann auch eine größere Oberfläche abgedeckt werden, so dass mehr Streuflussstellen angezeigt werden können.

Abb.: Magnetpulverprüfung mit fluoreszierendem Magnetpulver

Fehlererkennung

Welche Magnetisierungsgeräte gibt es?

Die folgenden Magnetisierungsgeräte sind für derartige Oberflächenrissprüfungen im Einsatz:

Magnetisierungsspulen

Meist tragbare metallische spulenartige Geräte in die das Bauteil eingetaucht oder durchgeführt sowie dabei gedreht wird. Es gibt geschlossen und aufklappbare Spulen.

Handmagnete

Elektromagnetische Jochmagnete mit 2, in Ausanahmefällen auch 4 Aufsatzmagentpunkte zwischen denen ein Magnetfeld aufgebaut wird.

Mobile Hochstromerzeuger

Diese Geräte werden in Kombination mit den oben erwähnten Spulen genutzt oder aber auch mit flexibel zum Bauteil formbaren Magnetisierungskabeln als auch mit Stromelektroden genutzt werden.  Mit Ihnen können sehr gut Anpassungen an komplizierte Bauteile erfolgen oder aber auch unterschiedliche Magnetisierungs- als auch Entmagnetisierungsarten genutzt werden.

Stationäre Rissprüfbänke

Diese stationären Geräte sind vielseitig einsetzbar, können aber auch auf das jeweilige spezielle Bauteil hin konstruiert werden. Sie sind mit Spulen oder auch Abschmelzelektroden und Magnetelektroden ausgerüstet, um die flexibel und gegebenenfalls in Kombination Oberflächenrissprüfungen effizient und schnell durchzuführen.

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nach der Prüfung

Wie wird das Bauteil entmagnetisiert?

Nachdem das Bauteil für die Prüfung magnetisiert worden ist, muss es gegebenenfalls entmagnetisiert werden. Dazu sind spezielle Geräte erforderlich, die in umgekehrter Weise zu den Magnetisierungsgeräten arbeiten. Die Magnetisierung erfolgt in der Regel mit einem Hochstromimpuls, der sehr schnell einen Spitzenstrom erreicht und sofort wieder abschaltet, so dass das Prüfteil magnetisiert bleibt. Um ein Teil zu entmagnetisieren, muss der Strom oder das Magnetfeld gleich oder größer sein als der Strom oder das Magnetfeld, mit dem das Teil magnetisiert wurde. Der Strom oder das Magnetfeld wird dann langsam auf Null reduziert, wodurch das Teil entmagnetisiert wird. Eine gängige Methode zur Erfassung des Restmagnetismus ist die Verwendung eines Gaußmeters.

Theoretisch könnte auch eine Entmagnetisierung durch Erhitzung genutzt werden. Dies wird jedoch aufgrund der Risiken, das Bauteil zu beschädigen, nicht angewendet.

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AC-Entmagnetisierung

AC-Durchzugs-Entmagnetisierungsspulen werden mit Wechselstrom betrieben. Sie erzeugen ein starkes Magnetfeld, durch welches das Bauteil langsam von Hand oder auf einem Förderband gezogen wird. Infolge der Bewegung des zu prüfenden Objektes durch die Spule und der anschließenden langsamen Entfernung vom Magnetfeld der Spule, sinkt das Magnetfeld im Bauteil ab. Viele AC-Entmagnetisierungsspulen sind so leistungsstark, dass Bauteile mehrere Meter von den Spulen entfernt sein müssen, bevor der Entmagnetisierungszyklus beendet ist, da das Teil sonst eine Restmagnetisierung aufweist.

Abklingende AC-Entmagnetisierung

Diese Methode ist weitverbreitet. Während des Prozesses wird das Teil mit einem im Vergleich zur Magnetisierung gleich hohen oder höheren Wechselstrom beaufschlagt. Danach wird der Strom nach und nach reduziert, bis der Strom Null erreicht. Da der Wechselstrom von einer positiven zu einer negativen Polarität wechselt, wird so die Magnetisierung des Bauteils deutlich reduziert.

Die Fähigkeit der AC-Entmagnetisierung, ein Teil zu entmagnetisieren, kann abhängig von der Geometrie und den verwendeten Legierungen erheblich eingeschränkt sein.

Umkehrende Vollwellen-Gleichstromentmagnetisierung

Die umkehrende Vollwellen-Gleichstromentmagnetisierung ähnelt der AC-Entmagnetisierung mit dem Unterschied, dass der Gleichstrom in einem gleichbleibenden Intervall umgepolt wird, wobei der Strom um einen bestimmten Betrag reduziert wird. Dann wird der Strom wieder durch das Teil geleitet. Durch das Anhalten, Reduzieren und Umkehren des Stroms werden die magnetischen Bereiche zufällig angeordnet. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis kein Strom mehr durch das Teil fließt. Der normale Zyklus bei modernen Geräten sollte 18 Sekunden oder länger betragen. Diese Entmagnetisierungsmethode wurde entwickelt, um die Einschränkungen der Wechselstrom-Entmagnetisierungsmethode zu überwinden, bei der die Teilegeometrie und bestimmte Legierungen das Funktionieren der Wechselstrom-Entmagnetisierungsmethode verhindern.

Gleichstrom-Entmagnetisierung

Dieses Verfahren ist identisch mit der Vollwellen-Gleichstrom-Entmagnetisierung, mit dem Unterschied, dass die Wellenform halbwellig ist. Diese Entmagnetisierungsmethode ist neu und nur wenig verbreitet, da ihr einziger Vorteil ist, dass keine leistungsstarke Gleichstromquelle erforderlich ist.

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falls noch Fragen offen sind

FAQ

Eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, die ermöglicht Oberflächenfehler und Fehlstellen direkt auf und unter der Oberfläche sichtbar zu machen. Es wird jedoch ein direkter Kontakt zur metallischen Oberfläche nötig.

Die Entmagnetisierung eines Bauteils ist der komplexeste Teil einer Magnetpulverprüfung, falls das Bauteil überhaupt entmagnetisiert werden muss. Hierfür gibt es verschiedene Verfahren, welche je nach Bauform ausgewählt werden müssen.

Die Methode ist auf alle Metalle anwendbar, die stark magnetisierbar sind – ferritische Stähle und Eisen, aber nicht generell austenitische Stähle.

Die Magnetpulverprüfung ist ein sehr kosteneffizientes Verfahren, da es schnell und oft ohne Ausbau eines Bauteils durchführbar ist..

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für die Ultraschallprüfung von Turbinenscheiben in unserem Prüfzentrum in Burgwedel (Hannover)

Wir sind ein akkreditiertes Prüflabor



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Wir können Ihnen im Rahmen einer Arbeitnehmer­über­lassung qualifiziertes Prüf­personal zur Verfügung stellen.

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