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Technologien -- Zerstörungsfreie Überprüfungen

Eine Art der zerstörungsfreien Techniken (NDT, Non Destructive Testing, auf Deutsch zerstörungsfreie Prüfung, ZfP), die verwendet wird, um die Qualität der Oberflächen und die Materialeigenschaften von Komponenten zu überprüfen, erfolgt mit Wirbelstrom (EC, von Eddy Current) . Diese Prüfung erfolgt ohne Berührung zwischen den Sensoren und den Prüfteilen. Außerdem müssen die Werkstück für diese Prüfungen nicht vorbereitet werden (durch Tiefenreinigung, Entfetten o. Ä.).

Technologien -- Zerstörungsfreie Überprüfungen
NUTZEN

Wenn man Wirbelstromprüfungen mit anderen zerstörungsfreien Prüfungen vergleicht, sind einige der wichtigsten Vorteile folgende:

  • Es ist keine Überprüfung durch einen Bediener nötig, um festzustellen, ob ein Werkstück gut oder schlecht ist. Dadurch werden menschliche Fehler vermieden.

  • Es ist keine Vorbereitung der Oberfläche nötig (die Werkstücke müssen nicht gereinigt und getrocknet werden), dadurch kann die Wirbelstromprüfung komplett in die Fertigungslinie des Kunden integriert werden.

  • Keine Schäden an der Oberfläche, keine Kontamination, da die Wirbelstromprüfung berührungslos erfolgt.

  • Da die Prüfung so schnell ist, kann sie sich an die typische Taktzeit von Fertigungslinien anpassen.

BESCHREIBUNG

Heutzutage wird die Qualität der hergestellten Werkstücke nicht nur daran gemessen, ob sie maßgerecht sind, sondern auch an ihrer Sicherheit. Die Zuverlässigkeit mechanischer Komponenten, die für die Sicherheit der Anwender wichtig ist, ist unverzichtbar, um die Qualität der Produktion zu gewährleisten. Zerstörungsfreie Kontrollen mit Wirbelstrom beeinträchtigen die Nützlichkeit der getesteten Teile nicht und sind eine zuverlässige, kostengünstige Möglichkeit, um Folgendes sicherzustellen:

  • Die hergestellten Werkstücke sind nicht durch Oberflächendefekte wie Risse, Poren, Lufteinschlüsse u. Ä. beeinträchtigt.

  • Die produzierten Werkstücke sind aus dem richtigen Werkstoff hergestellt.

  • Die Oberflächenhärte und die richtige Einsatzhärtungstiefe wurden durch die Wärmebehandlung erreicht.

  • Das Gewinde ist in Gewindebohrungen und -löchern vorhanden.

Diese zerstörungsfreien Prüfungen beruhen auf Wirbelströmen, wobei es sich um kleine Stromschleifen handelt, die durch ein zeitvariables magnetisches Feld in leitenden Materialien induziert werden.

Dieses magnetische Feld wird durch Wechselstrom erzeugt, der aus einer kleinen Spule fließt, die in der Wirbelstromsonde eingebettet ist.

Dieses primäre magnetische Feld erzeugt Wirbelstrom im leitenden Material, das geprüft wird, und der Wirbelstrom erzeugt ein sekundäres, zeitvariables magnetisches Feld, wobei die beiden miteinander interagieren.

Die gegenseitige Interaktion zwischen dem primären und dem sekundären Magnetfeld wird daraufhin verwendet, um zu analysieren, ob Oberflächendefekte vorliegen und welche Eigenschaften das Material hat. Außerdem können vorhandene Oberflächendefekte den Verlauf des Wirbelstroms verändern. Dadurch können verschiedene metallurgische Merkmale (z.B. Oberflächenhärte oder Einsatzhärtungstiefe) ermittelt werden. Sie verändern die elektrische Leitfähigkeit und die magnetische Durchlässigkeit des Prüflings. Diese Variationen werden erfasst und analysiert, um Abweichungen gegenüber den korrekten Merkmalen des geprüften Teils zu bewerten.

Die gegenseitige Interaktion zwischen dem primären und dem sekundären Magnetfeld wird daraufhin verwendet, um zu analysieren, ob Oberflächendefekte vorliegen und welche Eigenschaften das Material hat. Außerdem können vorhandene Oberflächendefekte den Verlauf des Wirbelstroms verändern. Dadurch können verschiedene metallurgische Merkmale (z.B. Oberflächenhärte oder Einsatzhärtungstiefe) ermittelt werden. Sie verändern die elektrische Leitfähigkeit und die magnetische Durchlässigkeit des Prüflings. Diese Variationen werden erfasst und analysiert, um Abweichungen gegenüber den korrekten Merkmalen des geprüften Teils zu bewerten.

Bei Wirbelstromprüfungen sind wechselseitige Bewegungen des geprüften Werkstücks und der Wirbelstromsonde notwendig. Da Wirbelstromprüfungen so einfach anzuwenden und berührungslos sind, ermöglichen sie, automatische Anwendungen zu schaffen, mit denen die Produktion zu 100 % überprüft werden kann. Zusätzlich dazu hat diese Methode eine höhere Prüfgeschwindigkeit als jede andere zerstörungsfreie Technologie und ermöglicht dadurch eine kurze Zykluszeit.

A114-01

ANWENDUNGEN

Die meisten mechanischen Komponenten, von der einfachsten Schraube bis hin zum komplexesten mechanischen Werkstück, können mit Wirbelstrom auf oberflächliche Mängel überprüft werden. Das erfolgt mithilfe automatischer oder halbautomatischer Anwendungen, um zum Beispiel Folgendes zu überwachen:

  • Risse an Kurbelwellen und Nockenwellen (durch Schleif- oder Erhitzungsvorgänge erzeugt).

  • Lutfeinschlüsse und Poren an Motorblöcken (durch Probleme beim Gießen verursacht).

  • Risse an Schrauben, die durch Wärme-/Kälteumformungsprozesse verursacht werden.

  • Risse, die von der Bearbeitung, und Poren, die durch Probleme beim Gießen verursacht wurden, an Bremsscheiben oder -trommeln.

  • Risse an Kugelbolzen, Käfigen von Gleichlaufgelenken, CVT-Wellen und Riemenscheiben (durch den Erhitzungs- und Bearbeitungsprozess erzeugt).

  • Lufteinschlüsse und Poren in Leichtmetallfelgen.

     

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