Mobiles Verfahren zur Oberflächenrissprüfung und Entmagnetisierung von ferromagnetischen Werkstoffen mit Hilfe von Gleichstromimpulsen (GIPT)

In der metallverarbeitenden Industrie werden sehr hohe Anforderungen an die Struktur der verwendeten Materialien gestellt. So müssen Werkstücke, z. B. im Turbinenbau, bei Druckbehältern und im Schiffsbau einer Oberflächenrissprüfung unterzogen werden, um ihre Qualität nachzuweisen.

Eine weit verbreitete Technik ist die Magnetpulverprüfung. Bei der MT-Prüfung (Magnetpulvertechnik) werden durch Kondensatorentladung sehr hohe Impulsströme für die Dauer von wenigen Millisekunden angewendet. Die Gleichstromimpulse haben eine sehr hohe Stromanstiegsgeschwindigkeit und erzeugen in den zu prüfenden Stahlbauteilen Magnetfeldimpulse. Diese treten im besonderen Maße an Oberflächenfehlern, wie z.B. Rissen, als Streufelder aus. Die bei der MT-Prüfung verwendeten Eisenoxydteilchen (in Prüfflüssigkeiten oder als Trockenpulver) werden von Streufeldimpulsen und ihrer stoßartige Anziehungskraft zur raschen Bewegung an den zu prüfenden Riss beeinflusst. Häufig genügen bereits wenige Impulse zur deutlichen Rissdarstellung.

Erstes Vorhabensziel war, ein mobiles und schnelles MT-Verfahren (Magnetpulververfahren) zu entwickeln, das selbst bei großen und komplizierten Bauteilen ein aussagekräftiges Fehlerbild erzeugt und gleichzeitig den Energieverbrauch deutlich senkt. Ein weiteres Einsatzfeld des neuen Verfahrens ist die Entmagnetisierung von ferromagnetischen Bauteilen. Diese werden im Fertigungsprozess, z. B. durch eine Oberflächenbearbeitung oder einem Stromdurchfluss, aufmagnetisiert und würden durch ihr remanentes Magnetfeld den weiteren Fertigungsprozess stören. Ein weiteres Ziel dieses Forschungsprojektes war es, mit Hilfe unseres neuartigen Verfahrens großflächige und komplexe Bauteile schnell und zuverlässig zu entmagnetisieren.

Im Zuge der Vorversuche wird die maximale Größe von Kondensatorbatterien bestimmt. Im Anschluss sind Versuche notwendig, um mehrere Kondensatorbatterien zur Erhöhung der Gesamtleistung parallel oder nacheinander zielgerecht zu zünden. Diese Versuche mündeten in das Steuerungskonzept und Realisierung der Steuerung durch geeignete Mikroprozessor- oder SPS-Steuerungen. Der entwickelte Prototyp wurde bei den assoziierten Anwendern (Gießereien und in der Offshore-Technik) erprobt. Die dabei gewonnen Erfahrungen fließen in die weitere Entwicklung ein.

Durch den mobilen Einsatz der entwickelten Technologie, können zukünftig in der Offshore-Industrie erstmals bis zu 85 % der Stahlguss- und Schmiedeteile geprüft und entmagnetisiert werden. Durch die Vorortprüfung und Entmagnetisierung können durch den Transport verursachte Fehler und Aufmagnetisierungen sicher erkannt und beseitigt werden. Damit erhöht sich die Lebensdauer der Bauteile deutlich.

• HPT Hirsch Prüftechnik GmbH
• SIP Elektroanlagen GmbH