Magnetpulverprüfung
Die Magnetpulverprüfung (auch Magnetpulverrissprüfung, Fluxprüfung oder Fluxen genannt) ist ein Verfahren zum Nachweis von Rissen in oder nah der Oberfläche ferromagnetischer Werkstoffe.
Für die Prüfung muss das Werkstück magnetisiert werden. Bei großen Werkstücken, bei denen eine komplette Magnetisierung nicht möglich ist, wird nur der zu prüfende Teilbereich magnetisiert. Die durch die Magnetisierung entstehenden Feldlinien verlaufen parallel zur Oberfläche. Risse und oberflächennahe Fehlstellen, die quer zu den Feldlinien liegen, erzeugen ein magnetisches Streufeld. Das heißt, die Feldlinien treten auf der einen Seite der Fehlstelle aus dem ferromagnetischen Material aus und auf der anderen Seite wieder ein. Das hat die Entstehung von Magnetpolen zur Folge. Wird nun Eisenpulver über dieses Streufeld verteilt, sammelt es sich an der Fehlstelle an, weil es durch den magnetischen Effekt angezogen wird. Risse, die parallel zu den Feldlinien verlaufen, erzeugen kein Streufeld und können somit nicht nachgewiesen werden. Poren und Risse unterhalb der Oberfläche können nur bis zu einer gewissen Tiefe lokalisiert werden.
Es gibt unterschiedliche Verfahren zur Magnetisierung von Bauteilen.
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[Bearbeiten] Stromdurchflutung
Bei der Stromdurchflutung wird das zu prüfende Werkstück von einem Strom durchflossen. Dieser Strom erzeugt ein ringförmiges Magnetfeld. Risse in Längsrichtung auf dem Prüfkörper liegen somit senkrecht zu den Magnetfeldlinien und erzeugen das nötige Streufeld.
Anders ausgedrückt: Die Stromdurchflutung bringt "Längsrisse" zur Anzeige
[Bearbeiten] Felddurchflutung
Im Unterschied zur Stromdurchflutung entsteht bei der Felddurchflutung ein magnetischer Fluss im Prüfgegenstand ohne dass in ihm Strom fließt.
Mit Hilfe einer oder mehrerer stromdurchflossener Spulen wird in einem U-förmigen Eisenjoch ein Magnetfeld erzeugt. In diesem Eisenjoch wird das Werkstück eingespannt. Dadurch entsteht ein Magnetfeld in Längsrichtung zum Bauteil. Quer dazu liegende Risse, "Querrisse", bilden einen Streufluss und werden angezeigt.
[Bearbeiten] Kombiniertes Verfahren
Bei vielen Prüflingen lassen sich nicht nur Risse einer bestimmten Vorzugsrichtung erwarten. Dann sind entweder mehrere Prüfungen, das heißt auch mehrere Betrachtungen hintereinander oder kombinierte Rissprüfverfahren anzuwenden.
Die apparativ einfachste Kombination besteht aus einer Gleichstrom-Jochmagnetisierung und einer Wechselstromdurchflutung. Die Prüfgeräte sind so ausgeführt, dass über die Pole des magnetischen Joches gleichzeitig der Strom in das Werkstück eingeleitet wird. Dabei ist das magnetische Joch einmal elektrisch zu unterbrechen, um einen Nebenschluss zu verhindern.
[Bearbeiten] Optische Anzeige des Risses
Bei der Magnetpulver-Rissprüfung erfolgt das Aufbringen der Eisenteilchen während der Magnetisierung. Feine pulverförmige Teilchen, häufig ferromagnetische Eisenoxide, lassen auch feinste Haarrisse erkennen. Die Pulverteilchen werden in geeigneten Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Wasser, aufgeschwemmt und während der Magnetisierung über den Prüfgegenstand gegossen oder gesprüht.
Heutzutage wird die Magnetpulver-Rissprüfung mit fluoreszierenden Prüfmitteln durchgeführt. Dabei sind die anzeigenden magnetischen Pulverteilchen fest und dauerhaft mit Farbpigmenten verbunden, die bei Bestrahlung mit Licht in dem Wellenlängenbereich zwischen ca. 300 - 500 nm hell gelb, grün oder rot aufleuchten. Die dadurch entstehende Kontrastverbesserung ermöglicht eine deutlich besseres Erkennen des Risses.
[Bearbeiten] Beleuchtung
In der Industrie sind die Betrachtungsbedingungen von Prüfkörpern in einer Norm festgelegt (EN ISO 3059). Daraus geht hervor, das die Prüfung mit fluoreszierenden Prüfmitteln mit einer UV-A-Strahlung (315 nm bis 400 nm) unter Verwendung einer Quelle mit einer nominellen maximalen Intensität der Strahlung bei 365 nm durchgeführt werden muss. Heutzutage werden spezielle UV-LED Strahler eingesetzt, die diese Wellenlängen emittieren (Abweichungen +/- 1 %).
Neben der Fluoreszenzanregung mittels UV Licht kann auch hoch intensives Blaulicht (445 nm) verwendet werden. Allerdings nur mit Einschränkungen, da einige Prüfmittel vor allem im Bereich der Penetrier- und Eindringprüfung nicht oder nur kaum auf das emittierte Licht reagieren. Darüber hinaus muss man bei der Verwendung von Blaulicht auch auf dessen Gefahren hinweisen:
Mit zunehmender Eindringtiefe der Strahlung nimmt das Gefährdungspotential des menschlichen Auges zu. Da blaues Licht zum Lichtspektrum des sichtbaren Lichtes gehört, passiert es ungehindert unsere Augenlinse und trifft auf der Netzhaut auf. Hornhautverbrennungen und Photoretinitis sind die irreversiblen Folgen. Verglichen mit UV-Licht (normgerechte Intensitäten) ist das Gefährdungspotential 33 mal höher, d. h. Tagesexpositionen sind in weniger als 5 Minuten erreicht.
Die Magnetpulverprüfung gehört zu den zerstörungsfreien Prüfverfahren.
[Bearbeiten] Normen für die Magnetpulverprüfung
- DIN 25435-2, Wiederkehrende Prüfungen der Komponenten des Primärkreises von Leichtwasserreaktoren - Teil 2: Magnetpulver- und Eindringprüfung
- DIN EN 1330-7, Zerstörungsfreie Prüfung - Terminologie - Teil 7: Begriffe der Magnetpulverprüfung
- DIN EN 1369, Gießereiwesen - Magnetpulverprüfung
- DIN EN 10228-1, Zerstörungsfreie Prüfung von Schmiedestücken aus Stahl - Teil 1: Magnetpulverprüfung
- DIN EN 10246-12, Zerstörungsfreie Prüfung von Stahlrohren - Teil 12: Magnetpulverprüfung nahtloser und geschweißter ferromagnetischer Stahlrohre zum Nachweis von Oberflächenfehlern
- DIN EN 10246-18, Zerstörungsfreie Prüfung von Stahlrohren - Teil 18: Magnetpulverprüfung der Rohrenden nahtloser und geschweißter ferromagnetischer Stahlrohre zum Nachweis von Dopplungen
- DIN EN ISO 3059, Zerstörungsfreie Prüfung - Eindringprüfung und Magnetpulverprüfung - Betrachtungsbedingungen
- DIN EN ISO 9934-1, Zerstörungsfreie Prüfung - Magnetpulverprüfung - Teil 1: Allgemeine Grundlagen
- DIN EN ISO 9934-2, Zerstörungsfreie Prüfung - Magnetpulverprüfung - Teil 2: Prüfmittel
- DIN EN ISO 9934-3, Zerstörungsfreie Prüfung - Magnetpulverprüfung - Teil 3: Geräte
- DIN EN ISO 17638, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen - Magnetpulverprüfung
- DIN EN ISO 23278, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen - Magnetpulverprüfung von Schweißverbindungen - Zulässigkeitsgrenzen
