Zerstörungsfreie Gefügeprüfung mit magnetinduktiven ... ?· Permeabilität verschiedener Legierungen…

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  • 1

    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    Zerstörungsfreie Gefügeprüfung

    mit magnetinduktiven Verfahren

    zur

    100% Prüfung

    Arnold Horsch

    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    Inhalt • Warum zerstörungsfreie Prüfung

    • Stichprobe oder 100% Prüfung

    • Grundlagen der Wirbelstromprüfung

    • Was ist PMFP mit dem INSITE HT

    • Erweiterte Stichprobenprüfung

    • Diskussion

  • 2

    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    Warum

    zerstörungsfreie

    Prüfung?

    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    • Aussage über die Qualität

    • Sind alle Teile i.O.

    • Aussage über die Streuung

    der Fertigung

    10 mm

  • 3

    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    Stichprobe

    oder

    100%

    Prüfung

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    Begriffsbestimmung

    • SPC = Statistic Process Control

    • SPC = Statistische Prozess Kontrolle

    • SPC = Statistische Prozess Steuerung

    RICHTIG

    FALSCH

  • 4

    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    SPC Prüfung

    62 HRC

    58 HRC

    • SPC funktioniert ???

    • Leider nicht immer !!!

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    • SPC hat die Prozesse

    sicherer gemacht

    • SPC kann aber nicht gewährleisten,

    einzelne n.i.O. Teile zu finden, die als

    zufällige Ereignisse beim Härten zu

    erwarten sind.

  • 5

    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    Typische Wärmebehandlungsfehler

    Austenitisierungstemperatur Zu hoch 

    Zu niedrig 

    Austenitisierungszeit Zu kurz 

    Zu lang 

    Abschreckung Zu kurz 

    Zu lang 

    Dampfblasenbildung

    Anlasstemperatur Zu hoch 

    Zu niedrig 

    Anlasszeit Zu kurz 

    Zu lang 

    Falscher Werkstoff

    1

    2

    3

    5

    4

    6

    8

    9

    10

    11

    7

    12

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    Gefügeeinflüsse bei der Prüfung

    Beispiel 100 Cr 6

    Nadeliger Martensit Karbide

    weitgehend aufgelöst

    Restaustenitgehalt  25 –

    30%

    59 – 60 HRC

    Härtegefüge n.i.O.

    Karbide im angelassenen

    strukturlosen Martensit

    Restaustenitgehalt  15 %

     61 HRC Härtegefüge i.O.

    Randzone (Bild)

    Martensit mit Troostitflecken

    Oberflächenhärte  600 HV10

    Kern (ohne Abbildung)

    Karbide im angelassenen

    strukturlosen Martensit

    Restaustenitgehalt  15 %

     61 HRC Härtegefüge .i.O.

  • 6

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    Typische Werkstoffvermischungen

    Kleine Menge mit Spektrometer

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    Typische Werkstoffvermischungen

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    Grundlagen

    der

    Wirbelstromprüfung

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    Elektrischer Strom ist IMMER von einem

    magnetischen Feld begleitet

  • 8

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    Magnetische Wechselfelder induzieren

    in elektrischen Leitern Spannungen

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    Der magnetische Fluß hängt vom Strom (i) ab

    i

    f

  • 9

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    Die induzierte Spannung (u) hängt von der Kopplung ab

    u i

    u

    Sender

    Empfänger

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    Die Kopplung wird (durch den

    magnetischen Fluß

    im Prüfling) verbessert

    Prüfteil

    i

    u

    u

    Signalgewinnung

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    Magnetisierungskurve

    Magnetische Feldstärke [A/m]

    B

    H

    0

    0,5

    1

    1,5

    2

    2,5

    0 1000 2000 3000 4000

    Der magnetische Fluß

    hängt von der

    magnetischen Feldstärke ab

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    Jedes Gefüge,

    jede Legierung

    hat eine

    eigene

    MAGNETISIERUNGS-

    KURVE

  • 11

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    Die Beziehung zwischen

    Feldstärke (H) und

    Induktion (B)

    ist durch die

    PERMEABILITÄT(µ)

    gegeben

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    Permeabilität

  • 12

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    Permeabilität verschiedener Legierungen

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    10 100 1000 10000 100000

    C45

    St70-2100Cr6

    9S20

    C15

    Magnetische Feldstärke [A/m]

    µrel

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    Permeabilität

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    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    Typischer ‘begrenzter Blick’ einer einfrequenten Prüfung

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    10 100 1000 10000 100000

    µrel

    C45

    St70-2

    Kein Unterschied

    zwischen

    o.k. Material 100Cr6

    und dem

    unerwartetem C45

    i.O. Material

    100Cr6

    Magnetische Feldstärke [A/m]

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    Einfrequenz Technik

    f [kHz]

    50 Hz

    Amplitude

    0,01 0,1 1 10 100

    Amplitude

    t [s]

    Zeitachse

    0,1

  • 14

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    Typische eindimensionale Toleranzgrenzen

    eines einfrequenten Prüfgerätes

    i.O.n.i.O n.i.O

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    Typische zweidimensionale Toleranzgrenzen

    eines einfrequenten Prüfgerätes

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    Grundlagen der Wirbelstromprüfung

    - 29 -

    15.06.2008

    Präventive Mehr Frequenz Prüfung

    Warum ist sie soviel besser ?

    PMFP mit

    INSITE HT

    Wie funktioniert das ?

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    PRÄVENTIVE MEHR FREQUENZ PRÜFUNG

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    10 100 1000 10000 100000

    µrel

    C45

    St70-2

    100Cr6

    Erst die Breitbandprüfung mit

    PMFP zeigt all die Unterschiede der

    Permeabilitätskurven

    Magnetische Feldstärke [A/m]

  • 16

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    Keine Zeitbeschränkungen mehr

    bei der Mehrfrequenz Technik.

    Die Präventive Mehrfrequenz Prüfung

    ist die Lösung

    0,1

    t [s]

    Amplitude

    0,15

    f [kHz]

    0,01 0,1 1 10 100

    Amplitude

    20 Hz

    63 Hz

    200 Hz

    630 Hz

    2 kHz

    6,3 kHz

    20 kHz

    63 kHz

    7,5

    Mehrfrequenz Technik

    Arnold Horsch© Veröffentlichung auch auszugsweise nur mit Genehmigung

    PRÄVENTIVE MEHR FREQUENZ PRÜFUNG

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    10 100 1000 10000 100000

    µrel

    C45

    St70-2

    100Cr6

    Erst die Breitbandprüfung mit

    PMFP zeigt all die Unterschiede der

    Permeabilitätskurven

    Magnetische Feldstärke [A/m]

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    Jeder Werkstoffzustand und

    jedes Gefüge haben einen

    individuellen magnetischen

    Fingerabdruck

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    Fingerabdruck

    Master Vergleich

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    Fingerabdruck

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    Signalgewinnung

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    Zweidimensionale Impedanzebene

    und 8 Toleranzfelder erhöhen die Prüfsi