Magnetpulverprüfung

Prinzip der Magnetpulverprüfung

In ein ferromagnetisches Werkstück wird ein Magnetfeld eingebracht. Befindet sich in der Werkstückoberfläche eine Trennung, treten Feldlinien aus der Oberfläche aus (magnetischer Streufluss). Der Streufluss wird durch Magnetpulveransammlungen an der Werkstückoberfläche sichtbar gemacht. Bei der Magnetpulverprüfung können feinste Risse nachgewiesen werden.

Prüfbare Werkstoffe

Prüfbar (magnetisierbar) sind alle ferromagnetischen Werkstoffe mit einer magnetischen Leitfähigkeit (Permeabilität) µr > 100.

Was ist Permeabilität?

In isotropen, magnetischen Materialien ist die magnetische Flussdichte proportional der magnetischen Feldstärke . Der Proportionalitätsfaktor heißt Permeabilität. µ ist das Produkt aus der magnetischen Feldkonstante µ0 und der vom jeweiligen Material abhängigen Permeabilitätszahl µr.

Man schreibt:
µ = µ0 * µr

und

Die relative Permeabilität ist ein Zahlenwert der angibt, wie viele Feldlinien der Werkstoff gegenüber Luft aufnehmen kann.

Ferromagnetische Werkstoffe sind:

  • Eisen
    • Unlegierte und niederlegierte Stähle
    • Stahlguss
    • Gußeisen
  • Kobalt
  • Nickel

Nichtferromagnetische Werkstoffe sind nicht prüfbar (µr < 100):

  • Hochlegierte Stähle (austenitisches Gefüge)
    sowie Aluminium, Kupfer, Kunststoffe u.v.a.

In der Praxis kann durch Anhalten eines Dauermagneten festgestellt werden, ob der Werkstoff ferromagnetisch, d.h. mittels Magnetpulver- prüfung prüfbar ist.

Nachweisbare Fehler

Fehlergröße/-lage

Ein Riss, also eine längliche, spaltartige zur Oberfläche hin geöffnete Inhomogenität im Sinne der Magnetstreuflussprüfung, definiert sich über einem Fehlergrößenverhältnis von etwa 1 : 10 : 50 (Breite :Tiefe :Länge) um einen magnetischen Streufluss zu erzeugen.

Unter optimalen Bedingungen (geschliffene Oberfläche) wird die Nachweisgrenze bei der zu detektierenden Fehlerbreite mit ungefähr 1µm angegeben. Ein sicherer Nachweis ist möglich wenn die Fehlertiefe viel größer ist als die Rautiefe. (Fehler >> Ra)

Bei der Magnetpulverprüfung sind Oberflächenfehler und z. T. dicht unter der Oberfläche liegende Fehler nachweisbar. Die Nachweisempfindlichkeit nimmt mit zunehmender Tiefenlage stark ab. Bei nicht magnetisierbaren Überzügen, wie Lacke oder nach galvanischer Behandlung ist eine Prüfung bis ungefähr 50 µm Schichtdicke durchführbar.

  • geringste Breite ~ 0,1 µm *
  • geringste Tiefe ~ 2,0 µm *
* theoretische Werte

Nicht nachweisbare Fehler

In manchen Fällen ist es trotz optimaler Magnetisierung nicht möglich, eine Anzeigenbildung zu erzeugen. Dies kann Beispielweise begünstigt durch folgende Gegebenheiten geschehen:

  • relativ breite Materialtrennungen
  • Materialtrennungen mit stark verrundete Kanten
  • Flach in das Werkstück einlaufende Materialtrennungen (Schalung)
  • Mit ferromagnetischen Oxiden gefüllte Materialtrennungen
  • Prüflinge mit nichtmagnetisierbaren Oberflächenüberzügen > 50 µm
  • Innen liegende Fehler
  • Poren