Variablen, die das Wirbelstrom-Prüfverfahren beeinflussen

Was ECT finden kann und was nicht

In einem ähnlichen Artikel haben wir einige interessante Fakten über das Wirbelstrom-Prüfverfahren angesprochen. Dieses Mal werden wir uns einige der Variablen genauer ansehen, die sich auf auswirken Wirbelstromprüfung (ECT), was sie finden kann und was sie nicht finden kann.

Nicht alle Fehler werden gleichermaßen erkannt

Die Art der Materialfehler entscheidet über die Wirksamkeit des Wirbelstromprüfverfahrens, beispielsweise Ungänzen und parallel zum Wirbelstromverlauf verlaufende Fehler wie Radial- oder Punktrisse von den meisten Wirbelstromprüfgeräten nicht erkannt werden, was am besten für Defekte funktioniert, die entlang der Länge eines Teils auftreten. Um einen Einzelpunktriss mit einer radialen Spule zu finden, ist eine spezielle Einrichtung mit mehreren Sonden erforderlich, die sich um den Umfang des Teils drehen.Darüber hinaus ist die Morphologie eines Risses sowohl ein Oberflächendefekt als auch ein interner Defekt; Das bedeutet, dass das Wirbelstrom-Prüfverfahren mehrere Messwerte filtern muss.

Interne Defekte, die ausschließlich im Inneren von Metallteilen vorhanden sind, sind aufgrund des Skin-Effekts – der Tendenz von internen Defekten, ein exponentiell schwächeres Wirbelstromsignal zu erzeugen – schwieriger oder sogar unmöglich zu erkennen, insbesondere bei dickeren Materialien als äußere Defekte Der Fachausdruck für die Intensität des Signals in der Tiefe eines dickeren Teils ist Eindringtiefe . Bei der Metal Cutting Corporation hat unser ECT-System eine Eindringtiefe von etwa 0,050 Zoll (1,27 mm) für Molybdän und Wolfram.

Wirbelstromprüfverfahren für nichtradiale Defekte

Bei Metal Cutting liegt unser Fokus auf Ziehlinien und länglichen Kornstrukturen Ziehlinien sind häufiger und können in vielen verschiedenen Arten von Metallmaterialien auftreten. Ziehlinien können entweder Einschlüsse im Metall sein, das durch die Matrize gezogen wurde, oder Defekte der Matrize, die das Metall beim Ziehen beschädigen und beschädigen.In unserer Welt der hochschmelzenden Metalle, wie z Molybdän und Wolfram, die Materialien werden durch Pulvermetallurgie geformt und gesintert und dann gestaucht und gezogen; Daher befinden sich diese Metalle niemals in einem geschmolzenen Zustand und ihre länglichen Kornstrukturen sind verschlungen. An den Korngrenzen besteht jedoch die Möglichkeit von Lücken in Längsrichtung.

Praktischerweise ist das Wirbelstromprüfverfahren, bei dem ein langes Teil durch eine runde, hohle Spule geführt wird, ideal, um diese Art von Fehlern zu erkennen.Womit ECT zu kämpfen hat, ist radial Risse, die sehr vorübergehend sind – sie erscheinen und verschwinden schnell. Der Querschnitt, an dem sich der Riss befindet, kann so klein sein, dass der Wirbelstrom ihn nicht erkennen kann. Zum Beispiel, selbst wenn Sie einen Draht haben Bei einem radialen Riss von bis zu 90 % wäre es schwierig, den Riss zu erkennen, es sei denn, Sie verfügen über Wirbelstromprüfgeräte mit spezialisierten rotierenden Multispulen.

Tiefenwahrnehmung, aber keine Tiefenmessung

Selbst wenn ein interner Riss erkannt werden kann, kann die tatsächliche Risstiefe mit dem Wirbelstromprüfverfahren nicht genau gemessen werden.Das Oszilloskop des Wirbelstromprüfgeräts zeigt eine grafische Darstellung von a Rissmerkmal, analog zu einem Polardiagramm; Wie bei einem Polardiagramm können Sie die grafische Darstellung vergrößern oder verkleinern, die grafische oder numerische Darstellung entspricht jedoch nicht den Abmessungen des Risses.

Obwohl die Tiefe eines inneren Risses nicht mit dem Wirbelstromprüfverfahren gemessen werden kann, erhalten wir bei Metal Cutting oft Zeichnungen, die beispielsweise spezifizieren, dass ein Riss nicht größer als 10 % der sein darf Durchmesser oder dass der Kunde einen Fehler größer als 0,001" (0,0254 mm) nicht akzeptiert. Die Herausforderung besteht darin, wie Sie diese Anforderungen operationalisieren? Beides ist schwierig, ohne dass Parameter beschrieben werden.Der Prozentsatz des Durchmessers bezieht sich im Allgemeinen auf die Tiefe, aber „ein Fehler, der nicht größer ist als“ wird oft nicht als Tiefe, Breite oder sogar definiert Während wir nach weiteren Nachfragen fast immer feststellen, dass es sich nicht auf Länge bezieht, sind Breite und Tiefe sehr wichtige Variablen im Wirbelstrom-Prüfverfahren und finden Fehler von nur 0,001″ in jeder Dimension ist sehr herausfordernd.

Die gute Nachricht ist, dass die Tiefe eines internen Risses anhand der Phase des ECT-Signals und anderer kleiner Tricks, die wir bei Metal Cutting im Laufe der Jahre gelernt haben, geschätzt werden kann Erfahrung in der Arbeit mit dem Wirbelstrom-Prüfverfahren Unser System verwendet stationäre Sonden – was wir bei der Verwendung von Referenzproben berücksichtigen, um die optimalen Einstellungen für Frequenz, Amplitude, Phase, Empfindlichkeit, Filterung und andere Variablen, die Teil des Rezepts für das Wirbelstrom-Prüfverfahren sind – und wir haben auch einen Zwei-Spulen-Aufbau, so dass wir absolute und differenzielle Sonden gleichzeitig verwenden können Zeit.

Andere Faktoren, die das Wirbelstrom-Prüfverfahren beeinflussen

Es gibt eine Reihe weiterer Variablen, die sich auf das Wirbelstrom-Prüfverfahren und die daraus resultierenden Ergebnisse auswirken.

Eigenschaften des Testmaterials

Die Eigenschaften des zu prüfenden Materials können den Fluss von Wirbelströmen beeinflussen.Beispielsweise kann das Wirbelstrom-Prüfverfahren mit nicht reinen Materialien kämpfen, die Kombinationen von Metallen mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften sind. Die Metalle in einer Legierung sind im Allgemeinen nicht vollkommen homogen über die gesamte Länge des Materials verteilt, sodass es schwierig sein kann, eine Basislinie für Wirbelströme festzulegen Darüber hinaus enthalten selbst reine Elementmetalle Spurenelemente B. nichtflüchtige Rückstände (NVRs) von deutlich weniger als 1 %, die sich als Defekte zeigen werden. Diese Art von Materialvariationen erzeugen Geräusche, die uns zu einer Reduzierung zwingen die tatsächliche Empfindlichkeit, die wir nutzen können, unabhängig von der theoretischen Empfindlichkeit des Wirbelstromprüfverfahrens.

Materialoberflächenbeschaffenheit

Auch wenn Wirbelstromprüfungen gerne als Röntgenstrahlen betrachtet werden, ist dies in Wirklichkeit nicht der Fall Auswirkungen auf die elektrischen Eigenschaften des Wirbelstromprüfverfahrens und die Oberflächenbeschaffenheit können die ECT-Ergebnisse verfälschen.

Da eine rauere Oberflächenbeschaffenheit Geräusche erzeugt, müssen die Einstellungen der Wirbelstromprüfgeräte angepasst werden, um dies zu kompensieren, damit Oberflächenbeschaffenheitsgeräusche nicht mit einem Materialfehler verwechselt werden , wenn wir aufgefordert werden, Defekte größer als 0,001 Zoll (0,0254 mm) zu identifizieren, wird dies zu einem großen Schwellenproblem. Zum Beispiel wird ein Defekt, der 10-mal größer ist als die ihn umgebende Fläche, buchstäblich auffallen. Was aber, wenn ein Defekt von 0,001 Zoll von einer rauen Oberflächenbeschaffenheit umgeben ist, die aus Rillen besteht, die 0,0009 Zoll (0,0229 mm) tief sind? Die Abweichung von 0,0001 Zoll (0,00254 mm) zu unterscheiden, wird für ECT eine echte Herausforderung sein.

Spulenfüllfaktor

Mit bloßem Auge erscheint der Coil-Füllfaktor wie das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser des Materials und dem Innendurchmesser des Coils. Genauer gesagt ist der Füllfaktor das Verhältnis zwischen der Fläche von der Spule und der Fläche des Materials Die Bestimmung des richtigen Verhältnisses zwischen der Spule und dem Material hilft sicherzustellen, dass sich die Testprobe während des Scannens frei bewegen kann und die Spule erzeugt die notwendigen Wirbelströme.

Position des Materials im Coil

Im Idealfall sitzt das zu prüfende Teil in der wahren Mitte der Spule, aber realistisch gesehen ist dies selten möglich Einfache Variationen des Materialdurchmessers, sogar innerhalb der Toleranz , beeinträchtigen die Fähigkeit, das Teil in der wahren Mitte zu platzieren. Außerdem kann die Befestigung – sowohl wie ursprünglich entworfen als auch nach Verschleiß durch den Betrieb – dazu führen, dass die wahre Mitte eher theoretisch als tatsächlich ist.

Vibration

Die Vibration der Wirbelstromprüfmaschine selbst sowie die Vibration der Zuführvorrichtung, die das Teil in die Spule einlegt, verursacht Geräusche, die den Wirbelstromfluss stören oder falsche Signale erzeugen können mit Fehlern im Testmaterial verwechselt.

Das Endergebnis von ECT?

Keine dieser Variablen macht das Wirbelstromprüfverfahren zunichte, aber sie bedeuten, dass es nicht für Dimensionsmessungen verwendet werden kann.Während das Verfahren zur Schätzung von Abmessungen verwendet werden kann, erzeugt dies offensichtlich nicht die Art von Genauigkeit, die Sie erhalten würden, wenn Sie eine echte metallurgische Probe machen und die Probe untersuchen würden.Trotzdem ist die Wirbelstromprüfung ein wertvolles Werkzeug, das von der Metal Cutting Corporation effektiv zur Inspektion eingesetzt wird Materialien für Fehler und ist ein wichtiger Bestandteil unserer QMS-Standards – damit wir hochwertige Präzisionsmetallteile liefern können, die die Anforderungen erfüllen strenge Spezifikationen des Kunden.