Stangen und Draht unter 15 mm Durchmesser bei hohem Tempo auf Innenfehler zu prüfen, war bislang schwierig. Über 2 m/s war der Aufwand unverhältnismäßig. Das am VDEh-Betriebsforschungsinstitut entwickelte Ultraschall-System „FIDUS“ schafft Abhilfe.

Bei der häufig verwendeten Wirbelstromprüfung beträgt die Eindringtiefe 30 µm bis 300 µm. Das BFI hat ein Ultraschall-Prüfsystem zur Qualitätsüberwachung an magnetisierbaren Drähten entwickelt – „FIDUS“ – und bei einem Stabhersteller über zwei Jahr lang industriell erprobt. Es basiert auf einem neuen elektromagnetischen Ultraschall-System (EMAT), das die empfindliche, automatische Prüfung von Stäben und Drähten auf Oberflächen- und Innenfehler ermöglicht. Es bietet den Vorteil, dass es durch Einsatz von berührungslos arbeitenden Ultraschallprüfköpfen koppelmittelfrei arbeitet.

Zur Prüfung werden Stabwellen benutzt, die sich in Stablängsrichtung ausbreiten – bei der konventionellen Ultraschallprüfung unter Einsatz von Piezo-Technik und Koppelmedium ist ein Bereich von ca. 2 mm unter der Oberfläche nicht prüfbar ist. Vibrationen des Prüfobjektes beeinflussen die Prüfempfindlichkeit nur minimal.

Bei der Stabprüfung wird eine fast 100%-Prüfung im Prozess bei den üblichen Produktionsgeschwindigkeiten ermöglicht.

Fehlerempfindlichkeit entlang KSR

Nach der Norm (DIN EN 10308) sind für die Piezo-US-Prüfung die kleinsten detektierbaren Fehler definiert als Fehler mit einem Durchmesser über 2 mm. Die Prüfgeräte-Hersteller geben Empfindlichkeiten von KSR 0,8 mm bis 2 mm an. Analog zur DIN EN 10308 wurde für Stabwellen, deren Ausbreitung in Stablängsrichtung erfolgt, ein künstlicher Innenfehler in einen Stab mit 5,2 mm Durchmesser eingebracht. Dieses axiale Flachbodenloch hat einen Durchmesser von 0,7 mm. Dieser KSR kann mit sehr großem Abstand über dem Rauschpegel (36,4 dB = Faktor 66) sicher nachgewiesen werden.

Durch Extrapolation ergibt sich beim FIDUS-System als kleinster detektierbarer Innenfehler (KSR) ein Fehler mit einem Durchmesser von 0,17 mm mit 12 dB (Faktor 4) über dem Rauschpegel bei einem Stabdurchmesser von 5,2 mm. Die Fehlergröße dieser Hochrechnung kann nicht garantiert werden, da sie zurzeit nicht durch reale Messungen belegt werden kann. Vergleichbare Empfindlichkeiten gelten auch für Oberflächenfehler.

Bei Kombination der üblichen Wirbelstromprüfung und der Piezo-US-Prüfung ergibt sich ein ungeprüfter Bereich für oberflächennahe Fehler von fast 2 mm, bei der Prüfung von Stäben. Bei der Prüfung mit Stabwellen wird der gesamte Stabquerschnitt inklusive der Oberfläche geprüft.

Informationen

Weitere Informationen finden Sie hier.

Eine Veröffentlichung zu FIDUS finden Sie hier.