Technologie und Daten
The MagControl Technik
Die Wirbelstromprüfung ist eine etablierte Technologie zur Prüfung von metallischen Bauteilen auf Oberflächenbruchfehler. Die Technologie wird zur Bauteilprüfung in der Luftfahrt- und Automobilindustrie eingesetzt, kann jedoch auch angewandt werden, um Fehler im Volumen von Strukturen aus nicht-ferritischen Metallen zu detektieren. Eine spezielle Variante der Wirbelstromprüfung ist die von uns entwickelte und eingesetzte Wirbelstromprüfung mit Gleichstromvormagnetisierung „MagControl-Technik“, die es ermöglicht, auch bei dickeren ferritischen Stahlbauteilen und durch Materialbeschichtungen Volumenfehler auf beiden Seiten des Materials zu ermitteln. Die MagControl Technik nutzt eine Kombination aus einem Gleich- und Wechselstrommagnetfeld. Bei Schäden oder Korrosion im geprüften Material verändern sich die Feldlinien des Wirbelstromfeldes, wodurch entsprechende Mängel detektiert werden können.
Beim genannten Prinzip werden Gleichstrommagnetisierungsfeldlinien durch einen Magneten im zu prüfenden Material induziert. Gleichzeitig wird eine mit bestimmter Frequenz beaufschlagte Spule im Zentrum des Magneten positioniert, welche ein primäres Magnetfeld nach der Lenzschen Regel erzeugt. Dieses erzeugt wiederum ein Wirbelstromfeld im zu prüfenden Material. Ohne Veränderungen der beiden elektromagnetischen Felder wird in der ausbalancierten Impedanzdarstellung der Spule keine Veränderung gemessen – also kein Signal dargestellt.
Bei Oberflächenschäden oder Materialveränderungen ändert sich insbesondere das induzierte Wirbelstromfeld direkt, welches in der Wirbelstrom Impendanzebene des Spulensensors als Signal mit vorgewählter Signalphase und Signalamplitudenstärke dargestellt wird (linkes Prinzbild).
Bei Schäden oder Materialveränderungen in der Unterseite des Materials wird zuerst das Gleichstrommagnetfeld verändert, welches einen Änderungseffekt an dem induzierten Wirbelstromfeld zur Folge hat. Diese Veränderung im Wirbelstromfeld bewirkt, dass sich die Impedanz der Spule ändert, was als Signal gemessen werden kann.
Die durch Schäden oder Materialveränderungen an der Ober- oder Unterseite bzw. im Material erzeugten unterschiedlichen Veränderungen der induzierten Felder können direkt durch Signalphasenveränderungen analysiert werden. Die Signalamplituden werden durch die Größe des Volumens eines Schadens oder der Materialveränderungen beeinflusst. In der Software werden Signalphasenunterschiede und veränderte Signalamplituden genutzt, um hochauflösende farbliche C-Scans zu erzeugen, wodurch Schadensgrößen und -ausweitungen bildlich sehr gut dargestellt werden können.
Ein großer Vorteil der MagControl Technik ist die Möglichkeit mit spezifischen Sensoren durch beschichtete oder durch plattierte Stahlobjekte wie Rohre oder Platten prüfen zu können, ohne diese entfernen zu müssen.
Die Vorteile der von InnetiQs angewandten MagControl Technik sind unter anderem
Die Technik ermöglicht es, zwischen Außen- und Innenfehlern im zu prüfenden Material zu unterscheiden
Es ist möglich, sowohl durch Beschichtungen bzw. Protektionen als auch direkt auf dem zu prüfenden Material zu prüfen
Die Art der Schädigung kann detektiert werden (bspw. kann anhand der Prüfdaten zwischen mikrobiologischer Korrosion, Korrosion durch CO2, sowie zwischen Korrosion und Rissen oder deren Kombination unterschieden werden)
MagControl ist auch bei nichtferromagnetischen Materialien anwendbar
Die Technik ermöglicht schnelles und effizientes Scannen mit bis zu einem Meter pro Sekunde Geschwindigkeit sowie C-Scan-Mapping großer Bereiche
MagControl beinhaltet gegenüber der älteren MEC-Technik eine höhere Anzahl modernerer Sensoren, woraus sich eine doppelte Auflösung gegenüber der Vorgängertechnik ergibt
Vorteile von MagControl im Vergleich zur Ultraschalltechnologie
Als elektromagnetisches Verfahren sind die Anforderungen an die Reinigung vor der Durchführung einer Inspektion mit der MagControl Technologie wesentlicher geringer als für die Durchführung einer Messung mit Hilfe von Ultraschalltechnologien. Solange der Scanner in der Lage ist, das Rohr zu passieren, ist eine Messung auch durch nichtmetallische Verschmutzungen möglich.
Als reine elektromagnetische Technologie kann MagControl durch nichtmetallische Beschichtungen von mehreren Millimetern hindurch messen. In einem Test-Aufbau wurde eine Messung durch eine 15 mm dicke Beschichtung erfolgreich durchgeführt.
MagControl kann auch durch eine metallische nicht-ferritische Beschichtung hindurch messen. Lediglich die Erfassungsparameter müssen entsprechend angepasst werden. Inspektionen durch 3 mm Edelstahl oder Monel wurden in vielen Fällen durchgeführt. Dabei ist unerheblich, ob eine Bindung dieser metallischen Komponente an die ferritische Stahlkomponente vorliegt oder nicht.
Die Magnetisierung bei MagControl führt zu einem Signalvolumen, das sich viel weiter erstreckt als der Defekt selbst. Dadurch können auch kleine Defekte gefunden werden. Die Detektion von Pin Holes ist möglich.
Für unsere Scansysteme kommt die oben beschriebene MagControl Technologie, teilweise kombiniert mit einer Ultraschall-Sensorik, zum Einsatz. Die Einsatzmöglichkeiten, Kennzeichen und Vorteile dieser Technologien sind einander in der folgenden Tabelle gegenübergestellt:
Der nachfolgenden Tabelle sind die Anwendungsempfehlungen je nach Anlagenkonfiguration zu entnehmen:
Der MagControl Datenerhebungsprozess und die MatriQs Software
Die von InnetiQ entwickelte Desktop-Software MatriQs kommuniziert mit der Prüfsystemelektronik eddyVision, welche die neuste Mehrkanal-, Mehrmodus- und Mehrfrequenz-Wirbelstromtechnologie darstellt. Die Erfassungssoftware im Mehrkanalmodus ermöglicht die gleichzeitige Nutzung einer Vielzahl von Analysemodi, wodurch die Bedingungen nahe der Oberfläche und auf der fernen Seite des Materials gleichzeitig angezeigt werden können. Die hochauflösenden Daten des gescannten Bereichs sind für die Material-C-Scan-Kartierung mit den erforderlichen Materialpositionsinformationen übertragbar. Die hohe Detektionsfähigkeit der Technik kombiniert mit der hochauflösenden Datenaufzeichnung unterstützt die individuelle Befundgrößenbestimmung in ihren drei Dimensionen. Die Software ermöglicht die direkte Übertragung der hochauflösenden Daten in Matrixdaten im typischen Datenformat, sodass sie von Integritätsbewertungssystemen einfach importiert werden können. Nachfolgend finden Sie das Schema beginnend bei der Datenerfassung bis hin zur Datenbereitstellung durch InnetiQs.
Die MatriQs-Software verfügt über eine Mehrfachfunktion, die es ermöglicht, die MagControl-Datenerfassung und Datenverarbeitung mit mehreren Modi, mehreren Kanälen und mehreren Frequenzen für ausgewählte Analysefenster auf der Wirbelstrom-basierten Impedanzsignalverarbeitung und mit parallelen Zeitdiagrammen pro Kanal bereitzustellen.
Da InnetiQs insbesondere für Splash Zone- und Unterwasserinspektionssysteme parallele Technologien wie Ultrasonics implementiert hat, ermöglicht die MatriQs-Software einen gleichzeitigen Betrieb mit MagControl und Ultrasonics. Nachfolgend ist die Anzeige der MatriQs Ultrasonics Software dargestellt, die für das Thickness Mapping parallel zu MagControl verwendet wird.
