Simulation

Simulation von Fehlersignalen bei magnetischer Streuflussmessung

Die Simulation von Fehlersignalen bei magnetischer Streuflussmessung. Ein aktuelles Projekt der Salzgitter Mannesmann Forschung.

| Redakteur: Karl-Ullrich Höltkemeier

Aufbau des Prüfgerätemodells. (Bilder: COMSOL)
Aufbau des Prüfgerätemodells. (Bilder: COMSOL)

Das seit Jahrzehnten eingesetzte Streuflussverfahren zum Nachweis von Oberflächen- und oberflächennahen Fehlern erfährt durch die Verfügbarkeit hochsensibler Magnetfeldsensoren neue Akzeptanz. Ein aktuelles Projekt der Salzgitter Mannesmann Forschung hatte das Ziel mittels Simulation herauszufinden, wie unterschiedliche Fehlergeometrien und -größen das Fehlersignal beeinflussen.

Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsmöglichkeiten im Maschinen- und Anlagenbau werden an Stahlrohre höchste Sicherheitsanforderungen gestellt. Ständige Qualitätsüberwachungen und -prüfungen sind während der gesamten Fertigung unerlässlich. Dabei hängen Umfang und Art der verschiedenen Prüfungen von der späteren Verwendung und damit von der Beanspruchung der Rohre ab.

Neben den mechanischen Prüfungen wie Zug- und Kerbschlagbiegeversuche zur Ermittlung der mechanischen Werkstoffeigenschaften werden verschiedene zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Qualitätsüberwachung eingesetzt. Ihr großer Vorteil liegt darin, dass man mittels dieser Methode auch das Innere eines Körpers auf Werkstofffehler untersuchen kann, ohne das Bauteil zerstören zu müssen.

Eine vollständige Prüfung ist obligatorisch

Für nahtlose Qualitätsrohre, die beispielsweise als hochbelastete Rohre im Apparatebau und in der chemischen Industrie eingesetzt werden, ist eine vollständige Prüfung obligatorisch. Neben der Ultraschallprüfung wird die Prüfung mit elektromagnetischen Methoden, wie dem sog. Streufluss-Verfahren, eingesetzt. Dabei wird ein Teil des Rohres magnetisiert. Aus der Änderung des magnetischen Flusses in unmittelbarer Nähe der Rohroberfläche können Rückschlüsse auf evtl. vorliegende Werkstofffehler gezogen werden.

Je nach gemessener Form und Größe kann dann beurteilt werden, ob der Fehler funktionsrelevant ist. Aufgrund immer höherer Anforderungen und der Verfügbarkeit neuartiger Sensoren werden neue Fragestellungen bei der Interpretation der Signale aufgeworfen.

Umfassende Forschungs- und Entwicklungsarbeit rund um den Werkstoff Stahl.

Die Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH ist das zentrale Forschungsunternehmen des Salzgitter Konzerns. Das Unternehmen leistet umfassende Forschungs- und Entwicklungsarbeit rund um den Werkstoff Stahl. Die FuE-Aktivitäten konzentrieren sich neben anderen Schlüsselbereichen auf die Automatisierungs- und Prüftechnik sowie auf den Bau von zerstörungsfreien Prüfanlagen.

Neben der industriellen Auftragsforschung für die Entwicklung und Charakterisierung metallischer Werkstoffe und Verbundstoffe gehören auch die Durchführung von Fehler- und Schadensanalysen - unter Einsatz akkreditierter Prüflaboratorien - und die Erstellung von Gutachten zum Leistungsangebot. Zu den Kunden zählen neben den Unternehmen der Salzgitter AG zahlreiche führende Unternehmen aus vielen Industriebereichen wie z.B. der Automobilindustrie, dem Maschinen- und Anlagenbau, der Energietechnik und der Bauindustrie.

In der Abteilung Systemtechnik/zerstörungsfreie Prüfung werden Prüfverfahren für Stahlprodukte, wie Rohre und Bleche entwickelt und verbessert. Dabei werden die Signale gemessen, gefiltert und ausgewertet mit dem Ziel, so viele Informationen wie möglich zu extrahieren. Es werden aber auch neue Ideen und Prüfansätze simuliert und auf ihre praktische Umsetzbarkeit überprüft.(Der Anwendungsfall – ein durch Wechselstrom angeregtes Streuflussprüfsystem)

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