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Prüfung von ferromagnetischen Rohren

Stahl- und Eisenwerkstoffe wie auch nickelhaltige Legierungen sind im technisch relevanten Temperaturbereich, also unterhalb der Curie-Temperatur, ferromagnetisch.

Das bedeutet, dass ein Festkörper nach Abschalten eines äußeren Magnetfeldes weiterhin messbare magnetische Eigenschaften, eine Restmagnetisierung oder Remanenz aufweist. Dieses Fortdauern einer Wirkung nach dem Wegfall der Ursache wird Hysterese genannt. Hysteretische Eigenschaften ferromagnetischer Werkstoffe erschweren die Wirbelstromprüfung stark. DELTA TEST verfügt hierfür über das nötige Know-how.

Die Magnetisierung eines Körpers hängt ab vom äußeren, ihn magnetisierenden Feld. Dabei unterscheiden sich in ihrem Verhalten paramagnetische Werkstoffe, wie zum Beispiel Zink und Aluminium, und ferromagnetische Werkstoffe, wie beispielsweise Eisen, Kobalt und Nickel, in ihrer Durchlässigkeit (Permeabilität) und in ihrer Reaktion nach dem Abschalten der Magnetisierung. Die Permeabilität von ferromagnetischen Werkstoffen ist bei der Rohrprüfung ein entscheidender Störfaktor, welcher zunächst auf ein möglichst geringes Maß minimiert werden muss.

Beim Paramagnetismus werden die Elementarmagnete durch ein äußeres Magnetfeld so ausgerichtet, dass ihre Ausrichtung mit der des äußeren erregenden Magnetfeldes übereinstimmt. Befindet sich der paramagnetische Stoff in einer Spule, werden die Elementarmagnete in die Richtung des äußeren FeIdes verdreht. Nach dem Abschalten des äußeren FeIdes kehren die Elementarmagnete wieder in ihre Ausgangsposition zurück, und der Festkörper weist nach außen keine verbleibenden magnetischen Eigenschaften auf.

Bei ferromagnetischen Werkstoffen findet ebenfalls eine fast vollständige Ausrichtung der Elementarmagnete statt, die aber teilweise irreversibel, also unumkehrbar ist. Diese Restmagnetisierung kann erst durch Anlegen eines äußeren Gegenfeldes mit einer materialabhängigen Feldstärke, der Koerzitivfeldstärke, entfernt werden. Den Kreislauf von Magnetisierung, Remanenz, Koerzitivfeldstärke und Gegenmagnetisierung zeigt anschaulich die Hysteresekurve oben.

DELTA TEST hat ein Verfahren entwickelt, mit dem die Wirbelstromprüfung auch bei ferromagnetischen Werkstoffen wie zum Beispiel Stahlrohren erfolgreich durchgeführt werden kann. Dies gelingt mithilfe der Anwendung von Vormagnetisierungsverfahren. Hierbei werden speziell entwickelte Sonden verwendet, welche die ferromagnetischen Eigenschaften – die Permeabilität – des Werkstoffes auf ein möglichst geringes und konstantes Level minimieren. Ziel ist es, die materialabhängige relative Permeabilität μr auf einen Wert nahezu 1 zu bringen. Dadurch wird erreicht, dass sich die Wirbelströme im Material ähnlich wie in paramagnetischen Werkstoffen verhalten. So ist eine Auswertung der Wirbelstromsignale durch besonders erfahrenes und geschultes Personal möglich.
Darüber hinaus können durch technische Hilfsmittel wie automatische Positionsgeber, spezielle Wirbelstrom-Visualisierungssoftware und intelligente automatische Signalauswertung genaue Prüfergebnisse erzielt werden, die denen der konventionellen Wirbelstromprüftechnik für paramagnetische Rohre kaum nachstehen.