🔩 Magnetpulverprüfung (MT) von Schweißverbindungen — Magnetisierung in zwei senkrechten Richtungen, Tangentialfeld 2–6 kA/m

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 17638

Übersicht

Die Norm legt Techniken zum Nachweis von Oberflächenunregelmäßigkeiten in Schweißnähten in ferromagnetischen Werkstoffen einschließlich der Wärmeeinflusszonen mit dem Magnetpulververfahren fest. Die Techniken eignen sich für die meisten Schweißprozesse und Nahtformen; Abwandlungen der Grundtechniken mit höherer oder niedrigerer Prüfempfindlichkeit sind in Anhang A beschrieben. Die Norm legt keine Zulässigkeitsgrenzen für Anzeigen fest — diese enthalten ISO 23278 oder Erzeugnis- bzw. Anwendungsnormen. Die zweite Ausgabe ISO 17638:2016 annulliert und ersetzt die erste Ausgabe ISO 17638:2003, die technisch überarbeitet wurde.

Das Verfahren ist ein Oberflächenverfahren und nutzt die Streuung des erzeugten Magnetfeldes an der Stelle einer Ungänze. Ein Feld lässt sich nur in ferromagnetischen Werkstoffen erzeugen, daher ist die Prüfung bei nichtmagnetischen Werkstoffen, z. B. austenitischem Stahl, nicht möglich. Erkannt werden Oberflächenungänzen und verhältnismäßig große oberflächennahe Ungänzen: bei Wechselstrommagnetisierung bis etwa 2 mm unter der Oberfläche, bei Gleichstrommagnetisierung sogar bis 3 mm. Das Verfahren erkennt Ungänzen ab etwa 3 mm Länge, ab 0,001 mm Breite und 0,1 mm Tiefe; die Nachweisbarkeit steigt mit der magnetischen Permeabilität des Werkstoffs. Sichtbar gemacht werden Oberflächenrisse, Bindefehler, Überwalzungen, Aufreißungen, nichtmetallische Einschlüsse, Gasporen und Korrosionsgrübchen.

Die Norm verweist auf ISO 3059 (Betrachtungsbedingungen), ISO 9934-1 (allgemeine Grundlagen), ISO 9934-2 (Prüfmittel) und ISO 9934-3 (Geräte) und übernimmt die Begriffe aus ISO 12707 und ISO 17635. Prüfung und Bewertung der Ergebnisse für die endgültige Annahme sollten von qualifiziertem Personal durchgeführt werden; empfohlen wird eine Qualifizierung nach ISO 9712 oder einer gleichwertigen Norm auf der geeigneten Stufe im betreffenden Industriesektor.

Prinzip der Methode

Der Prüfbereich wird so magnetisiert, dass im ferromagnetischen Werkstoff ein magnetischer Fluss fließt. Eine Ungänze erhöht örtlich den magnetischen Widerstand und lenkt die Feldlinien ab; liegt sie an der Oberfläche oder dicht darunter, verläuft das Feld teilweise außerhalb des Werkstoffs, und in diesem Bereich sammelt sich ferromagnetisches Pulver und bildet eine Anzeige. Die Nachweisbarkeit hängt vom Winkel zwischen der Hauptachse der Unregelmäßigkeit und der Feldrichtung ab: Sie ist am höchsten bei senkrechter Lage, während eine feldparallele Unregelmäßigkeit unentdeckt bleiben kann. Um Unregelmäßigkeiten aller Orientierungen zu erkennen, werden Nähte daher in zwei annähernd senkrecht zueinander stehenden Richtungen magnetisiert, mit einer Abweichung von höchstens 30°. Für Baustähle in Schweißnähten wird ein Tangentialfeld von 2 kA/m bis 6 kA/m (Effektivwert) empfohlen. Die Anzeigen sind qualitativ — sie erlauben es, einen Fehler zu lokalisieren, nicht aber seine Tiefe zu bestimmen.

Anwendungen

• Nachweis von Oberflächenrissen und Bindefehlern in Schweißnähten und Wärmeeinflusszonen ferromagnetischer Stähle
• Prüfung von Guss- und Schmiedeteilen sowie Bauteilen der Automobil-, Luftfahrt-, Bahn- und Schiffbauindustrie
• Prüfung von Zahnrädern, Achsen, Wellen, Getrieben, Bolzen, Ketten und Haken
• Prüfung von Bauteilen von Bergbahnen und Schachtförderanlagen
• Fertigungsbegleitende Prüfung und Prüfung im Betrieb, auch unter Feldbedingungen

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 17638:2017-01

Titel (PL)

Badania nieniszczące spoin — Badania magnetyczno-proszkowe

Title (EN)

Non-destructive testing of welds — Magnetic particle testing

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Festlegungen vor der Prüfung

   Prüfverfahren, Anforderungen an die Zertifizierung des ZfP-Personals, Umfang der Prüfabdeckung, Fertigungszustand des Bauteils, anzuwendende Prüftechniken, Überprüfung der Systemleistung, gegebenenfalls Entmagnetisierung, Zulässigkeitsgrenze und Vorgehen bei unzulässigen Anzeigen festlegen.

2. Ergänzende Angaben

   Bei Bedarf Art und Bezeichnung von Grundwerkstoff und Schweißgut, Schweißprozess, Lage und Umfang der zu prüfenden Nähte, Nahtvorbereitung und -maße, Lage und Umfang von Reparaturen, Nachbehandlung nach dem Schweißen sowie den Oberflächenzustand erfassen.

3. Oberflächenvorbereitung

   Die Prüfbereiche müssen trocken sein, sofern keine für nasse Oberflächen bestimmten Prüfmittel verwendet werden. Bei Bedarf den Oberflächenzustand mit Schleifpapier oder örtlichem Schleifen verbessern, damit eine genaue Auswertung der Anzeigen möglich ist; die Reinigung darf weder dem Werkstoff noch der Oberflächenbeschaffenheit noch den Prüfmitteln schaden. Prüfmittel im vom Hersteller angegebenen Temperaturbereich verwenden.

4. Magnetisierung

   Ein Wechselstrom-Elektromagnetjoch, ein Stromdurchflutungsgerät mit Elektroden oder einen anliegenden bzw. durchgeführten Leiter oder eine Spule verwenden. Bei Elektroden Maßnahmen gegen Überhitzung, Einbrand und Funkenbildung an den Kontaktstellen treffen; Funkenspuren entfernen und den Bereich mit einem geeigneten Verfahren prüfen.

5. Überprüfung der Magnetisierung

   Eine ausreichende Flussdichte an der Oberfläche bestätigen: durch Prüfung eines Referenzbauteils mit feinen Ungänzen an den ungünstigsten Stellen, durch Messung der Tangentialfeldstärke mit einer Hallsonde möglichst nahe an der Oberfläche, durch Berechnung des ungefähren Stromwertes für das empfohlene Tangentialfeld oder mit einem anderen Verfahren auf Grundlage anerkannter Prinzipien.

6. Richtungen und Prüfbereich

   In zwei annähernd senkrechten Richtungen magnetisieren (Abweichung bis 30°). Berücksichtigen, dass in der Nähe der Polschuhe und Elektrodenspitzen wegen zu hoher Feldstärke ein nicht prüfbarer Bereich entsteht, erkennbar am „Pelzbildung“ der Teilchen; für ausreichende Überlappung der Prüfbereiche sorgen.

7. Aufbringen des Prüfmittels und Betrachtung

   Trockenes Pulver oder Suspension aufbringen; beim Nassverfahren ist eine Neigung der Oberfläche vorteilhaft, damit der Überschuss abläuft. Die Anzeigen unter Bedingungen nach ISO 3059 betrachten. Scheinanzeigen erkennen, die durch schlechte Oberflächenvorbereitung, schlechte Felderzeugung, geometrische Ungänzen (Kerben, Spalte, Querschnittsänderungen, Gewinde) und Gefügeinhomogenitäten entstehen.

8. Bewertung, Dokumentation und Entmagnetisierung

   Die Anzeigen anhand der festgelegten Zulässigkeitsgrenze (z. B. ISO 23278) bewerten, mit Skizze oder Foto dokumentieren, den Prüfbericht erstellen und, falls gefordert, das Bauteil entmagnetisieren und das Prüfmittel entfernen.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Die Norm fordert besondere Beachtung giftiger, brennbarer und flüchtiger Stoffe, der elektrischen Sicherheit und ungefilterter UV-Strahlung
• Bei der Prüfung entstehen starke Magnetfelder am Objekt und an den Geräten — feldempfindliche Gegenstände aus dem Bereich entfernen
• Elektroden: Überhitzung, Einbrand an der Oberfläche und Funkenbildung bei schlechtem Kontakt; Ölsuspensionen wegen Brandgefahr nicht mit Stromdurchflutung verwenden
• Wässrige Suspensionen können Oberflächenkorrosion und elektrische Kurzschlüsse verursachen
• Dämpfe von Ölsuspensionen sind gesundheits- und umweltschädlich — Lüftung, Handschuhe, Atemschutz

Häufige Fragen