Magnetpulverprüfung vs. Eindringprüfung: Die richtige Methode für die Schweißnahtinspektion an Kranen

Die Prüfung von Schweißnahtoberflächen ist unerlässlich für Brückenkrane, Portalkrane, Auslegerkrane und andere Stahlkonstruktionen. Magnetpulverprüfung (MT) und Eindringprüfung (PT) sind zwei gängige Prüfverfahren. MT basiert auf einem Magnetfeld, PT hingegen auf Kapillarwirkung. MT ist auf ferromagnetische Werkstoffe beschränkt, PT benötigt keine magnetischen Werkstoffe. Die Wahl des falschen Prüfverfahrens kann dazu führen, dass ein Fehler unentdeckt bleibt.

1. Was wird bei der Magnetpulverprüfung und der Eindringprüfung festgestellt?

Beide Methoden untersuchen oberflächenbezogene Defekte, unterscheiden sich jedoch in ihren Erfassungsbereichen und Materialanforderungen.

Vereinfacht ausgedrückt kann die Magnetoelektronenmikroskopie (MT) Defekte in geringer Tiefe unter der Oberfläche erkennen, jedoch nur in ferromagnetischen Materialien. Die Photoelektronenmikroskopie (PT) hingegen erkennt nur oberflächennahe Defekte, ist aber für ein breiteres Materialspektrum anwendbar.

Hinweis: Die oberflächennahe Detektionstiefe der Magnetisierungsprüfung (MT) wird üblicherweise mit ca. 1–2 mm unter der Oberfläche angegeben. Die tatsächliche Tiefe hängt vom Magnetisierungsverfahren und der Defektgröße ab; es gibt keine einheitliche nationale Definition. Maßgeblich ist das jeweils anwendbare Prüfverfahren. Tiefer liegende Defekte sollten mittels Ultraschallprüfung (UT) oder Röntgenprüfung (RT) untersucht werden.

2. Prinzipien: Magnetischer Streufluss vs. Kapillarwirkung

Magnetpulverprüfung: Magnetischer Streufluss zieht Partikel an

Wird ein ferromagnetisches Material magnetisiert, fließt der magnetische Fluss in einer bestimmten Richtung hindurch. Befindet sich an oder nahe der Oberfläche ein Riss, eine Pore oder ein anderer Defekt, wird der Fluss abgelenkt und tritt aus dem Material aus, wodurch ein Streufeld entsteht. Magnetische Partikel sammeln sich im Streufeld und geben so die Position des Defekts preis.

Wenn ein Defekt parallel zum magnetischen Fluss verläuft, kann das Streufeld zu schwach sein, um eine eindeutige Anzeige zu erzeugen. Daher werden bei der Magnetpulverprüfung üblicherweise zwei zueinander senkrechte Magnetisierungsrichtungen verwendet. Bei Kranschweißungen wird die Jochmethode üblicherweise einmal längs und einmal quer zur Schweißnaht angewendet. Ein Kreuzjoch kann zudem helfen, Defekte in unterschiedlichen Ausrichtungen abzudecken.

Penetrationstest: Der Penetrationstester schleust den Fehler ein, und der Entwickler entfernt ihn.

Bei der Eindringprüfung wird das Eindringmittel auf die Werkstückoberfläche aufgetragen und dringt durch Kapillarwirkung in oberflächennahe Defekte ein. Überschüssiges Eindringmittel wird entfernt und anschließend der Entwickler aufgetragen. Das im Defekt befindliche Eindringmittel wird an die Oberfläche zurückgezogen und erzeugt so einen sichtbaren Indikator.

Der Defekt muss zur Oberfläche hin offen sein. Ist ein Riss durch Zunder, Schweißschlacke, Farbe oder andere Verunreinigungen blockiert, kann das Eindringmittel nicht eindringen und die Eindringprüfung kann den Defekt unter Umständen nicht aufdecken.

3. Materialauswahl: Der erste Entscheidungspunkt

Die Magnetpulverprüfung ist auf ferromagnetische Materialien beschränkt.

Kohlenstoffstahl und niedriglegierte Stähle wie Q235, Q355 und Q390 sind ferromagnetisch und können mittels Magnetpulverprüfung (MT) geprüft werden. Austenitischer Edelstahl, einschließlich der Serien 304 und 316, sowie Aluminium, Kupfer und Titan sind nicht ferromagnetisch und können nicht mittels Magnetpulverprüfung geprüft werden.

Die Eindringprüfung eignet sich für nicht poröse Materialien.

Die Eindringprüfung (PT) benötigt keine magnetischen Werkstoffe, die Oberfläche muss jedoch porenfrei sein. Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Keramik, Kunststoffe, Kohlenstoffstahl und niedriglegierter Stahl eignen sich für die PT-Prüfung. Poröse Werkstoffe wie Gusseisen und pulvermetallurgische Teile sind in der Regel ungeeignet, da das Eindringmittel in die Poren eindringen und Fehlanzeigen erzeugen kann.

Auswahlprinzip für Strukturschweißnähte

Gemäß Abschnitt 8.2.6 der Norm GB 50661-2011 sollten ferromagnetische Werkstoffe mittels Magnetpulverprüfung auf Oberflächenfehler untersucht werden. Ist die Magnetpulverprüfung nicht möglich, ist die Eindringprüfung anzuwenden. Bei gängigen Krankonstruktionen, insbesondere in der Metallurgie, ist die Magnetpulverprüfung in der Regel die erste Wahl für Schweißnähte aus Kohlenstoffstahl und niedriglegiertem Stahl, während die Eindringprüfung für Schweißnähte aus austenitischem Edelstahl und Aluminiumkonstruktionen eingesetzt wird.

4. Vorteile und Einschränkungen

5. Praktische Hinweise zur Schweißnahtinspektion an Kranen

Magnetpulverprüfung

• Um das Risiko übersehener orientierungsabhängiger Risse zu verringern, sollten mindestens zwei zueinander senkrechte Magnetisierungsrichtungen verwendet werden.
• Öl, Rost und Schweißspritzer entfernen. Je nach Verfahrensanweisung das kontinuierliche oder das Restreinigungsverfahren auswählen.
• Bei Bedarf nach der Prüfung entmagnetisieren. Fluoreszierende Partikel mit ultraviolettem Licht, nicht-fluoreszierende Partikel mit ausreichend weißem Licht beobachten.

Penetrationstest

• Öl, Rost, Beschichtungen und Schweißschlacke müssen entfernt werden, damit Fehlstellenöffnungen nicht verstopft werden.
• Die Einwirkzeit ist gemäß der Produktanleitung und der schriftlichen Verfahrensanweisung einzustellen. Üblicherweise beträgt sie 5–60 Minuten, wobei für die Schweißnahtprüfung bei Raumtemperatur häufig 10–30 Minuten verwendet werden. Sie darf jedoch nicht kürzer als die vom Hersteller empfohlene Zeit sein.
• Die Temperatur des Werkstücks, der Prüfoberfläche und der Umgebungstemperatur sollte, außer während des Trocknungsprozesses, im Allgemeinen zwischen 10 und 50 °C liegen. Liegen die Bedingungen außerhalb dieses Bereichs, sind die entsprechenden Bestimmungen von GB/T 18851.5 und GB/T 18851.6 anzuwenden.
• Vermeiden Sie übermäßige oder unzureichende Reinigung. Tragen Sie den Entwickler dünn und gleichmäßig auf und entfernen Sie nach der Prüfung die restlichen Eindringmittel und Entwicklerreste.

6. Häufige Missverständnisse

Magnetpulverprüfung und Eindringprüfung sind austauschbar.

Nein, das stimmt nicht. MT ist auf ferromagnetische Materialien beschränkt, während PT nur auf oberflächennahe Defekte reagiert.

Durch Penetrationsprüfung können oberflächennahe Defekte erkannt werden.

Das ist nicht möglich. Oberflächennahe Defekte werden im Allgemeinen mit MT untersucht, während tiefer liegende innere Defekte mit UT oder RT untersucht werden sollten.

Die Magnetpulverprüfung ist stets empfindlicher als die Eindringprüfung.

Nicht unbedingt. Die Eindringprüfung (PT) kann sehr empfindlich auf oberflächennahe Risse reagieren, während die Magnetpulverprüfung (MT) auch oberflächennahe Defekte aufdecken kann. Das tatsächliche Ergebnis hängt vom Prüfverfahren, dem Oberflächenzustand und den Defekteigenschaften ab.

Magnetpulverprüfung oder Eindringprüfung macht eine interne Inspektion überflüssig.

Nein. MT und PT können die innere Prüfung nicht ersetzen. Innere Porosität, Schlackeneinschlüsse, mangelnde Verschmelzung und innere Risse sollten mittels UT oder RT untersucht werden.

Jede Edelstahlschweißnaht muss einer Eindringprüfung unterzogen werden.

Die Güteklasse ist entscheidend. Austenitische Edelstähle der Serien 304 und 316 sind im Allgemeinen nicht ferromagnetisch und sollten einer Eindringprüfung unterzogen werden. Martensitische Edelstähle der Serien 410 und 420 sowie ferritische Edelstähle der Serie 430 sind ferromagnetisch und können einer Metallprüfung unterzogen werden. Duplex-Edelstahl 2205 weist ebenfalls eine gewisse magnetische Reaktion auf, jedoch ist seine Empfindlichkeit im Allgemeinen geringer als die von Kohlenstoffstahl. Edelstahl sollte nicht ohne Prüfung der Güteklasse einer Eindringprüfung unterzogen werden.

Abschluss

Der Unterschied zwischen MT und PT lässt sich in drei Punkten zusammenfassen:

• Erfassungsbereich: MT erfasst Oberflächen- und oberflächennahe Defekte, während PT nur oberflächennahe Defekte erfasst.
• Anwendbare Materialien: MT ist auf ferromagnetische Materialien beschränkt, während PT für nicht poröse Materialien geeignet ist.
• Auswahlprinzip: Bei ferromagnetischen Materialien zuerst MT verwenden; PT verwenden, wenn MT nicht angewendet werden kann.

Für gewöhnliche Stahlschweißungen in LaufkräneBei Portalkranen und Auslegerkranen sollte für Kohlenstoffstahl und niedriglegierten Stahl zunächst die Magnetpulverprüfung (MT) und für austenitischen Edelstahl und Aluminiumkonstruktionen die Eindringprüfung (PT) angewendet werden. Die Ultraschallprüfung (UT) und die Röntgenprüfung (RT) können jedoch bei der Prüfung innerer Schweißnahtfehler nicht ersetzt werden.

Cindy

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Ich bin Cindy, habe 10 Jahre Berufserfahrung in der Kranbranche und eine Fülle an Fachwissen angesammelt. Ich habe für über 500 Kunden die zufriedenstellendsten Kräne ausgewählt. Wenn Sie irgendwelche Bedürfnisse oder Fragen zu Kränen haben, können Sie sich gerne an mich wenden. Ich werde mein Fachwissen und meine praktische Erfahrung nutzen, um Ihnen bei der Lösung des Problems zu helfen!