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Inhalt:

Entwicklung eines Messverfahrens zur Detektion subkutaner Einschlüsse in Stahlblech

Vom Vorsitzenden der Österreichischen Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik wurde am 22. Mai 2014 Herrn Dipl.-Ing. Dr. Johannes Atzlesberger für seine Dissertation "Entwicklung eines Messverfahrens zur Detektion subkutaner Einschlüsse in Stahlblech" der OGMA-PREIS 2013 verliehen.

Dipl.-Ing. Dr. Johannes Atzlesberger

Dipl.-Ing. Dr. Johannes Atzlesberger
   

Betreuer und 1. Begutachter:

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Zagar

2. Begutachter:

a.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Kurt Preis

Rigorosum:

12. Februar 2013

Besonders in der zerstörungsfreien Werkstück- und Werkstoffprüfung gewinnen magnetische Prüfverfahren zunehmend an Bedeutung. Die seit einigen Jahren am Markt erhältlichen Magnetfeld-Sensoren, basierend auf dem GMR-Effekt (Giant Magneto Resistance), vereinfachen zu dem das Messen magnetischer Streufelder, die durch Inhomogenitäten im Inneren des zu prüfenden Materials beeinflusst werden. Im Zuge dieser Dissertation wurde/wird ein Prüfgerät (siehe Abbildung 1) entwickelt, das in der Lage ist, magnetische Flussdichteänderungen im Bereich von wenigen nT (Nanotesla) bis zu mehreren mT (Millitesla) zu messen, wodurch Defekte, korrodierte Materialbereiche, nichtmetallische Einschlüsse, Oberflächenfehler, Risse, Probendickenänderungen und sogar innere Spannungen erfasst werden können.

Abbildung 1: Entwickeltes Messgerät einsatzbereit für die Verwendung in einer Prüfanlage zur Detektion magnetischer Inhomogenitäten in ferromagnetischem Material. Das Gerät kann sowohl mit GMR-Magnetometer als auch mit GMR-Gradiometer unterschiedlicher Empfindlichkeiten betrieben werden.

Abbildung 1: Entwickeltes Messgerät einsatzbereit für die Verwendung in einer Prüfanlage zur Detektion magnetischer Inhomogenitäten in ferromagnetischem Material. Das Gerät kann sowohl mit GMR-Magnetometer als auch mit GMR-Gradiometer unterschiedlicher Empfindlichkeiten betrieben werden.

Das Messprinzip beruht im Wesentlichen auf der Methode der magnetischen Streuflussprüfung (siehe Abbildung 2), welche in stark vereinfachter Form bereits Ende des 19. Jahrhunderts zur Rissdetektion in Gewehrläufen und Eisenbahnschienen eingesetzt wurde. Die zu untersuchende Probe wird mit Hilfe eines Elektromagneten magnetisiert und die dem Magneten abgewandte Probenseite oberflächennahe mit dem entwickelten Messgerät gescannt. In Abbildung 3 ist beispielhaft das 2-dimensionale Magnetfeldbild eines Bleches dargestellt, welches künstlich hergestellte Inhomogenitäten enthält.

     Abbildung 2: Messprinzip der magnetischen Streuflussprüfung: Ein Elektromagnet magnetisiert eine ferromagnetische Probe. Jede magnetische Inhomogenität in der Probe zwischen den beiden Polschuhen bewirkt eine Änderung des magnetischen Streuflusses an der Probenoberfläche und kann mit geeigneten Magnetfeldsensoren gemessen werden.

Abbildung 2: Messprinzip der magnetischen Streuflussprüfung: Ein Elektromagnet magnetisiert eine ferromagnetische Probe. Jede magnetische Inhomogenität in der Probe zwischen den beiden Polschuhen bewirkt eine Änderung des magnetischen Streuflusses an der Probenoberfläche und kann mit geeigneten Magnetfeldsensoren gemessen werden.

 Abbildung 3: Messergebnis eines 2-dimensionalen Scans einer ferromagnetischen Probe. Im Bereich der Inhomogentitäten tritt eine Vergrößerung der magnetischen Feldstärke auf.

Abbildung 3: Messergebnis eines 2-dimensionalen Scans einer ferromagnetischen Probe. Im Bereich der Inhomogentitäten tritt eine Vergrößerung der magnetischen Feldstärke auf.

Keywords: Magnetische Streuflussprüfung, Giant Magneto Resistance (GMR), Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP)

Die Arbeit ist ab 28. Jänner 2013 für die Dauer von 5 Jahren gesperrt.