24/08/2019
Door Ad Spijkers
Wetenschappers van het Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) in Saarbrücken werken aan een onderzoeksproject waarin ze thermografische scheurdetectie aan het oppervlak van gesmede delen evalueren.
De studie moet de in vergelijking met de huidige standaardmethode hogere betrouwbaarheid van de detectie en de daarmee samenhangend geoptimaliseerde kostprijs van de nieuwe methode bevestigen. Dit draagt bij aan het concurrerend vermogen van klein en middelgrote ondernemingen.
De inductiethermografie wordt in vele takken van industrie toegepast, onder meer bij gesmede en andere stalen onderdelen. Ondanks continue verbeteringen van de productieprocessen kunnen fouten in geproduceerde onderdelen voorkomen, bijvoorbeeld voor fouten in het uitgangsmateriaal. Om deze reden wordt in de regel een niet-destructieve test van de componenten met een gevestigde en genormaliseerde testmethode geëist, bijvoorbeeld ultrasoon voor volumefouten en magneetpoedertesten voor oppervlaktefouten.
Automatisch testen
In het project wordt de thermografische scheurdetectie grondig getest op het opsporen van zich vlak bij het oppervlak bevindende fouten van stalen onderdelen. De projectresultaten moeten smederijen een economische beslissingsbasis voor de toekomstige keuze voor de methode verschaffen.
Een zwaartepunt van het onderzoek is het omzetten van een geautomatiseerde beeldanalyse met foutherkenning. De analyse moet de opgenomen thermografische beeldsequentie automatisch analyseren en evalueren en vervolgens in de vorm van een zogenaamde digitale productacte vastleggen en ter beschikking stellen.
De onderzoekers willen aantonen dat de automatische thermografische inductietesten minimaal dezelfde hoge betrouwbaarheid als de gangbare testmethoden realiseren, bij dezelfde en liefst kortere testtijden. Ze verwachten daardoor een vermindering van de afhankelijkheid van de vaardigheden van de testpersoon en daardoor duidelijk minder uitval. Bovendien vervallen de kosten voor de deels voor de gezondheid schadelijke testmiddelen voor de magneetpoedertesten en het verwijderen en afvoeren daarvan.
Met de nieuwe methode zijn van elk getest onderdeel de ruwe data én de beelden van de foutaanwijzingen te documenteren. Ook na langere tijd kunnen dan gemakkelijk conclusies over de foutbronnen worden getrokken. Ook systeemintegratoren en aanbieders van testsystemen kunnen profiteren van de testresultaten.
Inductie en magneetpoeder
Bij de inductietechniek wordt via een spoel een wisselstroom in het elektrisch geleidend staal opgewekt. Treft de geïnduceerde stroom een scheur aan het oppervlak, dan moet de stroom daar een weg omheen zien te vinden. Rond de scheuren veranderen de stroomdichtheden en de warmteafgifte, en die wordt via een infraroodcamera als fout zichtbaar. In korte tijd kan de met de infraroodcamera opgenomen beeldsequentie worden geëvalueerd. Na een voorbewerking en geautomatiseerde foutherkenning verschijnen de beelden van de fout.
Bij scheurdetectie met magneetpoeder wordt het te onderzoeken onderdeel eerst besproeid met een testmiddel. Vaak wordt een fluorescerend middel gebruikt, waarbij een kleur is verbonden met de magnetische deeltjes. Deze lichten onder een ultraviolette lamp zichtbaar op en markeren de scheur en het verloop hiervan. De weergaven worden door de testpersoon geëvalueerd, daarna moet het testmiddel worden afgewassen en volgens de voorschriften afgevoerd.
Foto: Fraunhofer IZFP