Ein Eisenbahnunternehmen benötigte eine konventionelle Wirbelstromlösung zur Risserkennung in zwei Bereichen in der Mitte einer Eisenbahnachse: der Ansenkung und der Mittenbohrung. Ziel war es, eine Lösung zu entwickeln, die die Arbeit des Bedieners mit Gerät und Einstellungen auf ein Minimum reduziert.
Schmieden von Achswellen kann zu Oberflächenfehlern und Fehlern im Inneren führen
Die Achswellen werden geschmiedet und anschließend bearbeitet, um den internen Spezifikationen zu entsprechen. Während des Schmiedeprozesses können Oberflächenfehler und Fehler im Inneren, wie Haarrisse unter der Oberfläche, Einschlüsse und Lochfraß, entstehen. Durch die Bearbeitung können Verformungen im Inneren zunehmen und die Oberfläche beschädigen. Diese Fehler können zu Versagen von Komponenten führen.
Auch wenn es sich hierbei häufig um Risse an Oberflächen handelt, war ein spezielles Wirbelstromprüfverfahren anstelle einer subjektiven Sichtprüfung erforderlich, um die axialen Oberflächenbruchrisse zu erkennen.
Achswellen
Wirbelstromgerät zur Erkennung von Fehlern in Eisenbahnachsen
Für diese Prüfung wurden die folgenden Geräte verwendet:
- NORTEC 600 Wirbelstrom-Prüfgerät
- SPO-7397 kundenspezifische Sonde mit Doppelspule für die Achsmitte – Q6100015:
- Die Sonde enthält eine Spule in Brückenschaltung zur Prüfung der Länge des konisch zulaufenden Abschnitts und eine kleine Spule in Brückenschaltung zur Prüfung der Bodenbohrung der Achsmitte
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Sondenkonfiguration zur Prüfung von Fehlern in der Mitte einer Eisenbahnachse
Verfahren zur Fehlererkennung in der Mitte einer Eisenbahnachse
Für den Prüfablauf wurde die Sonde auf der Achsmitte positioniert. Mit dem Schalter wurde der Prüfbereich (Schrägung (Taper) oder Mitte (Center)) eingestellt. Die Spulen wurden genullt und über den vom Kunden bereitgestellten mittels Funkenerosion geschaffenen Kerben rotiert.
Um Bereiche von Interesse zu ändern, muss der Bediener einfach nur den Schalter drücken, um die Spulen zu wechseln, die entsprechenden Prüfeinstellungen eingeben und das Gerät nullen.
Beide Prüfungen können bei 300 kHz mit minimalen Änderungen der Einstellungen durchgeführt werden. Zur Verbesserung der Ergebnisse können die Verstärkung und die Winkel angepasst werden.
Wirbelstrom-Prüfergebnisse
Die folgenden Abbildungen stammen von Tests mit der SPO-7397 Sonde an einem kundenspezifischen Referenzstandard mit beiden Prüfbereichen unter Verwendung des NORTEC 600 Prüfgeräts.
Prüfsignal von einer Kerbe (mit einer Tiefe von 0,889 mm oder 0,035 Zoll) des schrägen Lochabschnitts |
Prüfsignal von einer Kerbe (mit einer Tiefe von 0,381 mm oder 0,015 Zoll) der Mittenbohrung |
Fazit
Die Tests an den kundenspezifischen Referenzstandards wurden durchgeführt.
Wie auf dem Gerätebildschirm zu sehen ist, wurden die Kerben des kundenspezifischen Referenzstandards mit einem guten Signal-Rausch-Verhältnis erkannt. Die Wirbelstromlösung reduziert die Umrüstzeit zwischen verschiedenen Prüfkonfigurationen. Diese erfolgreiche Anwendung kann zu weiteren Sondenkonstruktionen für verschiedene Achsgeometrien führen und kann auch in eine automatisierte Lösung implementiert werden.
