Einfluss lokaler Aufhartung ferritischer Stahle auf die Risstiefenbestimmung mit dem Wirbelstromprufverfahren

摘要

Mechanische Belastung wie z. B. der Rollkontakt zwischen den Rollen und Lagerringen eines Walzlagers oder der Rad-Schiene-Kontakt bei der Eisenbahn fuhren bei ferritischen Stahlen zu einer Aufhartung der Oberflache. Die mit der Aufhartung verbundene Versprodung begunstigt die Entstehung von Ermudungsrissen. Zur Risstiefenbestimmung mit dem Wirbelstromprufverfahren werden in der Regel Kalibrierkorper mit kunstlichen Testfehlern aus dem Grundwerkstoff des Prufteils verwendet. Die betriebsbedingte Aufhartung der Prufteiloberflache bleibt bei der Kalibrierung unberucksichtigt. Die lokale Aufhartung der Oberflache fuhrt zu einem ortsabhangigen Offset des Wirbelstromsignals in Richtung der Rissanzeigen und somit zu einer Uberbewertung der Risstiefe. Bei einzelnen Rissen lasst sich der Effekt kompensieren, in dem das Wirbelstromgerat neben jedem Riss abgeglichen bzw. die Differenz zwischen dem Offset und der Rissanzeige berechnet wird. In der Realitat liegen die Ermudungsrisse jedoch oft so dicht nebeneinander, dass auf Grund der Uberlagerung benachbarter Rissanzeigen weder ein Abgleich zwischen den Rissen noch eine Bestimmung des Offsets moglich ist. Finite-Elemente-Berechnungen ermoglichen es, die in der Realitat stets kombiniert auftretenden Wirbelstromsignale der Ermudungsrisse und der Oberflachenaufhartung getrennt zu simulieren, um Erkenntnisse fur eine Verbesserung der Risstiefenbestimmung zu erlangen.