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Vortrag

Detektion von oberflächennahen Fehlern mittels induktiv angeregter Thermographie

Tuesday (03.12.2019)
17:30 - 17:50 Uhr

Stetig steigende Anforderungen an die Qualität und Wirtschaftlichkeit von Stahlerzeugnissen erfordern die Entwicklung und Implementierung effizienter Prüfmethoden.

Im Fokus dieser Arbeit steht die Detektion von oberflächennahen Fehlstellen in Flachstahlerzeugnissen. Diese entstehen hauptsächlich während des Gießprozesses, wenn Luft, Schlacke oder Desoxidationsprodukte wie beispielsweise Tonerde aufgrund von Turbulenzen in den Gießstrang geraten. Aufgrund der geringeren Dichte im Vergleich zum Vollmaterial steigen diese in der noch nicht ausgehärteten Bramme auf, sodass sich die Fehlstellen in einer maximalen Distanz zur Oberfläche von 1 mm befinden. Im anschließend stattfindenden Warmwalzprozess werden die Einschlüsse entsprechend des Brammenreduktionsfaktors in Walzrichtung gestreckt. Die resultierenden länglichen Fehlstellen besitzen geringe Ausdehnungen in Breiten- und Dickenrichtung sowie einen geringen Abstand zur Werkstückoberseite. Daher sind sie mithilfe von zerstörungsfreien Prüfverfahren wie beispielsweise Ultraschall und Röntgen lediglich unter Laborbedingungen zu detektieren. Da oberflächennahe Fehler vor der Umformung des Materials in den meisten Fällen keine Veränderung der Oberfläche mit sich bringen, sind sie auch durch optische Prüfsysteme zu diesem Zeitpunkt nicht zuverlässig zu detektieren.

Eine wirtschaftliche Lokalisation dieser oberflächennahen Fehler kann jedoch nur mittels eines prozessintegrierten Prüfverfahrens erfolgen. Die Bandgeschwindigkeiten in einer Spaltanlage betragen 5 m/s, wodurch hohe Anforderungen an die zeitliche sowie räumliche Auflösung des Prüfverfahrens gestellt werden. Das größte Potential für die beschriebene Messaufgabe bietet die aktive Thermographie, bei der das Material mithilfe thermischer Impulse angeregt wird. Die Auswertung der resultierenden Antwortsignale gibt Aufschluss über den Zustand des Werkstückes.

Diese Arbeit behandelt die thermische Anregung des Flachstahls mithilfe der Induktion. Die Durchführung von Versuchen mit unterschiedlichen Parameterkombinationen erlaubt es, Rückschlüsse auf den Einfluss von Bandgeschwindigkeiten, Fehlstellengeometrie sowie Dauer und Intensität des Anregungsimpulses zu ziehen.

 

Sprecher/Referent:
Tanja Eisele
Hochschule Esslingen
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Hermann Lücken
    Hochschule Esslingen
  • Prof. Dr. Siegfried Schmauder
    Universität Stuttgart