DE3631987C1

DE3631987C1 - Apparatus for wetting a standardised material specimen

Info

Publication number: DE3631987C1
Application number: DE19863631987
Authority: DE
Inventors: Nathanael Riess
Original assignee: HELLING IND PROD
Current assignee: HELLING IND PROD
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1988-02-11

Abstract

An apparatus and a method are provided for reproducibly determining the properties of a magnetic powder suspension for use in test methods which employ the magnetic leakage flux technique in which a test body is wetted in the horizontal position with a known amount of a magnetic powder suspension which is applied to the test body from a container using a centring mandrel and flows radially outwards over the test body. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Benetzen einer standardisierten Materialprobe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Meßverfahren zur Ermittlung der Ei genschaften einer Magnetpulversuspension nach dem Oberbe griff des Anspruchs 9.The invention relates to a device for wetting a standardized material sample according to the generic term of Claim 1, and a measuring method for determining the egg properties of a magnetic powder suspension according to the Oberbe handle of claim 9.

Zerstörungsfreie Prüfverfahren haben in den letzten Jahr zehnten erheblich an Bedeutung gewonnen. Zum Auffinden von Oberflächen- und oberflächennahen Fehlern in ferro magnetischen Werkstoffen ist aus der DE 31 26 746 A 1 eine Magnetpulverprüfung bekannt, die es ermöglicht, magnetische Diskontinuitäten in einem magnetischen Prüfteil festzustellen. Derartige Diskontinuitäten liegen generell quer zur Magnetfeldrichtung und verursachen Streufelder an und über der Oberfläche. Die Anwesenheit eines magnetischen Streufeldes, und somit die Anwesenheit einer Diskontinuität, wird durch auf die Oberfläche aufgetragenes, feines ferroma gnetisches Pulver, welches z. T. von dem magnetischen Streufeld festgehalten wird, nachgewiesen. Die Magnetpul veransammlung macht die Kontur eines Fehlers sichtbar und zeigt allgemein die Lokation, Größe, Form und Ausdehnung des Fehlers an.Non-destructive testing has been in the past year tenth gained significantly in importance. To find of surface and near-surface defects in ferro magnetic materials is from DE 31 26 746 A1 known a magnetic particle test that enables magnetic discontinuities in a magnetic test piece ascertain. Such discontinuities generally exist transverse to the direction of the magnetic field and cause stray fields and above the surface. The presence of a magnetic Stray field, and thus the presence of a discontinuity, is due to the fine ferroma applied to the surface genetic powder, which e.g. T. of the magnetic Stray field is detected. The Magnetpul assembly makes the contour of an error visible and generally shows the location, size, shape and extent of the error.

Magnetpulver für ein derartiges Prüfverfahren werden auf die Prüfoberfläche entweder als Trockenpulver oder in flüssiger Suspension in Wasser, Öl oder Petroleum aufge tragen. Wie bei allen hochempfindlichen zerstörungsfreien Prüfverfahren ist auch hier eine Qualitätskonstanz der Magnetpulver, insbesondere in flüssiger Suspension erfor derlich. Zur Ermittlung der optimalen Prüfmittelkonzen tration und regelmäßigen Kontrolle der Anzeigefähigkeit von Prüfmitteln in Magnet-Rißprüfanlagen sind wiederholte Ver gleichsmessungen erforderlich, die in der Praxis an stan dardisierten Materialproben durchgeführt werden.Magnetic powders for such a test method are used the test surface either as dry powder or in liquid suspension in water, oil or petroleum wear. As with all highly sensitive non-destructive The test procedure is also a constant quality of the Magnetic powder, especially in liquid suspension such. To determine the optimal concentration of test equipment tration and regular control of the display capability of Test equipment in magnetic crack testing systems are repeated ver equal measurements required, which in practice stan standardized material samples.

Derartige Materialproben bestehen aus einem magnetisierten Testkörper, der feinste definierte Risse aufweist. Derartige Testkörper sind aus der DE 30 30 280 C 2 bekannt. Sie sind als MTU-Testkörper quasi genormt und werden von den betei ligten Kreisen in der Regel verwendet.Such material samples consist of a magnetized Test specimen with the finest defined cracks. Such Test specimens are known from DE 30 30 280 C 2. you are quasi standardized as MTU test bodies and are certified by betei generally used circles.

Bisher wurden diese Testkörper kurz bespült und anschließend für etwa 3 bis 5 Minuten aufrecht auf einen saugfähigen Lappen gestellt, damit die Suspension gut ablaufen konnte. Anschließend erfolgte die Auswertung. Wenn bestimmte kleinste Risse im Testkörper nicht mehr zu erkennen waren, wurde die Suspension als nicht mehr brauchbar von weiteren Prüfungen ausgeschlossen.So far, these test specimens have been briefly rinsed and then upright for about 3 to 5 minutes on an absorbent Put a rag so that the suspension could run off well. The evaluation was then carried out. If certain smallest Cracks in the test specimen were no longer recognizable Suspension as no longer usable from further tests locked out.

Ein derartiges Testverfahren zum Prüfen der Eigenschaften einer Magnetpulversuspension ist jedoch stark von subjek tiven Einflüssen abhängig.Such a test method for checking the properties However, a magnetic powder suspension is strongly subjek dependent influences.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Benetzen einer standardisierten Materialprobe anzugeben, mit der eine gleichmäßige, wiederholbare, standardisierte Prüfung einer Testflüssigkeit erfolgen kann, bei der sub jektive Einflüsse weitgehend ausgeschaltet sind. Die Er findung betrifft weiter ein Verfahren zur Ermittlung der Eigenschaften eines in einer Flüssigkeit suspendierten Ma gnetpulvers unter Verwendung einer standardisierten Material probe, mit dessen Hilfe eine einfache, sehr genaue, gleich mäßige und wiederholbare Feststellung der Eigenschaften der Magnetpulversuspension möglich ist.It is therefore an object of the invention to provide a device for To specify wetting of a standardized material sample, with a uniform, repeatable, standardized Testing a test liquid can be done in the sub jective influences are largely eliminated. The he The invention further relates to a method for determining the Properties of a Ma suspended in a liquid gnet powder using a standardized material sample, with the help of a simple, very accurate, same moderate and repeatable assessment of the properties of the Magnetic powder suspension is possible.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 und 9 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the in claims 1 and 9 specified invention solved. Advantageous further training the invention are specified in subclaims.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht den Aufbau ei ner einfachen Testanordnung, die die Ermittlung von Eigen schaften einer Magnetpulversuspension ermöglicht, die wie derholbar und weitgehend unabhängig von subjektiven Einflüs sen der Testperson ist. Die Einrichtung ist einfach und kostengünstig herzustellen. Es lassen sich Untersuchungs reihen zur Ermittlung der optimalen Prüfmittelkonzentra tion sowie eine einfache regelmäßige Kontrolle der Anzeige fähigkeit von Prüfmitteln durchführen. Die erfindungsge mäße Einrichtung liefert mehr Objektivität beim Vergleich verschiedener Magnetpulversuspensionen mit gleicher oder unterschiedlicher Konzentration.The device according to the invention enables the construction of egg ner simple test arrangement, the determination of Eigen allows a magnetic powder suspension that like repeatable and largely independent of subjective influences test person. The setup is simple and inexpensive to manufacture. There can be investigative series to determine the optimal concentration of test equipment tion and a simple regular check of the display perform the ability of test equipment. The fiction Modern furnishing provides more objectivity when comparing different magnetic powder suspensions with the same or different concentration.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die einfache Er mittlung der Eigenschaften eines suspendierten Magnetpul vers durch Angabe definierter, gleichbleibender Verfahrens schritte. Die Erfindung ermöglicht damit eine Kostenredu zierung bzw. Kostenoptimierung.The method according to the invention allows the simple Er averaging the properties of a suspended magnetic pulse verse by specifying defined, consistent procedures steps. The invention thus enables a cost reduction ornamentation or cost optimization.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigt The invention is based on an embodiment example explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Ansicht des Oberteils einer erfindungs gemäßen Anordnung, Fig. 1 is a view of the upper part of the arrangement according to Inventive,

Fig. 2 eine Ansicht eines Unterteils, Fig. 2 is a view of a lower part,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch das Oberteil, Fig. 3 is a cross-sectional view through the upper part,

Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung von Fig. 2, Fig. 4 is an enlarged partial view of Fig. 2,

Fig. 5 eine Ansicht einer Materialprobe, Fig. 5 is a view of a material sample,

Fig. 6 eine Darstellung eines Zentrierdorns, Fig. 6 is an illustration of a centering shaft,

Fig. 7A-D verschiedene Verfahrensschritte. 7A-D. Various process steps.

Fig. 1 zeigt das Behälterteil 2, das einen zylinderförmigen Einfüllraum 24 aufweist, dessen Boden 3 trichterförmig unter Bildung eines Winkels 31 verläuft und in dessen un terstem Teil ein Auslaß 4 vorhanden ist, der zentral durch das Behälterteil 2 nach unten verläuft. Auf der Unterseite 13 des Behälterteils 2 ist eine Ausnehmung 14 vorgesehen. Diese Ausnehmung bildet einen zylinderförmigen Abschnitt 15, der vorzugsweise drei seitliche Durchbrüche 16 auf weist. Die Durchbrüche 16 sind derart angeordnet, daß nur noch ein schmaler unterer Rand des Behälterteils 2 zum Aufsetzen auf das Aufnahmeteil 5 verbleibt. Fig. 1 shows the container part 2 , which has a cylindrical filling chamber 24 , the bottom 3 of which runs in a funnel shape to form an angle 31 and in the un first part of which there is an outlet 4 which runs centrally through the container part 2 downwards. A recess 14 is provided on the underside 13 of the container part 2 . This recess forms a cylindrical section 15 , which preferably has three lateral openings 16 . The openings 16 are arranged such that only a narrow lower edge of the container part 2 remains to be placed on the receiving part 5 .

Fig. 2 zeigt das Aufnahmeteil 5, auf das das Behälterteil 2 aufgesetzt wird. Zur zentrischen Einpassung des Behälter teils dient ein Absatz 26 (siehe Fig. 4), in den das Behälter teil 2 eingesetzt wird. In die Ausnehmung 9 des Aufnahme teils 5 wird die Materialprobe passend eingesetzt, die eine Dicke aufweist, daß sie bei eingesetztem Behälterteil 2 über den Rand 20 der Durchbrüche 16 geringfügig hinüber ragt. Im Zentrum des Aufnahmeteils 5 ist eine Bohrung 25 zur Aufnahme eines Zentrierdorns 6 vorgesehen. Der in Fig. 2 nicht dargestellte Zentrierdorn ist genau zentrisch unter der Auslauföffnung 4 angeordnet. An einer Seite 10 weist das Aufnahmeteil eine abgeschrägte Fläche 11 auf, die vorzugsweise unter einem Winkel 12 von 45° zur Unter- bzw. Oberseite 8 des Aufnahmeteils 5 angeordnet ist. Diese Fläche 11 ermöglicht ein definiertes Abkippen des Aufnahme teils 5. Fig. 2 shows the receiving part 5 , on which the container part 2 is placed. A paragraph 26 (see FIG. 4) into which the container part 2 is inserted serves for the central fitting of the container part. In the recess 9 of the receiving part 5 , the material sample is used appropriately, which has a thickness that it protrudes slightly over the edge 20 of the openings 16 when the container part 2 is inserted. A bore 25 for receiving a centering mandrel 6 is provided in the center of the receiving part 5 . The centering mandrel, not shown in FIG. 2, is arranged exactly centrally under the outlet opening 4 . On one side 10 , the receiving part has a beveled surface 11 , which is preferably arranged at an angle 12 of 45 ° to the lower or upper side 8 of the receiving part 5 . This surface 11 enables a defined tilting of the receiving part 5 .

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Schnitt linie A-A von Fig. 1. Es ist zu erkennen, daß lediglich über die Umfangswinkel 18 Wandbereiche 17 vorhanden sind. Die übrigen Winkelbereiche werden durch die Durchbrüche 16 eingenommen. Fig. 3 shows a cross-sectional view along the section line AA of Fig. 1. It can be seen that only over the circumferential angle 18 wall areas 17 are present. The remaining angular ranges are occupied by the openings 16 .

Fig. 4 zeigt eine Detaildarstellung des Merkmals B von Fig. 2. Es ist der Absatz 26 dargestellt, in den das Behäl terteil 2 passend eingesetzt wird. Ferner ist dargestellt, daß eine Materialprobe 1 in die Ausnehmung 9 eingesetzt ist. Fig. 4 shows a detailed representation of the feature B of Fig. 2. The paragraph 26 is shown, in which the Terter 2 is used appropriately. It is also shown that a material sample 1 is inserted into the recess 9 .

Fig. 5 zeigt eine Materialprobe 1 sowohl im Querschnitt als auch in Aufsicht. Die Probe 1 weist eine Bohrung 21 auf, durch die der Zentrierdorn von Fig. 6 hindurchgeführt wird. Die Dicke der Materialprobe 1 entspricht der Höhe des zylinder förmigen Teils des Zentrierdorns 6. Die Materialprobe, auch Testkörper genannt, ist definiert magnetisiert, z. B. mit einer Stromdurchflutung von 24 Amp/cm. Der Testkörper kann auf der Oberseite 19 ein anderes Prüfmuster als auf der Un terseite aufweisen. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit des Einsatzes in verschiedenen Testreihen. Fig. 5 shows a material sample 1, both in cross-section and in plan view. The sample 1 has a bore 21 through which the centering mandrel of FIG. 6 is passed. The thickness of the material sample 1 corresponds to the height of the cylindrical part of the centering mandrel 6 . The material sample, also called test specimen, is defined magnetized, e.g. B. with a current flow of 24 amp / cm. The test body can have a different test pattern on the top 19 than on the bottom. This results in the possibility of use in different test series.

Fig. 6 zeigt den Zentrierdorn 6, der in das Aufnahmeteil 5 in die Bohrung 25 eingesetzt wird. Vorzugsweise ist der Zentrierdorn mit einem Gewinde 22 versehen, wodurch der Zentrierkörper 6 in der Bohrung 25 einerseits fest veran kert ist, andererseits aber auch herausnehmbar ist. Der Zentrierdorn 6 weist einen zylinderförmigen Schaft auf, des sen Höhe der Dicke einer Materialprobe entspricht. Das kegelförmige Ende läuft zu einer Spitze 7 unter Bildung eines Winkels 23 von vorzugsweise 60° zusammen. Fig. 6 shows the centering mandrel 6 , which is inserted into the receiving part 5 in the bore 25 . The centering mandrel is preferably provided with a thread 22 , as a result of which the centering body 6 is firmly anchored in the bore 25 on the one hand, but can also be removed on the other hand. The centering mandrel 6 has a cylindrical shaft, the height of which corresponds to the thickness of a material sample. The conical end converges to a tip 7 to form an angle 23 of preferably 60 °.

Zum Zusammenbau der Anordnung wird zunächst der Zentrier dorn 6 in die Bohrung 25 eingesetzt. Danach wird der Testkörper in die Ausnehmung 9 unter Hindurchführung des Zentrierdornes 6 eingesetzt. Danach erfolgt das Aufsetzen des Behälterteils 2 sowie Anordnen der gesamten Einrich tung auf einer ebenen Unterlage.To assemble the arrangement, the centering mandrel 6 is first inserted into the bore 25 . The test body is then inserted into the recess 9 while the centering mandrel 6 is passed through. Then the container part 2 is placed and the entire device is arranged on a flat surface.

Das Verfahren zur Durchführung eines Tests ist in Fig. 7 dargestellt. Es wird eine definierte Menge, vorzugsweise 100 cm³ der Magnetpulversuspension mit einem Behälter 29 in den Einfüllraum 24 eingefüllt. Die Suspension 27 läuft dann durch den Durchlaß 4 auf die Kegelspitze 7, ver teilt sich dann radial über den Testkörper 1 und verläßt die Anordnung durch die Durchbrüche 16. Auf diese Weise wird der Testkörper gleichmäßig benetzt, vorausgesetzt, daß die Anordnung auf waagerechter Unterlage steht und eine ausreichende Standsicherheit gewährleistet ist. The method for performing a test is shown in FIG. 7. A defined amount, preferably 100 cm ^{3, of} the magnetic powder suspension is filled into the filling space 24 with a container 29 . The suspension 27 then runs through the passage 4 onto the cone tip 7 , then divides radially over the test body 1 and leaves the arrangement through the openings 16 . In this way, the test specimen is wetted uniformly, provided that the arrangement is on a horizontal surface and sufficient stability is guaranteed.

Durch die Anordnung wird gewährleistet, daß die Suspen sion 27 laminar auf die Kegelspitze 7 des Zentrierdorns 6 auftrifft. Unmittelbar nach dem vollständigen Ablaufen der Suspension aus dem Einfüllraum 24 wird das Behälter teil 2 abgehoben und das Aufnahmeteil 5 über die dafür vorgesehene Fläche 11 schräg geneigt. Nun kann die Rest flüssigkeit, die sich je nach Oberflächenspannung des Prüfmittels noch auf dem Testkörper befindet, ablaufen. Die entsprechenden Verfahrensschritte sind in den Fig. 7B und C dargestellt. Falls eine Dokumentation des Rißbildes gewünscht wird, erfolgt eine Trocknung der Oberfläche mit Warmluft. Anschließend kann eine Doku mentationsfolie aufgelegt werden, mit deren Hilfe das Prüfmittel sichtbar gemacht werden kann. Die Folie wird aufgelegt, fest angedrückt und dann abgezogen. Sie kann dann auf Karton fixiert werden, wobei vorzugsweise schwarzer Karton bei fluoreszierendem Magnetpulver und weißer Karton bei schwarzem oder anders eingefärbtem Magnetpulver verwendet wird. Alternativ kann die Mate rialprobe 1 etwa 30 Sekunden nach der Schrägneigung ent nommen und unter ultraviolettem Licht gemäß Fig. 7D be trachtet werden. Bei der Beurteilung der angezeigten Rißstrukturen sind wenigstens folgende Parameter zu beachten, die für eine gleichmäßige und reproduzierbare Aussage not wendig sind:The arrangement ensures that the Suspen sion 27 laminar strikes the cone tip 7 of the centering mandrel 6 . Immediately after the suspension has completely run out of the filling space 24 , the container part 2 is lifted off and the receiving part 5 is inclined obliquely over the surface 11 provided for this purpose. Now the remaining liquid, which is still on the test specimen depending on the surface tension of the test equipment, can drain off. The corresponding process steps are shown in FIGS. 7B and C. If documentation of the crack pattern is desired, the surface is dried with warm air. A documentation film can then be put on, with the help of which the test equipment can be made visible. The film is put on, pressed firmly and then removed. It can then be fixed on cardboard, preferably black cardboard for fluorescent magnetic powder and white cardboard for black or differently colored magnetic powder. Alternatively, the material sample 1 can be taken about 30 seconds after the inclination and viewed under ultraviolet light as shown in FIG. 7D. When assessing the displayed crack structures, at least the following parameters must be observed, which are necessary for an even and reproducible statement:

a) same amount of test equipment,
b) the same or specifically selected differently Test equipment concentration,
c) same ratio of ambient brightness and Illuminance when viewing below ultraviolet light.

Reference symbol list
1 sample of material
2 container part
3 floor
4 outlet
5 receiving part
6 centering mandrel
7 top
8 top
9 recess
10 side wall
11 area
12 angles
13 bottom
14 container recess
15 section
16 breakthrough
17 wall area
18 circumferential angles
19 surface
20 rand
21 hole
22 threads
23 angles
24 filling space
25 hole
26 paragraph
27 suspension
28 lamp
29 vessel
30 level
31 angles

Claims

1. Device for wetting a standardized material sample ( 1 ), characterized in that
that a cylindrical container part ( 2 ) is provided which has a downwardly directed outlet ( 4 ) on its funnel-shaped base ( 3 ),
that the container part ( 2 ) can be placed with alignment on a sample receiving part ( 5 ) and
that the receiving part ( 5 ) on its container part ( 2 ) facing side ( 8 ) has a conically tapering centering mandrel ( 6 ) which protrudes through the material sample provided with a central bore ( 21 ), and its tip ( 7 ) with Distance is arranged centrally below the outlet ( 4 ) of the container part ( 2 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the centering mandrel ( 6 ) from the receiving part ( 5 ) is removable.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving part ( 5 ) on its the container part ( 2 ) facing side ( 8 ) has a material sample ( 1 ).

4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the cylindrical receiving part ( 5 ) on a side wall ( 10 ) has a chamfered surface ( 11 ) such that the top ( 8 ) of the receiving part ( 5th ) when placed on a horizontal plane ( 30 ) at an angle ( 12 ) of 20 ° to 70 ° to the plane ( 30 ).

5. Device according to claim 4, characterized in that the angle ( 12 ) is 45 °.

6. Device according to claim 1, characterized in that the container part ( 2 ) on the underside ( 13 ) has a container recess ( 14 ) such that a cylindrical section ( 15 ) is formed, and that this section ( 15 ) on the circumference distributed openings ( 16 ).

7. Device according to claim 6, characterized in that three openings ( 16 ) are provided on the circumference, wherein the wall areas ( 17 ) between the openings ( 16 ) each maintain a circumferential angle ( 18 ) of about 20 °.

8. Device according to claims 3 and 7, characterized in that the depth of the recess ( 9 ) is dimensioned such that an inserted standardized material sample ( 1 ) partially protrudes from the recess ( 9 ) and into the container recess ( 14 ) protrudes so far that the surface ( 19 ) of the sample lies below the lower edge ( 20 ) of the openings ( 16 ).

9. Procedure for determining the properties of an in magnetic powder suspended in a liquid using a standardized with defi magnetic cracks sample, characterized in that the material sample is arranged horizontally that a be correct amount of magnetic powder suspension centric is poured onto the material sample that over shot suspension by tilting the material Sample to drain at a certain angle is brought and that the surface of the material sample is then dried.

10. The method according to claim 9, characterized in that the suspension over the top of one in the center the material sample arranged cone is poured.

11. The method according to claims 8 and 9, characterized records that the suspension in a Ma container is poured, from which this through an outlet over the cone tip and flows radially over the material sample.