Effect of material properties on surface defect detection sensitivity using the magnetic flux leakage method : a case study at Ovako Imatra

Abstract

Ovako Imatra produces steel bars for demanding purposes to e.g., automotive industry. Steel bars are inspected in testing lines. In Imatra’s automatic testing lines there are three different NDT-inspection methods available: dimension measurement, surface defect inspection, and inner defect inspection. Automatic surface defect inspection devices are divided into two methods: eddy current testing (ET) and magnetic flux leakage testing (MFL). Eddy current testing is in use for bright bars and magnetic flux leakage testing for bars in rolled condition.

In this research, MFL method in automatic NDT-testing lines are considered. In testing lines there are installed Circoflux from Förster and Novaflux from Prüftechnik. Both MFL equipment are the same age and quite similar from a mechanical point of view, operation program is a bit different. Previous research about MFL method was not found from Ovako Imatra archives, however related scientific research about MFL method is available worldwide. MFL method is included in ISO 9712 Non-destructive testing-standard, but there are no training or qualification procedures available for it in Nordic countries. Research and deeper knowledge are needed to understand results better.

In this research, properties of steel bars were studied to evaluate their effect on surface defect detection sensitivity. Drawbacks of MFL method e.g., remanence, surface roughness and hardness in literature were found. For this research, test bundles were manufactured to be able to assess the variables in diverse ways. One steel grade was chosen for this research to minimize variables.

Ovako Imatra valmistaa terästankoja vaativiin kohteisiin esimerkiksi autoteollisuudessa. Terästangot tarkastetaan tarkastuslinjoilla. Automaattisia tarkastusmenetelmiä on dimensioiden mittaukseen, pintavikatarkastukseen ja sisävikatarkastukseen. Automaattiset pintavikatarkastusmenetelmät voidaan jakaa kahteen menetelmään: pyörrevirtatarkastus (ET) ja magneettihajavuotarkastus (MFL). Pyörrevirtatarkastus on käytössä kirkkailla (sorvatuilla) tangoilla ja magneettihajavuotarkastus mustilla tangoilla.

Tässä työssä tarkastellaan automaattisilla tarkastuslinjoilla käytettävää MFL menetelmää. Tarkastuslinjoilla on käytössä kahden eri valmistajan laitteita: Circoflux, jonka valmistaja on Förster ja Novaflux, jonka valmistaja on Prüftechnik. Molemmat laitteet ovat suunnilleen saman ikäisiä ja melko samanlaisia mekaanisilta ominaisuuksiltaan, käyttöohjelmistot poikkeavat hieman toisistaan.

Aiempia tutkimuksia ei löytynyt Ovako Imatralta MFL menetelmästä. MFL menetelmästä löytyi kuitenkin maailmanlaajuisesti tutkimuksia, joita voitiin tässä tutkimuksessa hyödyntää. Tutkimusta ja syvempää osaamista menetelmästä tarvittiin, että ymmärretään tarkastustulokset paremmin. Kirjallisuudesta löytyi mahdollisia haasteita MFL menetelmää käytettäessä, kuten esimerkiksi jäännösmagnetismi, pinnankarheus ja kovuus. Tätä tutkimusta varten valmistetiin testitaakat, jotta voitiin muuttujia testata eri menetelmillä. Tutkimukseen valittiin yksi teräslaji muuttujien minimoimiseksi.