Detektion von Haarrissen in Gleitlagern medizinischer Geräte

Die Bauteile medizinischer Geräte unterliegen sehr strengen Sicherheits- und Qualitätsanforderungen. Ein Beispiel dafür sind Gleitlager, wie sie für hochwertige Röntgengeräte benötigt werden. Die einwandfreie Funktion dieser Lager hängt unter anderem von der Güte der Oberflächen ab. Risse in der Oberfläche, selbst feinste Haarrisse, müssen ausgeschlossen werden – eine große Herausforderung für die zur Qualitätssicherung eingesetzte Messtechnik.

Gleitlager, wie sie für Röntgenröhren bei medizinischen Geräten eingesetzt werden, bewegen sich auf einem dünnen Flüssigkeitsfilm. Weisen die Oberflächen Beschädigungen wie etwa Haarrisse auf, welche z. B. im mechanischen Bearbeitungsprozess der Bauteile entste­hen können, so sind die Gleiteigenschaften auf Dauer nicht zu gewährleisten. Messtechnisch sind solche Oberflächen-nahen Risse jedoch sehr schwer zu erfassen. Optische Verfahren erreichen bei feinen Haarrissen schnell ihre Grenzen. Die Messung der elektrischen Leit­fähigkeit bietet jedoch eine einfache und schnelle Möglichkeit, solche feinen Risse zu erkennen, da diese Me­thode sehr empfindlich auf Gefügeänderungen reagiert.

Abb. 1: Moderne medizinische Geräte stellen hohe Qualitätsansprüche an die eingesetzten Bauteile, hier ein Röntgen- und Injektionsgerät

Das mobile Handgerät SIGMASCOPE® SMP10 mit der Sonde ES40 von Fischer arbeitet zerstörungsfrei nach dem phasensensitiven Wirbelstrom-Verfahren und misst die elektrische Leitfähigkeit von Nichteisenmetallen äußerst schnell und präzise – genau die benötigten Voraussetzungen zur Rissdetektion.

Zur Überprüfung einer Oberfläche auf Risse wird die Sonde ES40 im Freilauf-Modus über die Messprobe geführt. Im Material bilden sich Wirbelströme aus, welche wiederum von der Sonde registriert und im Messgerät in ein Signal umgewandelt werden. Im Fall der untersuchten Gleitlager ergeben sich Leitfähigkeiten im Bereich von 18,3 MS/m mit nur sehr geringer Streuung. Befinden sich Haarrisse in Material, so wird die Ausbreitung der Wirbelströme behindert – selbst bei sehr feinen, optisch nicht sichtbaren Störungen. Zeigt sich an einer Stelle ein Wert von z. B. 14 MS/m, ist es ein klares Indiz für einen Riss.

Die Sonde ES40 verfügt über verschiedene Messfrequenzen (60-480 kHz) und ist damit für unterschiedliche Materialstärken geeignet. Eine niedrige Messfrequenz bedeutet dabei ein tieferes Eindringen des Wirbelstromfeldes in das Probenmaterial. Die beschriebenen Messungen an den Gleitlagern wurden mit einer Messfrequenz von 480 kHz durchgeführt und suchen damit gezielt nach Oberflächen-nahen Schädigungen im Material. Für Anwendungen auf kleinen Teilen ist mit der Sonde ES24 und deren kleinerem Sondenkopf eine dafür optimierte Lösung verfügbar.

Für die Detektion von Haarrissen in Gleitlagern für medizinische Röntgengeräte eignet sich das Verfahren der elektrischen Leitfähigkeit, wie es im SIGMASCOPE® SMP10 von Fischer umgesetzt ist. Mit den Sonden ES40 und ES24 stehen dabei für unterschiedliche Teilegeometrien die jeweils geeigneten Messmittel zur Verfügung. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren lokalen Fischer-Vertreter.

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