La struttura di base di un cuscinetto è costituita da un anello interno/esterno e da sfere d'acciaio, chiamate corpi volventi. Un cuscinetto contiene da dieci a diverse decine di sfere d'acciaio. Tuttavia, se anche una sola di queste sfere si guasta, il cuscinetto perde rapidamente la capacità di funzionare al massimo delle sue potenzialità e finisce per rompersi. A seconda del tipo di sfera, questo potrebbe portare a un incidente grave, rendendo una sfida importante per i produttori garantire che queste sfere siano ispezionate in modo economico ed efficiente.
I cuscinetti sono realizzati in acciaio al cromo ad alto tenore di carbonio, un acciaio estremamente duro e resistente all'usura chiamato acciaio per cuscinetti. Anche nella produzione dell'acciaio la composizione viene controllata per evitare che si mescolino impurità. Nella laminazione della vergella si effettua un controllo molto fine per evitare la decarburazione. Lo stesso vale per il processo di trafilatura secondaria.
Le sfere d'acciaio per cuscinetti vengono prodotte tagliando il filo in piccoli pezzi di una certa lunghezza, forgiando a freddo, rettificando e trattando termicamente. Tra le possibili cause di questi processi vi sono l'adulterazione di materiali estranei, la durezza o il grippaggio nel processo di trattamento termico e i difetti nel processo di lucidatura.
Nella maggior parte degli stabilimenti di produzione, i prodotti sono realizzati con diversi tipi di acciaio, non solo con uno. È impossibile distinguerli visivamente, ma anche una singola sfera d'acciaio in un singolo cuscinetto può causare un grave problema se contiene un grado di acciaio completamente diverso. Anche le cricche e le fessure di rettifica che si verificano durante la durezza e il trattamento termico costituiscono un problema, ma il controllo della qualità attraverso un'ispezione a campione non è un'opzione possibile.
In questi casi, l'elettromagnetismo può essere utilizzato per selezionare le sfere difettose in breve tempo e a basso costo.
Fig.1: Sfere d'acciaio e bobina di avvolgimento
In questo metodo, una corrente parassita viene fatta passare attraverso una sfera di acciaio e la variazione di impedenza viene utilizzata per eseguire l'ispezione.
Una sfera d'acciaio passa attraverso una bobina di avvolgimento; l'impedenza della bobina di prova cambia quando una sfera con materiali dissimili, anomalie di trattamento termico o crepe passa attraverso la bobina e la sfera viene determinata. L'impedenza è influenzata dalla conduttività elettrica e dalla permeabilità magnetica. La conduttività è influenzata dalla composizione chimica dei diversi tipi di acciaio, mentre la permeabilità magnetica è influenzata dalla durezza. Questa durezza è causata dalle differenze nella struttura cristallina del metallo. Anche la fessurazione è causata dalla deformazione del cristallo metallico, che influisce anche sulla permeabilità magnetica.
Fig. 2: MAGNATEST TCL e MAGNATEST D
Gli strumenti di prova MAGNATEST D e MAGNATEST TCL di FOERSTER sono consigliati per l'ispezione di tali cuscinetti per verificare la presenza di miscele di materiali, condizioni di durezza e cricche di rettifica.