Prüf- und Magnetstäbe

Ferromagnetische Verunreinigungen können während der Herstellung, Lagerung, des Transports oder durch Verschleiß technologischer Anlagen in das Material gelangen. Dabei kann es sich um Metallspäne, Feilspäne, Zunder, Drahtstücke, Fragmente von Verbindungselementen oder sehr feinen magnetischen Staub handeln.

Ein Magnetstab erzeugt ein starkes Magnetfeld, das diese Partikel an die Edelstahloberfläche zieht und dort bis zur Reinigung festhält. Dadurch schützt er Maschinen und erhöht gleichzeitig die Reinheit des verarbeiteten Produkts.

Was ist ein Magnetstab?

Ein Magnetstab ist ein geschlossenes Edelstahlrohr, in dessen Innerem ein fest eingebauter Magnetkern aus starken Neodym-Magneten und Polstücken angeordnet ist.

Der Magnetkern ist bei einem üblichen Separationsstab nicht herausnehmbar. Die Edelstahlhülle schützt die Magnete vor direktem Kontakt mit dem Material, vor Feuchtigkeit und teilweise vor mechanischer Beanspruchung.

Hauptbestandteile eines Magnetstabs

• äußeres Edelstahlrohr,
• permanente Neodym-Magnete,
• Polstücke zur Bündelung des Magnetfeldes,
• geschlossener und fest eingebauter Magnetkern,
• Innengewinde zur Befestigung an einem Rahmen oder einer Hilfskonstruktion.

Wie funktioniert ein Magnetstab?

Starke Permanentmagnete im Inneren des Stabs erzeugen magnetische Pole an seiner Oberfläche. Gelangt ein ferromagnetisches Partikel in deren Nähe, wird es an das Edelstahlrohr gezogen und bleibt dort haften.

Die höchste Magnetkraft befindet sich normalerweise im Bereich der Polstücke. Die aufgefangenen Verunreinigungen bilden daher auf der Staboberfläche charakteristische ringförmige Ablagerungen.

1. Das Material strömt, fließt oder rieselt am Magnetstab vorbei.
2. Ferromagnetische Partikel gelangen in das Magnetfeld.
3. Die Partikel werden an die Oberfläche des Edelstahlrohrs gezogen.
4. Sie bleiben dort bis zur Reinigung haften.
5. Das gereinigte Material gelangt in den nächsten Abschnitt der Anlage.

Welche Verunreinigungen fängt ein Magnetstab auf?

Ein Magnetstab ist hauptsächlich für die Abscheidung vollständig ferromagnetischer Metalle und deren Partikel vorgesehen.

Typischerweise aufgefangene Verunreinigungen

• Eisenspäne,
• Stahlfeilspäne,
• Partikel aus gewöhnlichem magnetischem Stahl,
• Zunder,
• Drahtfragmente,
• kleine Schrauben und Unterlegscheiben,
• durch Maschinenverschleiß entstehende Partikel,
• feiner ferromagnetischer Staub.

Was fängt ein gewöhnlicher Magnetstab nicht auf?

Ein Permanentmagnet fängt keine gewöhnlichen nichtmagnetischen Materialien und keine Nichteisenmetalle auf.

• Aluminium,
• Kupfer,
• Messing,
• Bronze,
• Kunststoff,
• Glas,
• Holz,
• bestimmte Edelstahlsorten,
• weitere nichtmagnetische Verunreinigungen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Magnetstab und einem Prüfstab?

Magnetstäbe und Prüfstäbe sehen ähnlich aus, unterscheiden sich jedoch hinsichtlich Konstruktion und Verwendungszweck.

Magnetischer Separationsstab

Ein Magnetstab besitzt einen fest eingebauten, nicht herausnehmbaren Magnetkern. Er wird entweder einzeln verwendet oder über ein Gewinde an einem Rahmen befestigt, um ein Magnetgitter zu bilden.

Aufgefangene Verunreinigungen müssen manuell von der Oberfläche abgewischt oder mit einem geeigneten Hilfsmittel abgestreift werden.

Magnetischer Prüfstab

Ein Prüfstab ist ein handgeführtes Kontrollwerkzeug. Er besitzt einen verschiebbaren Magnetkern und einen Kunststoffgriff. Er wird verwendet, um das Vorhandensein ferromagnetischer Verunreinigungen in einer Materialprobe, einem Behälter oder einer Produktionscharge zu überprüfen.

Nach dem Test wird am Griff gezogen. Dadurch verschiebt sich der Magnetkern in den oberen Bereich und die aufgefangenen Verunreinigungen können leichter vom unteren aktiven Bereich abfallen.

Wie wird ein magnetischer Prüfstab verwendet?

1. Überprüfen Sie, ob der Stab für das zu testende Material geeignet ist.
2. Kontrollieren Sie die Edelstahloberfläche auf Sauberkeit und Beschädigungen.
3. Führen Sie den aktiven Teil des Stabs in die Probe oder den Behälter ein.
4. Bewegen Sie den Stab langsam kreisförmig oder längs durch das Material.
5. Ziehen Sie den Stab heraus und kontrollieren Sie die aufgefangenen Partikel.
6. Halten Sie den Stab über einen für Metallabfälle vorgesehenen Behälter.
7. Ziehen Sie am Griff und verschieben Sie den Magnetkern in den oberen Bereich.
8. Entfernen Sie die gelösten Verunreinigungen sicher.
9. Reinigen und kontrollieren Sie den Stab vor der nächsten Verwendung.

Kann mit dem Testergebnis die vollständige Reinheit des Materials bestätigt werden?

Nein. Ein Prüfstab kontrolliert nur den Teil des Materials, der mit seinem Magnetfeld in Kontakt kommt. Das Ergebnis hängt von der Probengröße, der Testdauer, der Verteilung der Partikel und der gewählten Prüfmethode ab.

Für regelmäßige Qualitätskontrollen empfiehlt sich ein festgelegtes Prüfverfahren mit gleicher Probengröße, gleicher Testdauer und einheitlicher Auswertung.

Magnetstäbe in trockenen und rieselfähigen Materialien

Magnetstäbe können in gut rieselfähigen homogenen Materialien eingesetzt werden. Das Material muss frei um den Stab herumströmen können und darf keine starke klebrige Schicht auf dessen Oberfläche bilden.

Beispiele geeigneter trockener Materialien

• Mehl und feine Lebensmittelpulver,
• Zucker und Salz nach Prüfung der chemischen Verträglichkeit,
• Gewürze,
• Getreideprodukte,
• Saatgut,
• Kunststoffgranulat und Regranulat,
• Gummiregranulat,
• feine Baustoffmischungen,
• keramische Rohstoffe,
• Futtermischungen.

Was kann Probleme verursachen?

• schlechte Rieselfähigkeit,
• Brückenbildung des Materials über den Stäben,
• Klebrigkeit,
• große Materialstücke,
• hohe Abrasivität,
• zu hohe Fallgeschwindigkeit,
• Verstopfung des Zwischenraums zwischen mehreren Stäben.

Magnetstäbe in flüssigen Materialien

Ausgewählte Magnetstäbe können auch in flüssige Gemische eingesetzt werden. Die Edelstahlhülle schützt den Magnetkern vor Feuchtigkeit, die Eignung hängt jedoch immer von der chemischen Zusammensetzung, dem pH-Wert, der Temperatur und der Viskosität der Flüssigkeit ab.

Anwendungsbeispiele in Flüssigkeiten

• Kühlwasser,
• Kühlemulsionen,
• technische Öle,
• Pflanzenöle,
• Sirupe,
• Milch,
• Fruchtsäfte,
• Joghurt und halbflüssige Lebensmittelmischungen,
• keramische Glasuren und flüssige Massen.

Ein konkretes Produkt kann Einschränkungen hinsichtlich pH-Wert, maximaler Medientemperatur oder maximaler Partikelgröße besitzen. Diese Angaben müssen in der jeweiligen Produktanleitung geprüft werden.

Magnetstäbe zur Herstellung eines Magnetgitters

Einzelne Magnetstäbe können mithilfe ihrer Gewinde an einem Rahmen befestigt und zu einem Magnetgitter zusammengesetzt werden. Das Gitter deckt eine größere Durchflussfläche ab und zwingt das Material, an mehreren aktiven Magnetbereichen vorbeizuströmen.

Vorteile eines Magnetgitters

• größere aktive Separationsfläche,
• gleichmäßigere Abscheidung von Verunreinigungen,
• Anzahl und Länge der Stäbe können angepasst werden,
• Einsatz in Trichtern, Rohrleitungen und Behältern,
• einzelne beschädigte Stäbe können ausgetauscht werden,
• höhere Wirksamkeit als bei einem einzelnen frei eingelegten Stab.

Aus welchem Material sollte der Rahmen bestehen?

Der Rahmen und die Verbindungselemente in unmittelbarer Nähe der Stäbe müssen aus einem geeigneten nichtmagnetischen Material bestehen. Eine ferromagnetische Konstruktion würde das Magnetfeld anziehen, seine Wirkung in Richtung des zu separierenden Materials verringern und die Montage erschweren.

Welcher Abstand sollte zwischen den Stäben eingehalten werden?

Der Abstand muss eine sichere Montage und gleichzeitig einen ausreichenden Materialdurchfluss ermöglichen. Ein zu kleiner Zwischenraum kann zu Brückenbildung, Verstopfungen oder gegenseitiger Anziehung der Stäbe führen.

Der minimale und optimale Abstand hängt immer vom konkreten Produkt, Material und der Konstruktion des Gitters ab.

Magnetstäbe für Textilfilter

Spezielle Magnetabscheider können auch in Textilfiltern und anderen Filtersystemen installiert werden. Sie enthalten einen oder mehrere Magnetstäbe, die ferromagnetische Verunreinigungen aus einem strömenden flüssigen Medium auffangen.

Mögliche Ausführungen

• Abscheider mit einem Magnetstab,
• Abscheider mit zwei Magnetstäben,
• Standardausführung aus AISI 304,
• Ausführung aus AISI 316L für anspruchsvollere chemische Umgebungen,
• an Filterabmessungen und Anschluss individuell angepasste Ausführung.

Für den Einsatz in aggressiven, sauren oder hygienisch anspruchsvollen Umgebungen müssen geeigneter Edelstahl, passende Dichtungen und eine entsprechende Oberflächenbearbeitung gewählt werden.

Wo werden Magnetstäbe und Prüfstäbe eingesetzt?

Lebensmittelindustrie

Magnetstäbe können dabei helfen, ferromagnetische Partikel aus Mehl, Zucker, Gewürzen, Milch, Ölen und anderen Materialien zu entfernen. Die konkrete Ausführung muss den Hygiene- und Materialanforderungen des jeweiligen Betriebs entsprechen.

Landwirtschaft

Sie werden in Futtermischungen, Saatgut, Getreide und weiteren landwirtschaftlichen Produkten eingesetzt.

Kunststoff- und Gummiindustrie

Sie helfen, Spritzgießmaschinen, Extruder, Brecher und andere Anlagen vor metallischen Verunreinigungen in Granulat oder Regranulat zu schützen.

Chemische Industrie

Magnetstäbe können in chemischen Pulvern, Flüssigkeiten und Zwischenprodukten eingesetzt werden, sofern die Materialien des Abscheiders mit dem jeweiligen Stoff chemisch kompatibel sind.

Keramik- und Glasindustrie

Die Magnetabscheidung hilft, Metallpartikel aus keramischen Massen, Glasuren und anderen Rohstoffen zu entfernen.

Bauwesen

Magnetstäbe können in feinen rieselfähigen Baustoffmischungen eingesetzt werden, sofern das Material nicht zu abrasiv, klebrig oder grob ist.

Maschinenbau

Sie eignen sich beispielsweise zur Reinigung von Kühlflüssigkeiten, Emulsionen und ausgewählten technischen Ölen.

Magnetische Flussdichte und Abreißkraft

Bei Magnetstäben werden am häufigsten die magnetische Flussdichte in Gauß und die Abreißkraft in Newton angegeben.

Magnetische Flussdichte in Gs

Die magnetische Flussdichte beschreibt die Stärke des Magnetfeldes an einer bestimmten Messstelle. Die höchsten Werte befinden sich normalerweise auf der Staboberfläche im Bereich der Polstücke.

Abreißkraft in N

Die Abreißkraft gibt die Kraft an, die erforderlich ist, um einen definierten Stahlprüfkörper von der magnetischen Oberfläche abzuziehen.

Ist der Gs- oder der N-Wert wichtiger?

Beide Parameter müssen gemeinsam bewertet werden. Eine hohe magnetische Flussdichte hilft dabei, auf kleine Partikel einzuwirken, während die Abreißkraft die Fähigkeit beschreibt, einen definierten Stahlgegenstand auf der Oberfläche festzuhalten.

Die tatsächliche Wirksamkeit wird außerdem beeinflusst durch:

• den Abstand des Partikels zum Stab,
• die Dicke der Edelstahlhülle,
• die Strömungs- oder Rieselfähigkeit des Materials,
• die Materialeigenschaften,
• Größe und Form der Verunreinigung,
• die Schicht bereits aufgefangener Partikel,
• den Abstand zwischen mehreren Magnetstäben.

Welchen Durchmesser und welche Länge sollte ein Magnetstab haben?

Übliche Magnetstäbe werden in verschiedenen Durchmessern und Längen hergestellt. Die Abmessungen müssen zum verfügbaren Platz, zur Durchflussfläche und zur Materialmenge passen.

Stabdurchmesser

Ein größerer Durchmesser kann den Einsatz eines leistungsstärkeren Magnetkerns ermöglichen und eine größere aktive Oberfläche schaffen. Gleichzeitig nimmt der Stab mehr Platz im Materialstrom ein.

Gesamtlänge

Die Gesamtlänge umfasst auch die Endbereiche und das Gewinde. Sie muss daher nicht mit der tatsächlichen Länge der aktiven Magnetfläche übereinstimmen.

Länge der Magnetfläche

Sie bezeichnet den Bereich des Stabs, in dem das aktive Magnetfeld zur Abscheidung zur Verfügung steht. Beim Entwurf eines Gitters muss sichergestellt werden, dass diese Fläche den gewünschten Bereich des Materialstroms abdeckt.

Gewinde

Größe und Länge des Gewindes müssen zum Rahmen oder zur Hilfskonstruktion passen. Das Einschrauben sollte vorsichtig und mit nichtmagnetischen Werkzeugen oder geeigneten Montagehilfen erfolgen.

Wie wählt man einen geeigneten Magnetstab aus?

Magnetkraft

Für gröbere Partikel und den Schutz von Anlagen kann eine geringere Magnetleistung ausreichen. Für feinere ferromagnetische Partikel ist ein stärkerer Stab sowie ein geeignet ausgelegter Kontakt des Materials mit seiner Oberfläche erforderlich.

Materialdurchfluss

Ein zu großer Abstand um den Stab kann dazu führen, dass Partikel außerhalb des wirksamen Magnetfeldes vorbeiströmen. Ein zu kleiner Abstand kann dagegen den Durchfluss einschränken oder Brückenbildung verursachen.

Temperaturbeständigkeit

Gewöhnliche Neodym-Magnetstäbe sind häufig für Temperaturen bis etwa 80 °C ausgelegt. Für höhere Temperaturen müssen eine spezielle Magnetqualität und eine entsprechende konstruktive Ausführung verwendet werden.

Material des Edelstahlrohrs

AISI 304 eignet sich für zahlreiche gewöhnliche und lebensmitteltechnische Anwendungen. Für aggressivere chemische Umgebungen kann AISI 316L oder eine andere spezielle Ausführung erforderlich sein.

Reinigungsmethode

Bei Anwendungen mit häufiger Reinigung kann ein komplettes Magnetgitter mit ausziehbaren Kernen oder einem anderen einfach zu reinigenden System praktischer sein als mehrere einzelne feststehende Magnetstäbe.

Sind Magnetstäbe für abrasive Materialien geeignet?

Die Edelstahlhülle ist aufgrund der gewünschten hohen Magnetleistung häufig sehr dünn. Abrasive Materialien können sie nach und nach abschleifen, ausdünnen oder vollständig durchreiben.

Zu abrasiven Materialien können beispielsweise gehören:

• Sand,
• keramische Massen,
• Glasscherben oder Glasgranulat,
• bestimmte Baustoffmischungen,
• Materialien mit scharfkantigen mineralischen Partikeln,
• Granulate mit Glasanteil.

Ist der Einsatz in abrasivem Material zulässig, muss der Zustand der Edelstahlhülle häufiger kontrolliert werden. Ein beschädigter Stab muss außer Betrieb genommen werden.

Sind Magnetstäbe für klebrige Materialien geeignet?

Klebriges Material kann sich auf der Staboberfläche ablagern, aufgefangene Verunreinigungen überdecken und den Materialfluss einschränken. Zwischen mehreren Stäben kann es außerdem zu Brückenbildung oder Verstopfung kommen.

Für dickflüssige, klebrige oder schlecht rieselfähige Materialien kann ein anderer Abscheidertyp geeigneter sein, beispielsweise ein Durchflussabscheider, Rotationsabscheider oder speziell ausgelegtes Magnetgitter.

Einsatz von Magnetstäben in der Lebensmittelindustrie

Ein Magnetstab kann für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet sein, sofern Material, Oberflächenbearbeitung und Konstruktion der konkreten Anwendung und den entsprechenden Anforderungen entsprechen.

Insbesondere müssen überprüft werden:

• Qualität des Edelstahls,
• Glätte und Zustand der Oberfläche,
• chemische Beständigkeit,
• Möglichkeit einer vollständigen Reinigung,
• Betriebstemperatur,
• Materialdokumentation,
• interne Hygieneanforderungen,
• Montage ohne hygienisch problematische Spalten.

Die Bezeichnung AISI 304 allein garantiert nicht automatisch, dass eine selbst konstruierte Magnetgitteranlage für einen bestimmten Lebensmittelbetrieb geeignet ist.

Wie wird ein Magnetstab richtig installiert?

1. Überprüfen Sie die Eignung des Produkts für das jeweilige Material.
2. Kontrollieren Sie die Abmessungen des Stabs und des Gewindes.
3. Bereiten Sie eine Konstruktion aus nichtmagnetischem Material vor.
4. Entfernen Sie Stahlwerkzeuge und lose Metallteile aus dem Arbeitsbereich.
5. Trennen Sie einzelne Stäbe mit nichtmagnetischen Abstandshaltern.
6. Montieren Sie die Stäbe einzeln nacheinander.
7. Halten Sie den vorgeschriebenen Mindestabstand ein.
8. Kontrollieren Sie, dass die Konstruktion den Materialfluss nicht behindert.
9. Überprüfen Sie vor der Inbetriebnahme die Festigkeit aller Verbindungen.
10. Führen Sie einen Probebetrieb und eine Reinigungskontrolle durch.

Welchen Abstand sollten Stahlkonstruktionen haben?

Ein starker Magnetstab kann umliegende Stahlträger, Tische, Trichter oder Werkzeuge anziehen. Dadurch wird ein Teil des Magnetfeldes über die Konstruktion geschlossen und seine Wirkung in Richtung des zu separierenden Materials reduziert.

Halten Sie daher die vom Hersteller des jeweiligen Produkts vorgeschriebenen Mindestabstände ein.

Wie oft muss ein Magnetstab gereinigt werden?

Ein einheitliches Intervall gibt es nicht. Der Stab muss gereinigt werden, bevor die Schicht des aufgefangenen Metalls die Magnetleistung verringert oder den Materialfluss einschränkt.

Die Reinigungsfrequenz wird beeinflusst durch:

• Menge der metallischen Verunreinigungen,
• Durchfluss und Materialmenge,
• Partikelgröße,
• Anzahl der Stäbe,
• gewünschte Produktreinheit,
• Risiko einer Beschädigung nachfolgender Anlagen.

Kontrollieren Sie den Stab bei der ersten Inbetriebnahme häufiger. Anhand der tatsächlich aufgefangenen Partikelmenge kann anschließend ein regelmäßiges Reinigungsintervall festgelegt werden.

Wie wird ein feststehender Magnetstab gereinigt?

Vor der Reinigung muss der Materialfluss gestoppt werden. Nehmen Sie den Stab oder das gesamte Gitter aus der Anlage und bringen Sie es an einen sicheren Ort.

1. Stoppen Sie die Materialzufuhr.
2. Sichern Sie die Anlage gegen unbeabsichtigtes Einschalten.
3. Nehmen Sie den Stab oder das Gitter vorsichtig heraus.
4. Tragen Sie Arbeitshandschuhe.
5. Schieben Sie größere Partikel auf der Oberfläche in Richtung Stabende.
6. Wischen Sie feine Verunreinigungen mit einem geeigneten nichtmagnetischen Hilfsmittel ab.
7. Geben Sie das aufgefangene Metall in den dafür vorgesehenen Behälter.
8. Waschen oder reinigen Sie den Stab entsprechend dem betrieblichen Verfahren.
9. Kontrollieren Sie den Zustand der Edelstahlhülle.
10. Bringen Sie den Stab wieder in die richtige Arbeitsposition.

Wie wird ein Prüfstab gereinigt?

Bei einem Prüfstab kann der Magnetkern aus dem unteren aktiven Bereich herausgeschoben werden.

1. Ziehen Sie den Stab aus dem geprüften Material.
2. Halten Sie ihn über einen Behälter für metallische Verunreinigungen.
3. Ziehen Sie am Kunststoffgriff.
4. Der Magnetkern wird in den oberen Bereich verschoben.
5. Das Magnetfeld im unteren Bereich wird deutlich schwächer.
6. Die aufgefangenen Partikel fallen ab oder können leicht abgewischt werden.
7. Reinigen Sie den Stab und bringen Sie den Kern wieder in die Arbeitsposition.

Wie kontrolliert man den Zustand eines Magnetstabs?

• Kontrollieren Sie die Oberfläche vor jeder Verwendung.
• Achten Sie auf Kratzer, Dellen und Abriebspuren.
• Kontrollieren Sie Schweißnähte und Endbereiche.
• Überprüfen Sie die Festigkeit des Gewindes.
• Achten Sie auf mögliche Korrosion.
• Messen Sie regelmäßig die magnetische Flussdichte und Abreißkraft.
• Vergleichen Sie Messergebnisse immer mit derselben Methode.
• Nehmen Sie beschädigte Magnetstäbe außer Betrieb.

Warum sollte die Magnetleistung gemessen werden?

Magnete können durch hohe Temperaturen, mechanische Beschädigung oder ein starkes entgegengesetztes Magnetfeld geschwächt werden. Regelmäßige Messungen helfen dabei, den Zustand des Abscheiders zu dokumentieren und mögliche Veränderungen festzustellen.

Sicherheit beim Arbeiten mit Magnetstäben

Empfohlene Magnetstäbe und Prüfstäbe

Die ausgewählten Produkte umfassen einen langen Separationsstab für eine größere Arbeitsfläche, einen kompakten Stab für kleinere Konstruktionen und einen handgeführten Prüfstab mit einfacher Freigabe der aufgefangenen Verunreinigungen.

Häufig gestellte Fragen zu Magnetstäben

Zusammenfassung

Magnetstäbe fangen ferromagnetische Verunreinigungen aus trockenen, rieselfähigen und ausgewählten flüssigen Materialien auf. Sie können einzeln eingesetzt oder zu einem Magnetgitter aus mehreren Stäben zusammengesetzt werden.

Ein klassischer Magnetstab besitzt einen festen, nicht herausnehmbaren Magnetkern. Ein Prüfstab verfügt über einen verschiebbaren Kern, wodurch sich aufgefangene Verunreinigungen leichter entfernen lassen.

Achten Sie bei der Auswahl auf magnetische Flussdichte, Abreißkraft, Durchmesser, Länge der Magnetfläche, Temperaturbeständigkeit, Material der Hülle und die Betriebseigenschaften des zu separierenden Materials.

Magnetstäbe sind nicht automatisch für alle abrasiven, klebrigen, sauren oder groben Materialien geeignet. Die konkrete Anwendung muss anhand der Produktanleitung beurteilt und bei anspruchsvolleren Anwendungen mit dem Hersteller abgestimmt werden.