In Raffinerien, petrochemischen Betrieben, Kraftwerken und ähnlichen Anlagen gelten sehr strenge Auflagen hinsichtlich der Zusammensetzung der verwendeten Bauteile aus Metall. Der Grund hierfür ist naheliegend, denn fehlerhafte oder nicht aufeinander abgestimmte Komponenten können verheerende Industrieunfälle, das Abschalten von Anlagen oder massive betriebliche Störungen zur Folge haben.
Wird eine 100%ige positive Materialidentifikation (PMI) zur Auflage gemacht, muss das für den Betreiber nicht zwangsläufig mit hohen Kosten und zahllosen unnötige Anlagenstillständen verbunden sein.
Die meisten Unternehmen setzen hierbei auf bewährte Technik wie Handanalysegeräte auf Röntgenfluoreszenzbasis (RFA) oder tragbare OES-Geräte (optische Emissionsspektrometer). OES-Analysegeräte wie der PMI-Master Smart von Hitachi High-Tech bieten ein Höchstmaß an Genauigkeit bei niedrigen Nachweisgrenzen für alle wichtigen Elemente. Wünschen Sie sich eine verlässliche Identifizierung der wesentlichen Elemente in Stahlwerkstoffen, dann sollten Sie nicht auf die Vorteile eines OES-Analysegerätes verzichten:
Eine fehlerhafte Analyse der teilweise sehr niedrigen Kohlenstoffgehalte in Edelstählen kann zahlreiche Probleme nach sich ziehen. Der Kohlenstoffgehalt bestimmt nicht nur die Festigkeit und Sprödigkeit in der Werkstoffanwendung, sondern auch seine Verarbeitbarkeit (wie etwa die Schweißeignung).
Aus diesem Grund ist es so wichtig, den Kohlenstoffgehalt von Bauteilen schnell und genau bestimmen zu können. In Großanlagen sind Angriffe durch Wasserstoff in Hochtemperaturumgebungen und beschleunigte Korrosion durch fließende Medien besonders gefürchtete Phänomene.
Das tragbare OES-Analysegerät PMI-MASTER Smart ist die ideale PMI-Lösung für schnelle, zuverlässige und genaue Kohlenstoffmessungen. Ausgestattet mit einer UV-Touch-Sonde, einer Mehrfach-CCD-Optik und der Fähigkeit, Daten direkt im Feldeinsatz anzuzeigen und zu speichern, kann mit diesem Gerät jede Art von metallischen Objekten, von riesigen Druckbehältern über Rohre und Konstruktionselemente bis hin zu Draht von nur einem Millimeter Durchmesser, geprüft werden. Selbst bei niedrigsten Kohlenstoffgehalten stehen die Ergebnisse in weniger als zwölf Sekunden zur Verfügung – bis zu einer Nachweisgrenze von 30 ppm.
Die OES-Technik ist aktuell die einzige PMI-Technik, die für die Messung von Stickstoff außerhalb von Laboren geeignet ist. Stickstoff ist wie Nickel ein Austenitbildner, der Metallteilen eine hohe Festigkeit verleihen kann. Seine Bedeutung nimmt stetig zu, vor allem bei den Duplex-Stählen. Mit Stickstoff hergestellte Duplex-Stähle werden verstärkt nachgefragt, nicht nur aus Kostengründen, sondern auch wegen ihrer herausragenden Eigenschaften. Aus diesem Grund wird die Fähigkeit, Stickstoff schnell und genau nachzuweisen, zu einer sicherheitskritischen Voraussetzung. Wenn sich beim Schweißen ein hoher Stickstoffverlust, und damit einhergehend eine entsprechend hohe Ferritbildung einstellt, kann das zu eine deutlichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit führen.
Duplex-Stähle werden an Stellen eingesetzt, die zentrale Bedeutung für die Betriebssicherheit haben. Daher müssen die Anlagenbetreiber in der Lage sein, ihre Qualität zu garantieren.
Bor wird vielfach als Legierungsmittel in Werkstoffen für die Kernkraftindustrie verwendet, da es eine hohe Neutronenabsorptionsfähigkeit besitzt. Es wird zum Beispiel bestimmten, für den Einsatz in der Nuklearindustrie hergestellten, Edelstahlsorten zugesetzt. Auch verbessert es die Schneidfähigkeit von Hochgeschwindigkeitssägeblättern. Der PMI-MASTER Smart kann Borgehalte bis zu einer Nachweisgrenze von 5 ppm messen, außerdem Phosphor, Schwefel und Zinn in niedriglegierten und Edelstählen. Unmittelbar nach der Messung identifiziert das Analysegerät die Metallsorte vollautomatisch und gibt eine Warnung an den Bediener aus, sobald ein Grenzwert außerhalb der Toleranz liegt.
Die OES-Technik hilft Betreibern von petrochemischen Anlagen, von Kernkraftwerken und anderen Stromerzeugungsanlagen sicherzustellen, dass ihre Anlagen langlebig sind und den Belastungen der intensiven Nutzung standhalten. Das Zusammenschweißen von Metallteilen mit nicht verträglichen chemischen Eigenschaften ist eine der Hauptursachen für die Korrosion oder das Versagen von Schweißverbindungen. Sie birgt ein hohes Risiko für die Mitarbeiter und den zukünftigen Betrieb der Anlagen. Dieses Problem ist nicht zu unterschätzen. In den USA wurden 2016 geschätzt 589 Mrd. US-Dollar für Maßnahmen im Zusammenhang mit Korrosionsproblemen ausgegeben. Durch den Einsatz von OES-Technik können die Betreiber auf schnellem Weg problematische Schweißverbindungen identifizieren. Dies erspart der gesamten Industrie hohe Kosten und hilft Leben zu retten.
Korrosion ist allerdings nur ein Aspekt der Anlagensicherheit. Da OES-Analysegeräte bei hoher Messgenauigkeit die größte Bandbreite von Elementen abdecken, können Anlagenbetreiber diese Technik sehr effizient für ihre Prüfaufgaben einsetzen. Der tragbare PMI-MASTER Smart von Hitachi High-Tech lässt sich bequem zu jedem Einsatzort tragen. Da die Ergebnisse sehr schnell zur Verfügung stehen, kann der Anlagenbetreiber ohne unnötige Störungen im Betriebsablauf ein Maximum an Sicherheit garantieren.
Der PMI-MASTER Smart wird im vorkalibrierten Zustand und mit integrierter GRADE-Database, der größten auf dem Markt erhältlichen Metalldatenbank, ausgeliefert. Mit dieser Datenbank können Sorten schnell und einfach identifiziert werden, denn sie enthält mehr als zwölf Millionen Einträge für über 340.000 Werkstoffe aus 69 Ländern. Noch vor wenigen Jahren mussten Datenbanken dieser Art manuell aktualisiert werden. Dies war ein aufwändiger Vorgang, der sich bei der GRADE-Database auf wenige Klicks reduziert hat.
Seit mehr als 45 Jahren liefern wir innovative Analysetechnik an die Industrie. Dies hat Hitachi High-Tech zu einem zuverlässigen und vertrauensvollen Partner bei allen Fragen rund um die betriebliche Sicherheit gemacht.
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Fallstudie: Werkstoffanalyse von Wälzlagerprodukten mit dem X-MET8000 RFA Handgerät bei Kugellager-Express
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