Genaue Analysen sind für die Metallindustrie von entscheidender Bedeutung und können erhebliche Kosten für die Unternehmen verursachen. Die Analyse von Stickstoff in niedrigen Gehalten ist besonders wichtig, aber auch sehr schwierig. Bisher waren Betriebe darauf angewiesen, in ein teures High-End Funkenspektrometer (OES) oder in ein Infrarot-Verbrennungs-Analysegerät zu investieren. Dies war natürlich mit hohen Anschaffungs- und Betriebskosten verbunden.
Die genaue Messung eines Elements bei niedrigen Nachweisgrenzen erfordert eine hohe analytische Leistungsfähigkeit, die in der Vergangenheit nur mit hochpreisigen OES-Analysegeräten möglich war. Die genaue Kenntnis des Stickstoffgehalts ist jedoch unerlässlich, um Sicherheit und Qualität in der Guss- und Stahlproduktion zu gewährleisten.
Gießereien können nicht auf die Bestimmung von Stickstoff während des Gießprozesses verzichten, auch wenn die Anschaffung der entsprechenden Analysegeräte mit hohen Kosten verbunden ist.
Für die Produktqualität, das Verhalten und die Sicherheit des Metalls sind der Stickstoffgehalt und auch andere enthaltene Elemente in Eisen und Stahl entscheidend. Ob als Legierungselement in Duplex- und Edelstählen oder beim Nitrieren: zu viel Stickstoff, insbesondere in niedrig legierten Stählen, Stahl- und Eisenguss, kann zu gefährlichen Ungenauigkeiten bei den mechanischen Eigenschaften sowie zu Gasdefekten und Rissen auf Oberflächen führen.
Wichtiger Bestandteil der Prozesskontrolle in Gießereien und Stahlwerken ist es daher, den Stickstoffgehalt niedrig zu halten; d.h. die Analyse muss auch bei niedrigen Nachweisgrenzen schnelle und genaue Ergebnisse ermöglichen. Für den Stickstoffgehalt im Eisenguss liegt der kritische Analysebereich zwischen 40 und 140 ppm. Bis zu 100 ppm Stickstoff erhöhen die Festigkeit des Materials. Die effektive Kontrolle von Gasdefekten mit optischer Emissionsspektrometrie liegt zwischen 100 und 140 ppm.
Ein Unternehmen, das beispielsweise Schweißbolzen herstellt, muss den Stickstoffgehalt genauestens kontrollieren. Da die Endprodukte zum Schweißen verwendet werden, kann ein Überschuss an Stickstoff zu einer gefährlichen Porosität führen. Das Unternehmen muss möglicherweise den Stickstoffgehalt unter 120 ppm halten, um sichere Produkte zu liefern.
Die Prüfung innerhalb solcher Nachweisgrenzen machte bisher Investitionen in hochpreisige OES-Analysegeräte oder in ein teures Infrarot-Verbrennungs-Analysegerät erforderlich. In der Regel waren damit auch hohe Betriebs- und Wartungskosten verbunden. Allerdings schienen diese Kosten für Betriebe unvermeidlich, da die Stickstoffanalyse ein unverzichtbarer Teil der Prozesskontrolle ist.
Hitachi High-Tech hat den FM EXPERT entwickelt, um das Problem der Stickstoffanalyse in der Metallproduktion effektiv zu lösen. Es ist das erste kostengünstige OES-Analysegerät, das Stickstoffanalysen bei niedrigen Nachweisgrenzen ermöglicht. Mit einer Nachweisgrenze von bis zu 30 ppm bietet es das beste Preis-Leistungs-Verhältnis auf dem Markt.
Vor allem für Gießereien, die ihre Prozesse kosteneffizient halten müssen, ist der FM EXPERT das ideale Instrument, um für die wichtigsten Herausforderungen der OES-Stickstoffbestimmung gut ausgerüstet zu sein:
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Fallstudie: Werkstoffanalyse von Wälzlagerprodukten mit dem X-MET8000 RFA Handgerät bei Kugellager-Express
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