Przemysł aluminiowy - czyste aluminium oraz stopy

Aluminium - wymagania analityczne

Przemysł aluminiowy obsługuje kilka krytycznych sektorów, w tym dystrybucję i przesył energii elektrycznej, motoryzację, lotnictwo i kosmonautykę, obronność oraz sektor opakowań i / lub puszek dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego. Aluminium znajduje zastosowanie w najszerszej gamie branż, z których każda stawia surowe wymagania co do jakości dostarczanych materiałów. Dlatego zarówno dla kupujących, jak i sprzedających posiadanie odpowiedniego sprzętu ma kluczowe znaczenie. Spektrometry służą do analizy materiałów przychodzących, wytopów, stopów przejściowych, gotowych produktów, a także złomu - ponieważ aluminium jest najczęściej odzyskiwanym metalem na świecie!

Dwa kluczowe wymagania w testowaniu aluminium obejmują:

  • Analizę pierwiastkową metali / stopu pod kątem składu
  • Badanie stopionego metalu pod kątem zawartości wodoru (w celu zminimalizowania jego ilości, a tym samym wyeliminowania porowatości

Analiza pierwiastkowa aluminium

W tym przypadku kluczowe staje się dokładne zrozumienie zastosowania oraz tego, w jaki sposób skład pierwiastkowy wpłynie na właściwości metalu. Oto kilka przykładów:

  • Tłoki lub cylindry hamulcowe zwykle wymagają dużej odporności na zużycie. Dlatego istotny jest równy, mały rozmiar ziaren pierwotnej fazy krzemu w celu uzyskania jednorodnych właściwości stopu. Można to osiągnąć przez dodanie niewielkich ilości fosforu. Dlatego dla takich zastosowaniach spektrometr musi być w stanie analizować fosfor!
  • Stopy aluminiowo-magnezowe są kruche w temperaturach pracy na gorąco, jeśli zostaną zanieczyszczone nawet bardzo małymi ilościami sodu. Zaleca się, aby ilość sodu w takich stopach utrzymywać na poziomie 1 ppm! Dlatego też takie zastosowania wymagałyby od spektrometru analizy sodu w bardzo niskich stężeniach.

Podstawową funkcją spektrometru jest precyzyjny pomiar składu pierwiastkowego stopu aluminium i wyrażenie go w procentach wagowych. W ciągu 8-20 sekund (w zależności od modelu) spektrometr zapewnia niezwykle dokładne, precyzyjne i bardzo szczegółowe wyniki obejmujące ponad 35 pierwiastków w aluminium, w tym sód, lit i fosfor. Ma to nieocenioną wartość dla użytkownika, który dzięki temu jest w stanie ocenić tok przyszłego postępowania. Kupując surowiec może ustalić / oszacować cenę. Te same wyniki zostaną następnie wykorzystane do obliczenia wsadu stopu. Podczas analiz przeprowadzanych w trakcie procesu, wyniki te będą stanowić wskazania dla huty, czy stop można odlewać, czy też potrzebne są zmiany składu stopionego surowca. Oczywiście, wyniki te są następnie brane pod uwagę podczas końcowej kontroli jakości, stanowiąc dowód na to, że produkt może pozytywnie przejść ten etap kontroli.

Analiza stopów aluminium

Producenci stopów nie koncentrują się na ogólnej czystości aluminium, ale na zapewnieniu, że spełnione zostaną wszystkie wymagania dla pierwiastków stopowych i że ilość wszystkich pierwiastków śladowych zostanie utrzymana poniżej określonego poziomu „maksymalnego”, który jest zwykle mniej rygorystyczny niż w przypadku czystego aluminium / aluminium niskostopowego. Nie zmniejsza to jednak w żaden sposób wpływu, jaki spektrometr wywiera na producentów stopów. W rzeczywistości, przy prawidłowym stosowaniu, spektrometr przedstawia nieocenioną wartość również dla producentów stopów.

Pierwiastki kluczowe dla każdego stopu, takie jak krzem, magnez, tytan, miedź itp., mają określony zakres docelowy. Aby produkt był akceptowalny, skład pierwiastkowy musi mieścić się w tym zakresie. Dlatego firma ma wybór, czy pracować dokładnie w tych granicach czy budować pewne bufory bezpieczeństwa. Pomysł buforów bezpieczeństwa jest atrakcyjny, ale ma swoją cenę! Utrzymywanie poziomu przekraczającego minimum w przypadku drogich pierwiastków stopowych, takich jak Ni (nikiel), Cu (miedź), Ti (tytan) itp. oznaczałoby znacznie wyższe koszty surowców! Żaden z tych wyższych kosztów nie spowoduje jednak lepszej realizacji przychodów.

W związku z tym najlepszą praktyką w zakresie optymalizacji zysków jest zbliżenie się do określonego poziomu minimalnego - zapewnienie marginesu bezpieczeństwa, ale także maksymalne zminimalizowanie kosztów materiałów. Wymaga to znajomości rzeczywistej koncentracji tych pierwiastków w stopie przed odlewaniem! W tym momencie wkracza spektrometr. Kontrole procesu nie zapewniają pełnej kontroli - prowadzi to do tego, że użytkownicy zachowują duży margines błędu. Jednak spektrometr pozwala rozwiązać ten problem. Za pomocą form do pobierania próbek możliwe jest pobranie próbki ze stopu i zbadanie jej w ciągu kilku sekund, co zapewnia bardzo dokładną analizę, gdy metal jest nadal w stanie stopionym.

Jeśli wyniki analizy wykażą, że stopiony materiał ma prawidłowy skład, można go odlewać. Jeśli tak nie jest, można szybko dokonać korekcji bez przechodzenia przez proces odrzucenia gotowego odlewu i ponownego topienia. Ta zdolność do proaktywnych zmian jest możliwa tylko wtedy, gdy w laboratorium znajduje się spektrometr o wymaganej jakości. Im wyższa rozdzielczość spektrometru laboratoryjnego, tym lepsza jest zdolność przyrządu do wspomagania pracy bliżej marginesów, niezależnie od występujących limitów i zakresów.

Podczas, gdy spektrometr umożliwia firmie pracę bliżej granic zakresu, cel musi być utrzymywany w odchyleniu standardowym (SD) spektrometru - które jest określone przez precyzję, jaką zapewnia spektrometr na tym konkretnym poziomie stężenia dla danego pierwiastka. Zatem logicznym następstwem jest to, że aby zmaksymalizować oszczędności, spektrometr powinien być nie tylko bardzo dokładny (odzwierciedlać prawidłowe stężenie), ale powinien również oferować ultra-wysoką precyzję!

W konsekwencji, chociaż model na poziomie podstawowym lub niższym może być odpowiedni dla producentów niewielkiej liczby gatunków stopów, to jednak jeśli zakres gatunków jest szerszy, zalecany jest model o wyższej rozdzielczości.

Spektrometry firmy Metal Power dla przemysłu aluminiowego

Dzięki najszerszej na świecie gamie spektrometrów laboratoryjnych i mobilnych - pod względem zastosowań i rozwiązań budżetowych, Metal Power oferuje rozwiązania dla klientów o różnych potrzebach i wymaganiach.

Modele z najwyższej półki:

Metavision-10008X i Metavision-1008i3 oferują rozwiązania dla producentów aluminium, poszukujących wysokiej rozdzielczości, niskich limitów detekcji i zaawansowanych funkcji. Rzeczywiście, Metavision-10008X posiada praktycznie każdą wymaganą funkcję, a jednocześnie umożliwia analizę - dosłownie - każdego pierwiastka z układu okresowego - wszystko w ciągu zaledwie 10 sekund! Metavision-10008X i Metavision-1008i3 analizują również  ultra cienkie druty, ultra cienkie folie oraz stopy przejściowe. To sprawia, że modele te są idealne dla producentów wysokiej klasy produktów aluminiowych.

Modele robocze - idealne dla firm zajmujących się odlewaniem

Dla firm, które nie działają na najwyższych poziomach czystości i dlatego nie wymagają najniższych granic wykrywalności lub najnowocześniejszych funkcji, analizy stopów przejściowych itp. , Metal Power ma dwa najlepiej sprzedający się model - Metavision-1008i, który spełnia wszystkie analityczne potrzeby producentów stopów, oferując jednocześnie dużą oszczędność wraz z wyjątkową dokładnością, precyzją i stabilnością.

Ekonomiczne rozwiązania dla początkujących

MOSS - podstawowy spektrometr Metal Power oferuje idealne rozwiązanie dla szerokiego zakresu zastosowań w zakresie aluminium. Dla wszelkiego rodzaju firm zajmujących się odlewnictwem, tłoczeniem itp. MOSS stanowi naprawdę rozwiązanie warte najwyższej uwagi. Jako najbardziej kompaktowy i ekonomiczny spektrometr na świecie, MOSS nadal oferuje możliwości analityczne w zakresie 21 pierwiastków w aluminium, w tym wszystkich krytycznych! Jest również w pełni skalowalny (również na miejscu u klienta)!

Rozwiązania mobilne - testowanie na kołach

Producenci aluminium, firmy zajmujące się recyklingiem i handlarze złomem również mają duże zapotrzebowanie na mobilne rozwiązania pomiarowe; spektrometry są potrzebne do różnorodnych zadań, takich jak:

  • Pozytywna identyfikacja materiału(PMI)
  • Sortowanie (zwykle potrzebne na dużych placach)
  • Analiza dużych części, z których nie można pobrać próbek do testów laboratoryjnych
  • Analiza materiałów przy bramach wjazdowych

Metavision-108M i Metavision-1008M3 oferują idealne rozwiązania dla takich potrzeb i są dostępne z różnymi sondami - łukowymi, iskrowymi, UV oraz różnymi opcjami kombinacji sond.

Unikalne rozwiązania w spektrometrach Metal Power dla przemysłu aluminiowego. 

Firma Metal Power opracowała naprawdę wyjątkowe i przełomowe rozwiązania, o kluczowych dla przemysłu aluminiowego właściwościach, aby nadać jeszcze większą wartość swoim spektrometrom:

Analiza cienkich drutów

Nasze opatentowane rozwiązanie pozwala na analizę (w pełni ilościową) cienkich drutów o średnicy zaledwie 0,1 mm! To rozwiązanie jest szczególnie istotne dla podmiotów z sektora przesyłu energii elektrycznej.

Analiza folii

W przypadku folii oferujemy analizę folii o grubości do 20 mikronów (0,02 mm); opatentowane rozwiązanie, które oferuje fenomenalną wartość dodaną - szczególnie w zastosowaniach obejmujących materiały opakowaniowe.

Analiza stopów przejściowych

Odlewnie aluminium używają stopów odlewniczych o wyjątkowo wysokiej zawartości pierwiastków stopowych. Ponieważ standardowe spektrometry nie są kalibrowane do tak wysokich poziomów, większość użytkowników nie analizuje ich i polega na certyfikatach dostawcy oraz próbach „zarządzania” stopionym materiałem. Podobnie producenci stopów przejściowych również mają trudności z faktyczną kontrolą wytopu, ponieważ nie mogą optymalnie ocenić poziomów pierwiastków. Metal Power opracowało rozwiązania i oferuje spersonalizowane programy, które umożliwiają klientom szybką i dokładną analizę nawet dla stopów przejściowych. Doświadczenia klientów pokazują, że takie analizy mogą zaoszczędzić pieniądze i czas, a jednocześnie pomagają w ilościowych ocenach jakości dostawców i rzeczywistych cen stopów przejściowych

Pomiar wodoru w stopionym Al

Pomiar wodoru w aluminium ma coraz większe znaczenie - a dla firm obsługujących w szczególności sektor motoryzacyjny, lotniczy, wojskowy czy kosmiczny, jest to nie tylko „przydatny gadżet”, ale prawdziwe „must have”. Jeśli chodzi o odlewy, różnica między odlewem wykonanym z dobrze odgazowanego aluminium, a odlewem bez odgazowania, jest znaczna. Podczas gdy większość odlewni i dużych zakładów odlewniczych ma na miejscu systemy wdrażania procesów odgazowywania, główną lukę dla większości stanowi właśnie pomiar stężenia wodoru w stopie.

Dlatego wiele firm polega na instrumentach wykorzystujących metodę pęcherzykową - ponieważ są one tanie i „łatwe w użyciu”. Jednak mają one poważne wady:

  • Niepewność wyniku, ponieważ instrumenty te opierają się na działaniach ręcznych.
  • Brak identyfikowalności, ponieważ przyrządy te nie posiadają certyfikowanej kalibracji.
  • Brak możliwości zapisu i śledzenia wyników

H-Scan firmy Metal Power rozwiązuje wszystkie te problemy, oferując nawet więcej! H-Scan pobiera jako dane wejściowe próbkę stopionego wodoru i w ciągu 3 minut dostarcza użytkownikowi odczyt zawartości wodoru w stopie. Ten odczyt - czy to w ppm, czy w cm3/100g, pozwala użytkownikom ocenić, czy i o ile potrzebne jest większe odgazowanie lub czy stop można odlewać bez ryzyka wysokiej porowatości. Pozwala to na dokonanie regulacji, jeśli jest to wymagane w samym stopie, przed odlewaniem! H-Scan oferuje niezawodne i zautomatyzowane połączenie czterech kluczowych zalet dla użytkowników, niedostępnych w żadnym innym przyrządzie, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla każdej odlewni dbającej o jakość:

Dokładność - z automatyzacją

H-Scan zapewnia dokładność pomiaru w granicach 5% metody subfuzji próżniowej. Ponadto, w przeciwieństwie do tanich systemów pęcherzykowych, H-Scan jest w pełni zautomatyzowany. Zapewnia to brak błędów wynikających z działań manualnych, a dane są przechowywane w formie elektronicznej

Identyfikowalność - bez złożoności

H-Scan jest w pełni identyfikowalny i może być bezproblemowo testowany i kalibrowany na miejscu przy minimalnych kosztach. Przyrząd jest dostarczany z certyfikowanymi, skalibrowanymi pipetami, których można używać do prostego i szybkiego sprawdzania dokładności, a także do korygowania kalibracji w razie potrzeby przez samych użytkowników.

Szybkość - z niezawodnością

Dzięki czasowi analizy wynoszącemu zaledwie 3 minuty H-Scan zapewnia użytkownikowi niezawodne wyniki w odpowiednim czasie, umożliwiającym wprowadzenie zmian w stopionym materiale.

Opłacalność

H-Scan praktycznie nie wymaga materiałów eksploatacyjnych. Nie są w nim wykorzystywane drogie sondy, a jedynym materiałem eksploatacyjnym jest cienki drut ze stali nierdzewnej. Uwzględniając koszty energii, olej do pompy próżniowej itp., przyrząd zapewnia koszt analizy poniżej 40 zł!