Stahlanwendungen

Durch galvanisches Verzinken oder Feuerverzinken wird Stahl beständig gegen Korrosion. Damit die Zinkoberfläche ihre Funktion erfüllt, müssen Schichtdicke und mechanische Eigenschaften geprüft werden. Fischer bietet verlässliche Analysegeräte für Rostschutz-Beschichtungen. Darüber hinaus finden Sie hier Geräte zur Werkstoffprüfung von Edelstahl, zum Beispiel für die Messung des Ferritgehalts.

Messtechnik für verzinkten Stahl und Edelstahl

Application Notes

Feuerverzinkung als Korrosionsschutz

Zum Schutz vor Witterungseinflüssen benötigen freiliegende Stahlteile eine Korrosionsschutz-Beschichtung, so z. B. die Feuerverzinkung. 2014 ist hierfür die Richtlinie zur CE-Kennzeichnung von Stahlprodukten und deren Korrosionsschutz in Kraft getreten. Die Produkthaftung wird damit deutlich verschärft und es wird dem Beschichter auferlegt, die Dicke der Feuerverzinkung nachzuweisen.

Seit 2014 sind Beschichter verpflichtet, auf Stahlprodukten die Dicke der Korrosionsschutzschicht zu messen und dies nachzuweisen. Somit liegt mit der CE-Kennzeichnung die Produkthaftung beim Beschichter. Für viele Anwender im Bereich Korrosionsschutz kommt dabei nur einfach zu bedienende und kostengünstige Messtechnik in Frage.

Abb. 1: kompakte Taschengeräte der MP0/MP0R-Familie

Genau diese Wünsche und Anforderungen erfüllt die MP0/MP0R-Produktfamilie von Fischer. Durch die kompakte Bauform und einfache Bedienung mittels 4 Tasten sind diese Geräte flexibel vor Ort einsatzbar und erfordern keine aufwendigen Anwenderschulungen. Durch die zwei Displays lässt sich das Gerät in unterschiedlichsten Einsatzpositionen gut ablesen. Der Nutzer wird durch optische und akustische Signale über die Messwertaufnahme informiert.

Eine Besonderheit stellen dabei die Sondenpole aus Hartmetall dar, welche eine deutlich verlängerte Lebensdauer auf diesen rauen Oberflächen bieten. Zudem können bei allen Geräten mit USB-Schnittstelle die Messwerte auf den PC übertragen und mittels der komfortablen Software FISCHER DataCenter ausgewertet, protokolliert und archiviert werden.

Auch für steigende Anforderungen – z. B. die Messung der Feuerverzinkung unter einer Farbschicht – stehen Lösungen zur Verfügung. Die Sonde FDX13H zusammen mit den Geräten der FMP-Familie wurde von Fischer speziell für die Bestimmung von Zink- und Farbschichten entwickelt, die sogenannte Duplex-Messung. In einem Messvorgang werden dabei beide Schichten vermessen und die Messwerte separat angezeigt. Hierbei ist es Fischer gelungen, einen messtechnisch sehr komplizierten Vorgang – die Verknüpfung zweier verschiedener physikalischer Messprinzipien – auf einfachste Art für den Anwender abzubilden.

Für die Bestimmung der geforderten Schichtdicke von Feuerverzinkungen stehen mit den hochpräzisen Messgeräten von Fischer optimale Lösungen zur Verfügung, seien es die kompakten und kostengünstige MP0/MP0R-Geräte oder die leistungsfähigen FMP-Geräte mit wechselbaren Sonden. Bei weiteren Fragen berät Sie Ihr lokaler Fischer-Ansprechpartner.

Messung des Ferritgehalts in (Duplex-)Stählen und Schweißnähten

Chemie-, Energie-, petrochemische und verfahrenstechnische Anlagen sind oft Hitze, aggressiven Medien und hohem Druck ausgesetzt. Diese Umstände erfordern besonders korrosions- und säurebeständige Stähle, die mechanisch auch noch bei hohen Temperaturen beanspruchbar sind. Von besonderer Bedeutung bei den eingesetzten austenitischen Stählen ist der Ferritgehalt, welcher beim Schweißprozess in den Schweißnähten entsteht und die Materialeigenschaften stark beeinflusst. Nur ein optimaler Ferritanteil kann einen bestmöglichen Korrosionsschutz gewährleisten. Dazu existieren in einigen Branchen Normen, Vorschriften oder Richtlinien.

Abb. 1: Messen des Ferritgehaltes an Schweissnähten mit dem
FERITSCOPE® FMP30 und der angeschlossenen Sonde FGAB1.3-Fe

Beim Schweißen der Verbindungen von Kesseln und Rohrleitungen entstehen unter dem Temperatureinfluss Modifikationen des Kristallgitters, welche zur Ferritbildung führen. Ein Mangel an Ferrit im Schweißnahtbereich führt zu einer Verringerung der Festigkeit, ein zu hoher Ferritgehalt reduziert die Zähigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit.

Besonders bei Schweißvorgängen an Duplex-Stählen kann es leicht passieren, dass – entweder durch ungeeignete Schweißzusatzstoffe oder durch falsche Wärmezu- bzw. -abfuhr – der Ferritgehalt im Schweißbereich ungünstige Werte annimmt. Hier ermöglicht nur eine Messung vor Ort die Sicherheit, ob die Bearbeitung den optimalen Ferritgehalt nicht ungünstig zu Lasten der mechanischen oder korrosionsbeständigen Eigenschaften verändert hat.

Für diese Anforderungen hat Fischer das mobile Handgerät FERITSCOPE® FMP30 entwickelt, welches den Ferritgehalt nach dem magnetinduktiven Verfahren misst und entweder als Prozentsatz oder als Ferrit-Nummer WRC-FN (Welding Research Council Ferrite Numbers) anzeigt. Das FERITSCOPE® FMP30 kann mit Sonden in spezifischen Bauformen als Axial-, Winkel- oder Innenlochsonde ausgestattet werden.

Abb. 2: Höchster Korrosionsschutz ist gefordert z. B. bei Rohren oder Kesseln in der chemischen und petrochemischen Industrie.

Das FERITSCOPE® FMP30 von Fischer ermöglicht die zuverlässige und präzise Bestimmung des Ferritgehaltes in % oder als Ferrit-Nummer nach WRC. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihren lokalen Fischer-Partner.

Bestimmung des α-Martensit-Gehalts in Stahltanks für die Lagerung von flüssigem Wasserstoff

Neue Technologien für effiziente und umweltfreundliche Energieversorgungssysteme gewinnen immer mehr an Bedeutung. Ein Bespiel dafür ist die Wasserstofftechnologie, die sowohl als Speichermedium als auch als Treibstoff ein großes Potenzial bietet. Allerdings stellt die Lagerung des Wasserstoffs eine besondere Herausforderung dar, denn diese erfolgt zum Teil in tiefkalter, flüssiger Form in speziellen Stahltanks. Dabei sind sicherheitstechni­sche Aspekte zu beachten, denn im Fall des Versa­gens von Bauteilen besteht die Gefahr des unkontrollierten Entweichens von Wasserstoff und der Bil­dung zündfähiger Gemische (z. B. mit Sauerstoff). Deshalb ist die Materialprüfung äußerst wichtig.

Als Grundmaterial für die Herstellung von Wasserstoff-Tanks dient meist austenitischer Stahl. Das kubisch flächenzentrierte Gefüge von austenitischen Stählen befindet sich jedoch in metastabilem Zustand. Schon beim Herstellungsprozess der Tanks durch Kaltverformung kann es zu Transformationen in das martensitische, tetragonal raumzentrierte Gefüge kommen.

Auch das Unterschreiten der MS-Temperatur (martensite start) ist kritisch. Bei langsamer Abkühlung wandelt sich Austenit in eine Mischung aus Ferrit und Zementit um. Kühlt man Auste­nit jedoch sehr schnell ab ("Abschrecken" des Stahls, um diesen zu härten), so kann sich kein Ferrit bzw. Ze­mentit bilden, da es gar nicht erst zu einer entsprechen­den Diffusion des Kohlenstoffs kommt. Als Folge dieser diffusionslosen Transformation bildet sich ebenfalls Martensit.

Ein zu hoher Anteil Martensit ist bei der Nutzung als Wasserstoff-Tank allerdings nicht erwünscht, denn an den Martensit-Korngrenzen kann sich Wasserstoff einlagern, was zum Bruch des Materials führen kann (Versprödung oder Kälterissbildung). Deshalb ist die Überwachung des Martensit-Anteils durch genaue Messungen erforderlich.

Ein einfaches Verfahren dazu beruht auf dem magnet-induktiven Messprinzip. Das ursprünglich für die Bestimmung des Ferrit-Gehaltes von Stahl entwickelte FERITSCOPE® FMP30 von Fischer wurde weiterentwickelt und erlaubt nun auch die Bestimmung des α-Martensit-Gehalts. Den Wechsel in den Martensit-Messmodus kann der Anwender durch wenige Klicks in der Software selbständig vornehmen.

Abb. 1: FERITSCOPE FMP30 mit Sonde FGAB1.3-Fe für die Messung von Martensit

Die Berechnung des Martensit-Gehaltes basiert dabei auf dem von Talonen et al. ermittelten Zusammenhang zwischen Ferrit- und Martensitgehalt (Comparison of different methods for measuring strain induced α-Martensite content in austenitic steels, Materials Science and Technology, Dec 2004).

Um die Risiken eines Materialbruchs durch einen zu hohen Martensit-Anteil erkennen und so Folgeschäden vermeiden zu können, kann der α-Martensit-Gehalt in Wasserstoff-Tanks mit dem FERITSCOPE® FMP30 auf einfache, kostengünstige und schnelle Art und Weise bestimmt werden. Ihr Ansprechpartner von Fischer steht Ihnen gerne für weitere Informationen zur Verfügung.

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