
Ihre aktuelle Auswahl: {status}
Auswahl ändern:
Ferryt to jedna z odmian strukturalnych żelaza (tzw. odmiana kubiczna przestrzennie centrowana – α-Fe), która występuje w określonych gatunkach stali, zwłaszcza w stalach nierdzewnych typu duplex oraz austenityczno-ferrytycznych. Ferryt ma właściwości magnetyczne, a dodatkowo cechuje się wysoką odpornością na korozję i dużą wytrzymałością mechaniczną. Właściwości całej stali zależą w dużej mierze od proporcji między ferrytem a austenitem. Odpowiednia ilość ferrytu może np. poprawić odporność na korozję naprężeniową oraz ułatwić proces spawania.
Dokładny pomiar zawartości ferrytu ma kluczowe znaczenie, ponieważ:
Konsekwencje braku pomiaru: Jeśli pomiar nie zostanie przeprowadzony, istnieje ryzyko, że stal nie będzie miała wymaganych właściwości. Może to prowadzić do awarii konstrukcji, nieszczelności zbiorników, uszkodzeń instalacji procesowych, a w konsekwencji do kosztownych napraw, przestojów produkcji, a nawet zagrożenia bezpieczeństwa ludzi i środowiska.
Mierniki zawartości ferrytu działają zazwyczaj w oparciu o zjawiska magnetyczno-indukcyjne lub ferromagnetyczne. Oto dwa główne sposoby działania:
Metoda magnetyczno-indukcyjna
Cewka pomiarowa wytwarza pole magnetyczne. Gdy w tym polu znajdzie się materiał zawierający ferryt, zmienia się jego indukcyjność. Stopień tej zmiany jest proporcjonalny do zawartości ferrytu. Urządzenie rejestruje tę różnicę i przelicza ją na udział ferrytu, podawany w tzw. jednostkach ferrytu (FN – Ferrite Number) lub w procentach.
Magnetyzacja nasyceniowa
Niektóre mierniki wykorzystują fakt, że ferryt można wprowadzić w stan nasycenia magnetycznego. Powstały w ten sposób strumień magnetyczny jest mierzony i zamieniany na wartość zawartości ferrytu.
Podczas spawania stali typu duplex oraz stali nierdzewnych austenitycznych niezwykle istotna jest kontrola zawartości ferrytu zarówno w strefie wpływu ciepła (tzw. WEZ – obszar materiału nagrzany podczas spawania), jak i w samej spoinie. Obie grupy stali wymagają zachowania odpowiednich proporcji strukturalnych, aby utrzymać swoje właściwości – takie jak odporność na korozję, ciągliwość i wytrzymałość.
Podczas spawania struktura materiału zmienia się wskutek działania wysokiej temperatury. Jeśli po spawaniu zawartość ferrytu jest zbyt wysoka lub zbyt niska, może to prowadzić do poważnych problemów materiałowych – np. kruchości, pęknięć lub obniżonej odporności na korozję.
Zastosowanie mierników zawartości ferrytu
Po zakończeniu spawania spoiny oraz przyległe strefy są sprawdzane za pomocą mierników ferrytu. Pomiar wykonuje się dotykowo – specjalna sonda przykładana jest bezpośrednio do powierzchni spoiny. Taki pomiar jest:
Mierniki ferrytu pokazują wynik bezpośrednio w jednostkach ferrytu (FN – Ferrite Number) lub w procentach. Nowoczesne urządzenia pozwalają dodatkowo na zapisywanie i dokumentowanie wyników, co jest istotne w procesie kontroli jakości i przy spełnianiu wymagań norm międzynarodowych.
W branżach takich jak przemysł spożywczy, chemiczny czy farmaceutyczny obowiązują szczególnie rygorystyczne wymagania dotyczące:
Stale nierdzewne, takie jak AISI 304, 316L czy stale duplex, są często stosowane, ponieważ są obojętne wobec wielu substancji. Ich właściwości ochronne zależą jednak w dużym stopniu od dokładnej struktury mikrostrukturalnej – a więc od zawartości ferrytu w materiale.
Rola zawartości ferrytu w jakości stali nierdzewnej
Zawartość ferrytu w istotny sposób wpływa na odporność na korozję i mikrostrukturę stosowanych stali nierdzewnych:
Zastosowanie Mierników zawartości ferrytu w kontroli jakości
Mierniki zawartości ferrytu stosuje się w przemyśle przetwórstwa stali nierdzewnej w następujących punktach kontrolnych:
Sprawdzenie zawartości ferrytu w dostarczanych półproduktach lub blachach ze stali nierdzewnej w celu wykrycia odchyleń od specyfikacji.
Wykrywanie przemian ferrytowych po procesach formowania, gięcia lub spawania.
Dokumentowanie struktury materiału, szczególnie w przypadku wysokiej jakości komponentów instalacyjnych, takich jak reaktory, zbiorniki, zawory czy rurociągi.
Sprawdzenie, czy np. podczas obróbki cieplnej, autoklawowania lub sterylizacji parą wodną nie wystąpiły niepożądane zmiany w strukturze.
Typowe miejsca i obiekty pomiarowe
Pomiary przeprowadza się nieniszcząco, zwykle punktowo lub w formie siatki wzdłuż krytycznych stref. Nowoczesne Mierniki zawartości ferrytu oferują wysoką powtarzalność i są specjalnie zaprojektowane do stosowania w miejscach o wysokich wymogach higienicznych (solidne obudowy, łatwe czyszczenie, obsługa jedną ręką).
Instalacje offshore, takie jak platformy wiertnicze i gazowe, turbiny wiatrowe czy rurociągi przesyłowe, oraz nowoczesny budownictwo okrętowe stoją przed ekstremalnymi wymaganiami materiałowymi. Wykorzystywane komponenty są stale narażone na agresywne media, takie jak:
Aby te czynniki wytrzymać w długim okresie, często stosuje się stale nierdzewne (np. stale duplex, superduplex, austenityczne stopy CrNiMo) o wysokiej odporności na korozję i pękanie. Zawartość ferrytu odgrywa tu kluczową rolę. Odpowiedni udział ferrytu zwiększa odporność materiału na:
Zbyt niski udział ferrytu, np. wskutek nadmiernej ilości austenitu w spoinach, może zwiększać podatność, zwłaszcza w środowiskach zawierających chlorki.
Przy zbyt dużej zawartości ferrytu lokalna stabilność elektrochemiczna może się obniżyć, co w połączeniu z wodą morską prowadzi do ataków materiału.
Szczególnie przy przepustach ścian, kołnierzach, przyłączach do zbiorników lub konstrukcjach pokładowych wymagana jest kontrolowana spoiną z określoną zawartością ferrytu.
Typowe zastosowania Mierników zawartości ferrytu
Mierniki zawartości ferrytu stosuje się w następujących obszarach:
Szczególnie przy połączeniach narażonych na zmiany obciążeń termicznych i mechanicznych.
Komponenty te nie mogą ulegać deformacji ani korozji z powodu niezauważonych zmian w strukturze.
Takich jak poręcze, ramy maszyn, punkty kotwiczenia czy systemy hydrauliczne – zarówno podczas produkcji na lądzie, jak i konserwacji na morzu.
Na miejscu, na morzu: mobilne Mierniki zawartości ferrytu umożliwiają natychmiastową kontrolę spoin naprawczych.
W przemyśle lotniczym i kosmicznym obowiązują wyjątkowo wysokie wymagania dotyczące czystości materiału, wytrzymałości, niezawodności i odporności na korozję. Nawet najmniejsze zmiany strukturalne mogą znacząco wpłynąć na wytrzymałość, trwałość i bezpieczeństwo funkcjonalne komponentów. Dlatego przy doborze i obróbce stali nierdzewnej, zwłaszcza austenitycznej i duplex, szczególną uwagę zwraca się na zawartość ferrytu.
Znaczenie zawartości ferrytu dla przemysłu lotniczego i kosmicznego
Struktura stali nierdzewnej decyduje o:
Zbyt wysoka zawartość ferrytu może prowadzić do:
Zbyt niska zawartość ferrytu może natomiast:
Typowe zastosowania Mierników zawartości ferrytu w przemyśle lotniczym i kosmicznym
np. mocowania silników, uchwyty, elementy zbiorników lub rurociągi.
np. obudowy czujników, zbiorniki ciśnieniowe lub wsporniki instrumentów ze stali nierdzewnej.
Szczególnie przy komponentach ze specjalnie stopowanych stali CrNiMo o wąskich tolerancjach.
np. w pobliżu żyroskopów, anten, systemów nawigacji lub sterowania – tu minimalna zawartość ferrytu (maksymalna niemagnetyczność) jest kluczowa.
Przy zakupie takiego urządzenia należy wziąć pod uwagę następujące kryteria:
Kalibracja i zgodność z normami
Rozmiar głowicy pomiarowej i dostępność
Przechowywanie danych i interfejsy
Odporność i łatwość obsługi
Serwis, wsparcie i certyfikaty kalibracyjne

