Analizadores de oxígeno / nitrógeno / hidrógeno ELEMENTRAC® ON-p | OH-p | ONH-p | H-500
Los nuevos analizadores de la serie ELEMENTRAC de ELTRA tienen un diseño innovador en el que se combinan la elegancia y una gran funcionalidad. Durante su desarrollo se puso especial énfasis en una operación fácil, una construcción robusta y gran precisión analítica. Los nuevos analizadores ELEMENTRAC ONH determinan el contenido de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno de forma fiable, precisa y segura en muestras inorgánicas por extracción térmica con gas portador.
Poseen una sensibilidad mejorada gracias al sistema de gases cerrado; una operación más económica gracias al uso de argón como gas portador; un mecanismo de carga optimizado con refrigeración por agua; un horno catalítico optimizado que mejora la determinación de oxígeno y un software con test de estanqueidad integrado y numerosas herramientas de diagnóstico.
Análisis de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno
El oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno afectan notablemente las propiedades de metales tales como el acero, el titanio o el cobre. Especialmente la fragilidad, la ductilidad y la dureza pueden verse modificadas en gran medida, por lo que el análisis elemental fiable y preciso es de vital importancia dentro del marco de los controles de calidad. ELTRA ofrece analizadores para la determinación individual de los elementos O, N y H, así como analizadores combinados para ON, OH y ONH.
Los analizadores de la serie ELEMENTRAC ONH se basan en la técnica de extracción térmica con gas portador, en la que la muestra en un crisol de grafito es calentada en un horno a
impulsos a más de 3.000°C. El oxígeno que se oxida a CO2 es medido por celdas infrarrojas, mientras que el nitrógeno y el hidrógeno son determinados por una celda de conductividad térmica. Entre las muestras típicas para este tipo de análisis pueden mencionarse todas las aleaciones metálicas (acero, cobre, metales refractarios), cerámicas y otros materiales inorgánicos. De forma exclusiva para la determinación de hidrógeno se ofrece el H-500, basado igualmente en la técnica de extracción térmica.
Analizadores de oxígeno / nitrógeno / hidrógeno para muestras inorgánicas
Serie ELEMENTRAC ONH
Los analizadores de la serie ELEMENTRAC ONH de ELTRA determinan los elementos oxígeno, nitrógeno e hidrógeno en muestras inorgánicas por extracción térmica con un gas portador en un horno a impulsos eléctricos que alcanza temperaturas superiores a los 3.000°C. Estos analizadores se ofrecen tanto para la determinación individual de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, como para determinaciones combinadas de ON, OH y ONH.
La serie ELEMENTRAC ONH ha sido diseñada para un uso fácil, al ser flexible su configuración y contar con el software ELEMENTS de operación intuitiva. Estos analizadores cuentan con una celda de conductividad térmica sensible y robusta para la determinación de hidrógeno y nitrógeno, y con dos celdas infrarrojas para la medición precisa y fiable de concentraciones de oxígeno altas y bajas.
Las muestras típicas analizables son: acero, fundiciones, cobre, metales refractarios, aleaciones, cerámicas, etc.
Análisis rápidos gracias a su facilidad de uso
Los analizadores de la serie ELEMENTRAC ONH son muy cómodos y fáciles de usar. Primero se pesa la muestra, se ingresa en la lista de muestras del software y se introduce en el mecanismo de carga tipo esclusa. Las muestras con un punto de fusión muy alto, como el titanio o las cerámicas, deben colocarse antes de la carga en una cápsula o en un cestillo de níquel. Seguidamente se coloca sobre el electrodo inferior un crisol de grafito, que puede contener otro material fundente (p. ej. estaño), y se inicia el análisis a través del software. Al comenzar el análisis, se cierra el horno a impulsos. Los resultados se obtienen después de 2 a 3 minutos. Durante el análisis es posible ingresar otras muestras en la lista, así como buscar resultados antiguos y exportarlos. Los analizadores de la serie ELEMENTRAC ONH casi no requieren mantenimiento, ya que los tubos con las sustancias químicas que han de ser cambiadas regularmente son completamente accesibles.
Superioridad en todos los detalles
La serie ELEMENTRAC ONH se caracteriza por sus detalles innovadores. Así, por ejemplo, todas las sustancias químicas requeridas para el análisis están dispuestas de forma completamente accesible en la parte frontal del aparato para garantizar un recambio inmediato. Otros detalles, como la puerta extraíble, garantizan un análisis rápido, seguro y económico.
Gestión de gases
La serie ELEMENTRAC ONH emplea un sistema de gases cerrado bajo sobrepresión que garantiza que el 100% del gas liberado por la muestra sea siempre alimentado a los detectores, lo cual permite alcanzar límites de detección muy bajos y una buena reproducibilidad. Esta cuenta además con una función de cierre automático de válvulas en las pausas de medición que permite ahorrar gas portador, bajando los costos de operación.
Catalizador controlado, con filtro de humedad
Los analizadores ELEMENTRAC ONH disponen de un catalizador potente y controlado que contiene óxido de cobre, el cual se calienta a una temperatura de hasta 750°C garantizando una conversión completa a CO2 del CO liberado en el crisol de grafito. Antes del análisis de CO2 en las celdas infrarrojas, el agua es atrapada químicamente en un filtro con el fin de reducir a un mínimo las interferencias durante la absorción IR. Esto garantiza una determinación de oxígeno fiable, incluso en concentraciones bajas. Para aprovechar de manera óptima el espacio, el catalizador ha sido integrado en un compartimiento en la parte frontal del aparato que puede abrirse hacia adelante para cambiar el óxido de cobre.
Celdas con rango de medición flexible
En la serie ELEMENTRAC ONH las celdas infrarrojas determinan el contenido de oxígeno en base al CO2 producido durante el proceso de análisis. Las celdas más largas son más sensibles y han sido concebidas para determinar concentraciones muy bajas (p. ej. en acero inoxidable), mientras que las más cortas se emplean para la determinación de altas concentraciones de oxígeno, como las que se presentan en escorias y óxidos. Las celdas se ofrecen en diferentes longitudes para garantizar gran flexibilidad en cuanto al rango de medición y permitir una adaptación a las aplicaciones más diversas.
Accesorios opcionales
Los analizadores de la serie ELEMENTRAC ONH pueden ampliarse para satisfacer aplicaciones específicas. El paquete opcional incluye calibración con gases como complemento a la calibración con sólidos, purificación efectiva del gas portador, un aparato refrigerador externo, así como bases de soporte para crisoles de grafito de alta temperatura (crisoles HT) que permiten analizar de forma segura aleaciones con un alto punto de fusión.
Horno y mecanismo de carga de diseño innovador para temperaturas de más de 3.000°C
El horno a impulsos y el mecanismo de carga de la muestra tipo esclusa son los componentes principales de la serie ELEMENTRAC ONH. La esclusa garantiza una purga íntegra de los gases atmosféricos de la muestra, así como su transferencia sin pérdidas al crisol de grafito. La muestra es fundida en el horno a impulsos liberando de forma uniforme y completa los gases que contiene.
Horno potente de 8,5 kW
El generador de la serie ELEMENTRAC ONH tiene una potencia de 8,5 kW, la cual es limitada por el software a 6,8 kW por razones de seguridad, para evitar que se formen fisuras u orificios en el crisol de grafito. De esta manera se garantiza una operación segura en todo tipo de aplicaciones y se tiene potencia suficiente para el tratamiento de muestras refractarias.
Sistema de carga tipo esclusa con refrigeración por agua
La muestra a analizar es alimentada por la abertura de carga pasando a la cámara con forma de embudo. El receptáculo donde cae la muestra gira cerrando herméticamente la cámara, y un flujo de gas portador puro elimina gases atmosféricos de la misma. Simultáneamente se realiza un recocido del crisol de grafito para liberarlo de impurezas. Un escudo térmico impide que se escape el calor producido. Gracias a la combinación de la refrigeración por agua y el escudo térmico en el mecanismo de carga, los analizadores ELEMENTRAC son perfectos para determinar el contenido de hidrógeno en muestras sensibles, ya que el arrastre de calor en ellos durante la etapa de lavado es mínimo, así como la pérdida de hidrógeno que este conlleva. El escudo térmico se abre solo un poco antes del análisis y la muestra cae por la rotación de la cámara en el crisol de grafito caliente.
Análisis de granulados sin cápsula
El diseño en forma de embudo de la cámara hace posible el análisis de muestras sin necesidad de cápsulas. Esto ofrece numerosas ventajas:
- No se producen valores blancos por el material de la cápsula
- Horno sin contaminaciones (evaporación y condensación en el electrodo) debidas al material de la cápsula, y por lo tanto mínimo mantenimiento
- No más pérdidas de tiempo llenando cápsulas
- Costo menor del análisis
Celda de conductividad térmica que permite el uso de argón
El contenido de oxígeno es determinado por celdas infrarrojas, mientras que para las concentraciones de hidrógeno y nitrógeno se emplea una celda de conductividad térmica robusta, con un amplio rango de medición y especialmente optimizada para la serie ELEMENTRAC ONH que ofrece la posibilidad de reducir los costos del análisis gracias al uso de argón como gas portador.
Uso de argón como gas portador
Para el análisis de nitrógeno se emplea de forma estándar en muchas aplicaciones el helio como gas portador. El argón, no obstante, es un gas más económico, más fácil de conseguir y más competitivo en cuanto a los costos de operación que el helio. La nueva celda de conductividad térmica de ELTRA se caracteriza por una estabilidad y sensibilidad extraordinarias que permiten detectar las diferencias más pequeñas en la conductividad térmica del nitrógeno y del argón y generar valores de medición precisos. Esta puede medir de forma fiable y precisa concentraciones de nitrógeno de hasta 20 ppm en acero. La serie ELEMENTRAC ONH trabaja de forma estándar con helio, nitrógeno, y argón. Los analizadores están equipados con conexiones para estos tres gases portadores, de manera que no es necesario realizar modificaciones en los aparatos.
Analizador de hidrógeno H-500 para muestras inorgánicas
La determinación del contenido de hidrógeno total en muestras inorgánicas por fusión en atmósfera de gas inerte puede realizarse tanto en el OH-900 como en el ONH-2000. De forma adicional, para la determinación de H2 por extracción térmica con gas portador, ELTRA ofrece el H-500 con tubo de cuarzo. El H-500 está dotado de un horno de resistencia con tubo de cuarzo que puede alcanzar una temperatura de hasta 1.000°C. El empleo de nitrógeno como gas portador y una celda de conductividad térmica con hasta dos rangos de sensibilidad permite determinar incluso con centraciones de pocas ppm de forma precisa y fiable.
Las muestras típicas analizables son: acero, hierro, cobre, juntas de soldadura, etc.
Operación del H-500
La operación del H-500 es muy simple y segura. Primero se pesa la muestra (p. ej. en una navecilla de cuarzo) y el peso es transferido automáticamente a la PC. El usuario tiene asimismo la posibilidad de ingresar el peso manualmente a través del software. La muestra se coloca en la zona fría del horno, que se encuentra en posición horizontal. Al iniciar el análisis, el horno se inclina y la muestra pasa a la zona caliente.
Seguidamente se agrega el gas portador (nitrógeno). Este hace que la muestra libere hidrógeno, el cual es dirigido hacia una celda de conductividad térmica con uno o dos rangos de sensibilidad. El tiempo de análisis usual es de 3 a 15 minutos. Las señales detectadas y los parámetros del instrumento son mostrados durante el análisis. La evaluación de las señales y la visualización de los resultados se realizan de forma automática. Los datos pueden transferirse a un sistema de gestión de información para el laboratorio (LIMS). El H-500 casi no requiere mantenimiento, y su diseño abierto permite al usuario cambiar muy fácilmente los filtros de partículas y sustancias químicas al ser completamente accesibles.
Software ELEMENTRAC® ON-p | OH-p | ONH-p
El software ELEMENTS de la serie ELEMENTRAC ONH garantiza una operación confortable, rápida y segura de los analizadores. Especial atención se puso en las funciones de diagnóstico y configuración de aplicaciones. La filosofía de ELEMENTS consiste en poder acceder desde una ventana central (análisis) a todas las funciones importantes del trabajo de rutina como la calibración, la carga y análisis de la muestra, evaluación, etc. Otras funciones como el mantenimiento, diagnóstico, configuración de aplicaciones, etc. pueden accederse a través de otras ventanas solo con un clic de ratón. Esto permite trabajar de forma rápida y confortable.
En el software ELEMENTS se han implementado las siguientes funciones:
- Creación y disolución de grupos
- Creación de informes con los datos del análisis y calibración
- Exportación de datos
- Calibración monopunto y multipunto (regresión lineal)
- Cálculo y recálculo de valores de medición
- Casillas de comentarios
- Amplias posibilidades de configuración de aplicaciones, para mediciones seguras
- Contador de intervalos de mantenimiento definible por el usuario
- Test de estanqueidad automático y segmentado
Test de estanqueidad
Como los analizadores de la serie ELEMENTRAC ONH cuentan con un sistema cerrado de gases bajo sobrepresión, la posibilidad de realizar un test de estanqueidad es de vital importancia. Estos analizadores cuentan con un test de estanqueidad completamente automático y basado en software que revisa las diferentes secciones del analizador (el horno, las celdas de medición, etc.).
Análisis inorgánico – Aplicaciones
En el horno a impulsos de los analizadores ELEMENTRAC ONH puede determinarse de forma rápida y precisa el contenido de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno en prácticamente todo tipo de muestras inorgánicas. Muestras típicas analizables: acero, cobre, titanio, plomo, menas, cerámicas (p. ej. BN)
Ejemplo: contenido de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno en acero
El acero es un material cuyas propiedades de dureza, ductilidad o fragilidad pueden cambiar considerablemente en función de su contenido de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno. Es por esta razón que la determinación de estos elementos es de gran importancia para el control de calidad en la industria del acero. La serie ELEMENTRAC ONH cumple con los requisitos de normas como la ISO 10720 e ISO 17053. Gracias a su innovador sistema de carga tipo esclusa, es posible realizar análisis de granulados sin necesidad de cápsulas.
Ejemplo: contenido de oxígeno en cobre
Durante la producción y estirado de tubos y alambres puede producirse un arrastre de oxígeno al cobre. Por lo tanto, la determinación de este elemento es imprescindible para un control de calidad efectivo. Esta puede realizarse de manera confortable con la serie ELEMENTRAC ONH.
Ejemplo: contenido de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno en titanio
El alto punto de fusión del titanio hace difícil realizar un análisis preciso de su contenido. Esto hace que se requiera una potencia de 6 kW para la determinación de oxígeno y nitrógeno, mientras que para la determinación de hidrógeno es suficiente una potencia de 3 kW.
