Chemisch-Nickel-Umfrage-Ergebnisse
Werbung
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik Ergebnisse der Umfrage zum Chemisch-Nickel-Verfahren und der dabei eingesetzten Messtechnik Auswertbare Fragebögen: - 7 Chemiefachfirmen von 21 Angeschriebenen - 24 Galvanikunternehmen von 64 Angeschriebenen (es wurden ausschließlich Lohngalvaniken befragt, Inhouse-Galvaniken waren nicht einbezogen) Nickelelektrolyte: Untersucht wurde, welche Reduktionsmittel bei der chemischen Vernickelung eingesetzt werden, mit welchem Phosphorgehalt die Bäder betrieben werden und welche Lebensdauer bei dem jeweiligen Badtyp erreichbar ist. Des Weiteren wurde nach den Kosten der Einsatz- und Ergänzungschemie gefragt. verwendete Reduktionsmittel: 98% Natriumhypophosphit, 2% Dimethylaminboran Verteilung der Bäder nach dem Phosphorgehalt Erreichbare Badlebensdauer in Abhängigkeit vom Phosphorgehalt 12 70% 61% 60% 10 55% 50% 9,2 8 7,0 37% 40% 6,6 6,5 6,1 6 32% 30% 4 20% 10% 7% 8% 2 0 0% Niedrig (< 5%) Chemiefachfirmen Mittel Hoch (> 10%) Ni edr i g (< 5%) Chemiefachf irmen Galvanikunternehmen M i t t el Hoch (> 10%) Galvanikunternehmen Anmerkung: Zu den Bädern mit niedrigem Phosphorgehalt wurde von den Galvanikunternehmen keine Angabe gemacht. ∅ Kosten der Badlösung: 1.292 EUR/m3 ∅ Kosten der Ergänzungslösung: 107 EUR/kg 1 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik Unternehmensdaten: Zur Charakterisierung der Unternehmensgröße wurden bei den Galvanikunternehmen die Mitarbeiterzahlen erhoben. Um die Bedeutung von Chemisch-Nickel in den Unternehmen abschätzen zu können, wurde auch nach dem Umsatzanteil und der Menge abgeschiedenen Nickels gefragt. Bei den Chemiefachfirmen wurde zum selben Zweck die Menge der jährlich verkauften Badlösung ermittelt. Umsatzanteil von Chemisch-Nickel bei den Galvanikunternehmen 35% Anteil der Galvanikunternehmen Anteil der Galvanikunternehmen Mitarbeiterzahl in den Galvanikunternehmen 29% 30% 25% 25% 21% 20% 15% 9% 8% 10% 8% 5% 0% 45% 39% 40% 35% 31% 30% 25% 20% 15% 13% 9% 10% 4% 4% 5% 0% <10 10-20 21-40 41-60 61-100 >100 <5% 5-10% Mitarbeiterzahlen 10-20% 20-40% 40-80% >80% Umsatzanteil ∅ Menge abgeschiedenen Nickels pro Jahr bei den Galvanikunternehmen: 1.542 kg/a (Bereich: 20 - 8.000 kg/a) ∅ Menge verkaufter Badlösung pro Jahr bei den Chemiefachfirmen: 276.000 kg/a (Verteilung: 3 Chemiefachfirmen > 400.000 kg/a, 4 Chemiefachfirmen < 100.000 kg/a) Investitionsbedarf in den Galvanikunternehmen: Um die Bedeutung einzelner Prozessbedingungen beim Chemisch-Nickel-Verfahren abzuschätzen, wurde nach den Gründen für zukünftige und vergangene Investitionen gefragt. Gründe für vergangene und zukünftige Investitionen 70% 67% 58% 60% 58% 54% 50% 40% 46% 38% 46% 38% 25% 30% 20% 25% 13% 10% 8% Vergangenheit sonstiges Umwelt Badlebensdauer Kostenersparnis Qualitätssicherheit Prozesssicherheit 0% Zukunft 2 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik Relevanz wichtiger Prozessgrößen und deren Ermittlung: Relevanz wichtiger Prozessgrößen (Einschätzung der Galvanikunternehmen) Nickel-Gehalt Hypophospit-Gehalt Orthophospit-Gehalt organische Verbindungen pH-Wert Dichte Leitfähigkeit Oberflächenspannung 0 4 8 12 16 20 24 sonstige Prozessgrößen, die als relevant erachtet werden: Abscheidungsgeschwindigkeit, Eigenspannungen, Temperatur, Fremdmetall-Gehalt, Haftfestigkeit Ermittlung wichtiger Prozessgrößen (Einschätzung der Galvanikunternehmen) Ermittlung wichtiger Prozessgrößen (Einschätzung der Chemiefachfirmen) Nickel-Gehalt Nickel-Gehalt Hypophospit-Gehalt Hypophospit-Gehalt Orthophospit-Gehalt Orthophospit-Gehalt organische Verbindungen organische Verbindungen pH-Wert pH-Wert Dichte Dichte Leitfähigkeit Leitfähigkeit Oberflächenspannung Oberflächenspannung 0 4 8 12 16 20 24 0 1 2 3 4 5 Onlinemessung Ermittlung beim Kunden internes Labor Ermittlung durch Chemiefachfirma externes Labor Keine Ermittlung Erfahrungen Keine Angabe 6 7 Anmerkungen: 1. Mehrfachnennungen möglich 2. Die nach Einschätzung der Galvanikunternehmen besonders relevanten Prozessgrößen (Nickel-Gehalt, Hypophosphit-Gehalt und pH-Wert) werden 1- bis 2-mal täglich und alle sonstigen Größen entsprechend seltener bestimmt. 3 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik Nutzenwerte fiktiv angebotener Prozessmessgeräte für Chemisch-Nickel-Bäder: Aus der Frage zur Rangfolge der fiktiv angebotenen Messgeräte kann der normierte Nutzenwert errechnet werden. Daraus lässt sich die Bedeutung der einzelnen Geräteparameter (Messgrößen, Wartungsintervall und Preis) aus Sicht der Unternehmen erkennen. Nutzenw erte fiktiver Messgeräte Chemiefachfirmen Galvanikbetriebe Cluster 1 Galvanikbetriebe Cluster 2 1 0,9 normierter Gesamtnutzen 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 M1 M2 M3 Messgrößen Nickel pH-Wert HPO Nickel pH-Wert HPO Nickel pH-Wert HPO Wartungsintervall wöchentlich monatlich 8.000 € 15.000 € Preis M4 M5 M6 Nickel pH-Wert HPO OPO Nickel pH-Wert HPO OPO Nickel pH-Wert HPO OPO jährlich wöchentlich monatlich jährlich 30.000 € 15.000 € 30.000 € 40.000 € M7 M8 M9 Nickel Nickel pH-Wert pH-Wert HPO HPO OPO OPO Org. Org. wöchent- monatlich lich Nickel pH-Wert HPO OPO Org. 30.000 € 50.000 € 40.000 € jährlich Anmerkungen: 1. HPO = Hypophosphit-Gehalt, OPO = Orthophosphit-Gehalt, Org. = Organika 2. Aufgrund der Streuung der Nutzenwerte bei den Galvanikbetrieben wurden zwei Gruppen (Cluster) gebildet, in denen homogene Nutzenwerte zusammengefasst sind. Die Zuordnung der Galvanikbetriebe zu den beiden Clustern korreliert mit der Menge des jährlich abgeschiedenen Nickels: Cluster 1: ∅ 2520 kg/a Cluster 2: ∅ 430 kg/a Interpretation: Die Galvanikbetriebe mit der größeren Menge abgeschiedenen Nickels präferieren Messgeräte mit hoher Funktionalität (erfassbare Messgrößen und Länge des Wartungsintervalls) und sind bereit, dafür höhere Preise zu zahlen. Dementsprechend bietet das Messgerät M1 für diese Gruppe den niedrigsten normierten Gesamtnutzen und das Messgerät M9 den höchsten Nutzenwert. Hingegen bevorzugen die Galvanikbetriebe mit weniger Nickel-Umsatz und die Chemiefachfirmen Messgeräte mit geringer Funktionalität und entsprechend niedrigeren Preisen. 4 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik Marktdaten: Einschätzungen zur zukünftigen Entwicklung des Chemisch-Nickel-Marktes wurden für den europäischen Markt und den Weltmarkt abgefragt. Des Weiteren wurde die Marktentwicklung differenziert nach Branchen untersucht, in denen die befragten Galvanikunternehmen tätig sind. Branchenverteilung der Galvanikunternehmen Automobilindustrie 22% Sonstige 16% Pharmazeutische Industrie 2% Textilindustrie 1% Kunststoffindustrie 6% Chemische Industrie 3% Luft- und Raumfahrttechnik 3% Elektronik- und Computerindustrie 3% Maschinenbau 35% Elektrotechnik 9% Anmerkung: Das Diagramm gibt die Branchenverteilung unter den befragten Lohngalvaniken wieder. Da der Anteil der nicht befragten Inhouse-Galvaniken etwa 25% beträgt (Einschätzung der Chemiefachfirmen), kann die Branchenverteilung des Gesamtmarktes für Chemisch-Nickel in einigen Industriezweigen vom obigen Diagramm abweichen (beispielsweise zählen Festplatten zu einem der Hauptanwendungsfelder von Chemisch-NickelSchichten, so dass der Anteil der Elektronik- und Computerindustrie am Gesamtmarkt über den in dieser Befragung ermittelten 3% liegt.) Martentwicklung Chemisch-Nickel (Weltweit) Martentw icklung Chem isch-Nickel (Europa) 100% 100% 100% 86% 80% 78% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 57% 38% 20% 14% 13% 9% 5% 0% 0% wachsend st agnierend Chemiefachf irmen schrumpf end nicht einschätzbar wachsend stagnierend Chemiefachfirmen Galvanikunternehmen 5 schrumpfend nicht einschätzbar Galvanikunternehmen Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik Einschätzung zur Marktentwicklung differenziert nach Branchen 2… stark wachsende Nachfrage 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 Chemiefachfirmen Pharmazeutische Industrie Textilindustrie Kunststoffindustrie Chemische Industrie Luft- und Raumfahrttechnik Elektronik- und Computerindustrie Elektrotechnik Automobilindustrie Maschinenbau -2,0 -2…stark abnehmende Nachfrage Galvanikunternehmen Recycling: Die Fragen zum Angebot regenerierfähiger Chemisch-Nickel-Verfahren durch die Chemiefachfirmen und zur Behandlung der Abwässer geben Auskunft über den Stand der eingesetzten Recyclingmaßnahmen. Angebot regenerierfähiger Chemisch-Nickel-Verfahren von den Chemiefachfirmen 45% 42% 40% 35% 30% 29% 29% nein geplant 25% 20% 15% 10% 5% 0% ja Anmerkung: 29% der Chemiefachfirmen bieten die Rücknahme verbrauchter Elektrolyte an, wobei die zurückgenommenen Bäder von allen Firmen an externe Entsorger weitergegeben werden. 6 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik Behandlung der Abwässer bei den Galvanikunternehmen 100% 90% 80% 70% 60% 54% 50% 42% 40% 30% 20% 10% 4% 0% Betriebsinternes Recycling Betriebsexternes Recycling Sonstiges Anmerkungen: 1. Recycling schließt hier die klassische Abwasserbehandlung ein. 2. Mittlere Kosten für das Recycling einer Tonne verbrauchter Prozesslösung: 360 EUR/t (Bereich 120 – 610 EUR/t) Wir bedanken uns recht herzlich bei allen Teilnehmern der Befragung! 7
