Версия для печати

Портативные анализаторы состава поступающего металла для изготовления резервуаров

15 Января 2020 г.

Входной контроль металлопроката - залог качества выпускаемых нашим Заводом вертикальных и горизонтальных резервуаров и емкостей различного назначения.

На что мы полагаемся при оценке качества поставляемого металла? - На Сертификаты поставщиков и методы визуально-измерительного и ультразвукового контроля, а также на результаты проверки проникающими веществами.

Недавно мы задумались о том, как проверять состав поступающего металлопроката. Ведь всегда есть риск, что заявленный состав не соответствует действительности. А зачастую именно от химического состава определяются основные свойства металла, а следовательно, долговечность и качество эксплуатации резервуаров.

Проанализировав существующие на рынке приборы для анализа металла на состав, наш выбор пал на лазерный анализатор и рентгенофлуоресцентный анализатор. Но нам надо было определить и выбрать максимально достоверный метод. В этой статье мы расскажем об этих двух способах, подчеркнем их плюсы и минусы и обоснуем наш выбор.

Особенность лазерных (оптических) анализаторов металлов и сплавов

Использование портативного лазерного анализатора для определения химического состава металлаВ основу лазерного способа лежит оптико-эмиссионный анализ, который эффективно используется для определения наличия элементов и их количественного содержания в исследуемом сплаве.

Принцип действия заключается в анализе интенсивности и длины волны, которая образуется при прохождении искрового разряда (лазерного импульса) между прибором и образцом. Разряд повышает температуру исследуемой области до 10000°С, за счет чего происходит незначительное испарение атомов частиц металла. Эта эмиссия частиц образует плазму, состав которой и анализируется.

Каждый элемент, содержащийся в плазме, образует излучение волн света определенной длины, которые (волны) регистрируются чувствительным оптическим спектрометром. Далее волны одинаковой длины, а значит, от одного химического элемента, группируются в пучки определенной интенсивности. По интенсивности каждого пучка можно судить о концентрации химического элемента, то есть о количественном содержании. Полученные данные "сверяются" с градуировочными таблицами, в результате чего выдается процентное содержание каждого элемента. Высокая точность исследования, а именно обнаружение волн длиной менее 200 нм (например, соединений углерода, фосфора или серы), обуславливается участием инертного газа, зачастую особочистого аргона, который "продувает" оптический путь волны и не позволяет воздуху ее поглотить.

Конструктивно лазерные анализаторы представляют собой пистолетную форму: в руке специалиста ОТК размещается рукоятка с управляющими элементами, к образцу прикладывается электродный спектрометр. После проведения анализа результаты выводятся на экран прибора.

Преимущества лазерных анализаторов металлов (ЛАМ)

  • возможность спектрального анализа широкого диапазона - 180-800 нм
  • высокая чувствительность при работе с щелочными и щелочноземельными металлами, например, литием, натрием, калием, магнием, кальцием и т.д.
  • достаточная чувствительность при анализе переходных металлов, например, титана хрома, марганца, железа, никеля, меди, цинка, серебра, вольфрама и др.
  • не происходит грубого разрушения поверхности металла
  • время проведения анализа - до 10 сек.

Специфика рентгенофлуоресцентных анализаторов химического состава

Рентгенофлуоресцентный метод анализа химического состава металлаРентгенофлуоресцентные портативные анализаторы - еще один прибор для определения состава металлических сплавов, который способен идентифицировать до 45 элементов одновременно, в том числе легкие и тяжелые. А измерение массовой доли входищих в состав элементов позволяет более точно определить марку металла или сплава по библиотеке данных существующих сплавов с расшифровкой и указанием процентного содержания каждого вещества.

Однако, в его диапазоне чувствительности отсутствуют такие химические элементы, как углерод и другие с атомным номером до 11, из-за чего прибор подходит не для всех производственных объектов.

Принцип действия заключается в явлении флуоресценции, которое характеризуется излучением разными химеческими элементами высокоактивных фотонов соответствующей энергии. Излучение, исходящее из рентгеновской трубки, попадает на анализируемый материал, образует свечение фотонов, которое регистрируется кремниевым детектором. Рентгеновское излучение безопасно, так как образуется в трубке, которая заполненной смесью газов.

Основным достоинством анализаторов РФА является неразрушающий способ анализа химического состава металлов и сплавов.

Преимущества портативных рентгенофлуоресцентных анализаторов

  • возможность выдавать результаты по процентному содержанию нескольких химических элементов и свыше 30 параметров
  • сброс данных на компьютер через USB-порт
  • так называемая функция двойного и тройного луча - выбор типа анода (Au, Ag или Rh)
  • расширенный функционал, позволяющий анализировать как твердые, так и жидкие и порошкообразные материалы
  • не требует особой подготовки поверхности тестируемого образца

Вывод собственной Службы управления качеством: для нас оба вышеуказанных прибора являются интересными с точки зрения контроля входного металлопроката, а значит, качества поставляемых емкостей. Но с учетом необходимости максимально точно и полно определять химический состав металла наш выбор пал на портативный лазерный анализатор благодаря его широкому спектру анализируемых химических элементов и высокой точности.