Трудоёмкой проблемой на многих пунктах приёма металлолома является процесс сепарирования поступающего сырья по маркам и виду металлов. Иногда сложно отличить медь от сплавов, с высоким содержанием меди, а определить содержание никеля в нержавеющей стали абсолютно невозможно. Поэтому при разнородном характере поступающих металлоотходов применяются анализаторы состава металлов.
Практическое применение получили два вида таких приборов – основанные на использовании явления оптической эмиссии (лазерная), и применяющие рентгеновское излучение.
Оптические анализаторы
Анализаторы металлов и сплавов этого типа позволяют с высокой степенью точности устанавливать наличие и содержание лёгких химических элементов – серы, фосфора, углерода, т.е., тех элементов, которые обязательно присутствуют в химическом составе любой стали.
Оптический анализатор металлов – метод исследования искры
Их действие основано на следующем: исследуемый фрагмент подвергается воздействию искрового разряда на воздухе. Образующаяся искра содержит в себе в ионизированном виде все вышеперечисленные элементы, эмиссия которых улавливается чувствительным элементом прибора, и выводится на дисплей.
Оптико-эмиссионным методом удаётся быстро идентифицировать металлолом, не прибегая к его заметному разрушению. Иногда, с целью снижения опасности взрыва или возгорания вместо воздуха используется инертный газ, преимущественно аргон. Смена режима исследования осуществляется простой переустановкой насадки.
Фиксация химического состава металла производится тремя способами:
- Марочным, когда фактический состав сличается с тем, который указан в эталонной таблице. Метод сравнительно громоздкий, поскольку требует обязательного вмешательства человека;
- По отпечатку, когда сравниваются спектры эмиссии исследуемого металла и эталонные;
- По принципу «да/нет», когда требуется ответить на вопрос, является ли исследуемый образец тем металлом или сплавом, который необходимо определить.
Область применения анализаторов рассмотренного типа – исследование низкоуглеродистых сталей ферритного класса, а также нержавеющих сталей, содержащих титан, никель, кобальт – элементы, эмиссионный спектр которых является достаточно характерным. Широкого распространения такие приборы не получили, в связи с повышенной чувствительностью к внешним условиям площадки, где они установлены.
Анализаторы, действующие с использованием рентгеновского излучения, используют явление флуоресценции, при котором атомы химических элементов излучают фотоны строго определённого энергии. В качестве источника рентгеновского излучения используется трубка, которая работает под напряжением 45000 В.
В таких условиях для работы анализатора необходимо выделять специальное помещение, и оборудовать его надёжным свинцовым защитным экраном.
Подобным образом действуют стационарные аппараты, которые применяются для химического анализа крупных фрагментов металла, но такие анализаторы – анахронизм, они могут еще использоваться в старых лабораториях, оставшихся с советских времен, но в настоящее время встречаются все реже и реже.
Сейчас распространение получили носимые, компактные приборы – портативные анализаторы металлов, предназначенные для применения непосредственно на точках приёма металлолома. Они не используют радиоизотопы, а потому считаются более безопасными.
Рентгеновский портативный анализатор металлов – может легко делать анализ стружки
При рентгеновском способе определения химического состава металла производится его анализ по 45 позициям, которые определяются различным энергетическим уровнем излучаемых электронов. Соответственно, определяется аналогичное количество элементов, в чём и состоит основное преимущество способа.
Кроме того, такие анализаторы компактны, удобны в применении, а постоянное обновляемое программное обеспечение позволяет совершенствовать обработку получаемых результатов.
Описание работы портативного рентгеновского анализатора
Рентгеновские анализаторы химического состава состоят из флюоресцирующей рентгеновской трубки, детектора, регистрирующего устройства и блока управления. Детекторы адаптированы под твердотельный режим функционирования, в связи с чем очень удобны для использования на крупных пунктах приёма лома чёрных и цветных металлов.
Портативный рентгеновский спектрометр металлов
Технологические возможности рентгеновских анализаторов:
- Метод определения – многокомпонентный (одновременно устанавливается процентное содержание нескольких химических элементов);
- Радиоизотопные источники – отсутствуют;
- Количество одновременно определяемых параметров – до 33 (независимо от атомной массы элемента);
- Вид исходного образца для анализа – любой, в том числе шлако- и пылеобразные фракции до 50 мкм (может быть использовано для определения редких и редкоземельных элементов в отходах производства, стружке и пр.);
- Визуализация результатов исследования – цветной дисплей и регистрация в базовый файл специального компьютера (возможно и подключение к обычному компьютеру через разъём USB).
Такие характеристики позволяют применять анализаторы при определении сорта металла, идентификации марки цветного сплава, технологическом контроле в процессе плавки металлов и т.д.
Рентгеновские анализаторы работают достаточно быстро, поскольку не нуждаются в предварительной настройке прибора. Калибровка выполнятся только при решении специальных задач исследовательского характера.
Видео на английском – тест лазерного анализатора Sciaps Laser-Z300
Данные приборы появились сравнительно недавно. Они используют принцип глубинного сканирования образца, используя квантовое лазерное излучение. Поскольку спектр излучения лазера может быть настроен значительно более тонко, чем спектр рентгеновского излучения, то подобного типа анализаторы имеют ряд эксплуатационных преимуществ:
- Существенно возрастает количество определяемых химических элементов (до 90, в связи с чем такие установки рекомендуется использовать для определения химического состава сложных многокомпонентных сплавов);
- Повышается точность фиксирования того или иного химического элемента, что позволяет идентифицировать сплав даже с процентным содержанием элемента менее 0,0005%;
- Прибор пригоден для количественного определении я радиоактивного компонента, что особенно важно для радиационной безопасности оборудования и работающих. Отсекается возможность поступления лома, «грязного» в радиоактивном отношении;
- Приборы лазерного типа потребляют значительно меньше энергии, что позволяет длительное время применять их без подзарядки аккумуляторов;
- Поскольку скорость лазерного сканирования весьма велика, то процесс выяснения химического состава даже многокомпонентного сплава занимает доли секунды.
Отображение результатов лазерного анализатора на экране смартфона Android
Результат работы лазерного анализатора может выводиться на экран монитора, а может фиксироваться встроенной видеокамерой или выводиться через специальное приложение на экран смартфона.
- Искровые оптико-эмиссионные спектрометры, пожалуй, самые дорогие, цена на такие анализаторы могут доходить до 50 000$.
- Портативные рентгеновские анализаторы металлов – стоят немного меньше, но цена тоже немаленькая – порядка 20 000 – 30 000 $.
- Лазерные спектрометры – это анализаторы последнего поколения, набирающие все большую популярность, со временем цена будет падать, сейчас стоимость примерно – 30 000- 40 000 $.
В интернете даже у фирм продавцов на сайте не всегда стоит цена. Т.е. есть товар, есть описание анализатора, представлен большой выбор устройств, но в поле цена стоит “Сделать запрос” или “Узнать цену”. Где вы оставляете свои контактные данные и ждете ответа с ценой.
Это можно объяснить так – анализатор металлов устройство дорогое, позволить себе может не каждая металлоприемка. Чтобы не потерять клиента и довести продажу до конца – менеджеры предпочитают вести диалог напрямую с клиентом, варьируя ценой и прочими бонусами при покупке анализатора у них.
Иначе говоря – это маркетинговый ход, сближающий продавца и покупателя, что делает продажу анализатора металлов проще.
Анализаторы химического состава металлов и сплавов, какие бывают?
Технологии позволяют уменьшить количество чистого металла в
современных конструкциях. Но организациям, которые занимаются сбором и
переработкой нужно точно учитывать не только количество, но и качество поступающего
сырья, его химический состав. Получить эти данные можно с помощью анализатора
химического состава металла.
Сразу нужно оговориться, что рассматриваемое устройство более
доступно организациям из-за высокой стоимости. Частным лицам даже портативный
анализатор металлов не по карману. Цены на эти устройства колеблются от 15-20 до
35 тысяч долларов и более.
Какие бывают анализаторы химического состава металла?
Точный химический состав лома является неопределенным.
Принимаемый в пункт приема или на производство металл может включать загрязняющие вещества или опасные элементы. Соответственно, качество, безопасность и соответствие нормативным требованиям как конечной продукции, так и производства находятся под угрозой.
Чтобы не допустить нежелательные последствия, обеспечить целостность продукции, соответствие ее заявленным характеристикам, операции с металлоломом проводятся с использованием:
- Рентгеновских
флуоресцентных анализаторах (РФА); - Лазерных
аналогичных приборов (лазерный анализатор металлов – ЛАМ).
Они представлены как ручными устройствами, так и мобильными, а также
стационарными установками. Анализаторы могут проверять элементы, представляющие
интерес практически во всех типах металлических сплавов, вплоть до коммерчески
чистых металлов, и способны различать марки сплавов, которые по составу
практически идентичны друг другу. Кроме того, эти устройства:
- Положительно идентифицирует многочисленные сплавы в пунктах приема и передачи материала, гарантируют качество продукции;
- Определяют состав металла для точной сортировки;
- Выдают анализ за считанные секунды, практически без необходимости подготовки и разрушения образца;
- Увеличивают скорость обработки металла.
Проверка или идентификация металлов на основе определенного химического состава (марки) в настоящее время является стандартом в процессе контроля качества для производства и переработки металлолома.
Использование анализатора металла «в полевых условиях» является надежным способом предотвращения любого смешивания поступающих материалов для производства, отгрузки или сортировки металлов в процессе переработки.
Они необходимы, если требуется высокая производительность, особенно когда требуется тщательный анализ, когда материалы трудно идентифицировать или когда тестируется большое количество образцов.
Промышленные анализаторы для быстрой идентификации и точного анализа металла устанавливаются на производственной линии. Надежен при контроле качества поставок и готовой продукции. Анализы, сделанные с помощью этого спектрометра, имеют высочайшее качество.
Принцип работы анализатора состава металла
Первым появился анализатор металлов и сплавов, который действовал на основе рентгеновской флуоресцентной спектрометрии. В дальнейшем появились устройства, которые использовали лазерно-индуцированную спектрометрию.
Несмотря на это до сих ежегодно по всему миру продается более 5000 рентгеновских анализаторов для сортировки металлолома и положительной идентификации материалов.
Лазерные устройства могут применяться как отдельно, так и дополнять приборы РФА при анализе сплавов.
Особенно эти анализаторы нужны при работе со сплавами с низким атомным номером или легкими элементами, такими как бериллий, литий, магний, алюминий и кремний.
Рентгенофлуоресцентный анализатор металлов
Спектральный анализатор металлов или РФА характеризуется высокой точностью определения их состава.
Принцип действия этих устройств основан на энергодисперсионном
методе, при котором излучение, создаваемое миниатюрной рентгеновской трубкой,
попадает на поверхность образца и вызывает ионизацию внутренней оболочки
атомов, составляющих образец. Получающиеся пустоты во внутренней оболочке
атома заполнены электронами из более высоких оболочек, и, таким образом,
фотоны, специфичные для элемента, испускаются и обнаруживаются с помощью
кремниевого детектора.
РФА может работать одновременно для определения элементов от титана до свинца в течение нескольких секунд. Когда необходимо, второе условие луча используется для определения легких элементов, что приводит к более длительным измерениям, обычно от 10 до 60 секунд.
Лазерные анализаторы металлов
ЛАМ используют метод оптической эмиссионной спектрометрии, но,
в отличие от искровой оптической эмиссионной спектрометрии, это излучение
следует за генерацией плазмы, индуцированной лазером. Лазерный импульс
попадает на поверхность образца и удаляет количество материала в диапазоне 1
нанограмм, генерирует плазменный шлейф (частично ионизированный газ) в
диапазоне температур от 5 до 20 тысяч Кельвин (К). Энергия лазера мала, но
она фокусируется на микроскопической точке в образце для генерации плазмы.
В типичных портативных системах лазерных анализаторах дисперсионная мощность спектрометра часто ограничена его размером, поэтому их возможности требуется дополнить другими устройствами.
Для охвата всего спектрального диапазона от 180 до 800 нанометров (нм) может потребоваться несколько спектрометров.
Кроме того, длины волн менее 200 нм (например, углерод, 193,09 нм или сера, 180,73 нм) сильно поглощаются воздухом и требуют продувки аргоном оптического пути.
С помощью ЛАМ можно обнаружить практически любой элемент, обычно
содержащийся в металлах. Особенности этих анализаторов:
- Очень
высокая чувствительность к щелочным (литий, натрий и т. Д.) и щелочноземельным
металлам (бериллий, магний и т. д.); - Хорошая
чувствительность к переходным металлам, за исключением огнеупорных элементов
(таких как ниобий, молибден, вольфрам или тантал), их трудно определить; - Чувствительность к углероду, фосфору и сере
обычно недостаточна для анализа этих элементов в сплавах.
Несмотря на внедрение передовых лазерных технологий, для более
тяжелых сплавов, таких как супер сплавы, медные сплавы (кроме алюминия и
бериллиевой бронзы), припои, свинцовые сплавы или сплавы драгоценных металлов,
РФА обеспечивает лучшую чувствительность и точность анализа, чем лазерные устройства. Поэтому,
как анализатор драгоценных металлов он подходит лучше.
Кроме того, измерение элементов в отходах может быть затруднено для
ЛАМ. Например, обнаружение свинца и олова в сплавах из нержавеющей стали
при невысокой концентрации будет затруднено при использовании лазерных
анализаторов.
Анализаторы металлов и сплавов: цены и типы приборов для анализа состава сплавов
Точность и оперативность контроля изготавливаемой продукции, определение химического состава изделий из металлов и сплавов, определение качественных показателей исследуемых образцов, идентификация тяжелых металлов являются важными процессами во многих отраслях промышленности. Наиболее востребованным такой анализ является при работе со вторичным сырьем из металла. Очевидно, что подобный анализ выполнить без специальных приборов для анализа состава металлов просто невозможно, а сделать такую работу еще и быстрой – значит повысить эффективность работы.
Анализаторы, которые были изобретены для решения подобных задач, называются спектрометры. Благодаря этим устройствам можно точно определить, какие металлы содержатся в исследуемом образце, а также определить их количество. Подобные приборы обеспечивают неразрушающий контроль металла, то есть применение не требует манипуляций с целостностью исследуемого образца.
Выбрать анализатор металлов
Существуют две основные категории анализаторов. В первой используют явление оптической эмиссии, такие приборы называют эмиссионными спектрометрами.
Вторая категория использует рентгеновские лучи для получения требуемой информации об объекте, такие спектрометры называют соответственно рентгеновскими.
По-другому классифицировать анализаторы металлов можно как оптико-эмиссионные и рентгенофлуоресцентные.
Каждый из этих типов устройств может быть стационарным, мобильным и портативным. Стационарные являются довольно габаритными и обычно занимают много места, поэтому их используют, если требуется идеальная точность.
Мобильные спектрометры выполняют таким образом, чтобы обеспечить их легкое передвижение, варианты исполнения могут быть на колесах. Самыми компактными являются портативные анализаторы.
Их появление стало шагом вперед в области исследования металлов, и предоставило возможность использования анализаторов прямо на месте.
Оптико-эмиссионные анализаторы сплавов
При исследовании объектов оптико-эмиссионными спектрометрами применяются методы искрового анализа и воздухо-дугового анализа. Оптико-эмиссионные анализаторы позволяют работать с широким классом металлов, например, алюминиевыми, титановыми, ферритовыми, кобальтовыми, медными, нержавеющей и низколегированной сталью.
Лазерные спектрометры работают на аргоне и комплектуются специальной съемной насадкой на датчике, позволяющей выбирать режим работы прибора среди следующих:
- Определение марки металла;
- Определение сплава при помощи сравнения эталонного спектра с исследуемым спектром;
- Режим «да — нет», определяющий определенный параметр или заданный вид металла.
Прибор способен определить даже незначительное содержание посторонних смесей в составе сплава. Благодаря высокой точности измерений применяется для сертификационного анализа. Все приборы поставляются уже с установленным набором программ, что усложняет идентификацию неизвестных включений в сплаве.
Рентгенофлуоресцентные анализаторы
Приборы этой категории позволяют определять до 45 химических элементов благодаря светочувствительным механизмам, установленным в корпусе устройства. Компактность и простота использования делают рентгеновские анализаторы наиболее популярными устройствами в данной области.
Устройство не сможет идентифицировать элементы, порядковый номер которых в периодической таблице ниже 11.
В отличие от эмиссионных приборов, где требуется очистка исследуемого объекта от пыли и грязи с помощью шлифовального круга, при использовании рентгеновских спектрометров достаточно удалить краску или ржавчину с поверхности образца.
Цена спектрометра
Сложно сделать типовой прайс-лист на такой прибор, как анализатор металлов.
Если говорить о стоимости, цены на спектрометры формируются на основе четырех основных параметров:
- Вид устройства;
- Набор определяемых элементов;
- Точность измерений;
- Страна-производитель.
Исходя из этого, самыми дорогими анализаторами являются импортные оптико-эмиссионные и рентгенофлуоресцентные спектрометры, особенно, японские (Shimadzu, Rigaku), европейские (Spectro-Ametek, Oxford Instruments, Bruker) и американские (Olympus Innov-X, Thermo Scientific Niton).
Ценовой сегмент таких устройств является премиальным. Цена их является высокой за счет дорогого производства, новейших технологий, организации доставки, таможенных сборов и статуса. В этих приборах, как правило, надо дополнительно оплачивать каждую аналитическую программу для сплавов на основе железа, алюминия, титана, меди и т. д.
Диапазон цен
Рынок портативных спектрометров довольно обширный и бывает сложно выбрать анализатор. Необходимо подобрать прибор, точно отвечающий всем характеристикам для выполнения требуемой работы. Для разных отраслей могут требоваться разные спектрометры.
Обзор цен показал, что самым дешевым на этом рынке является китайский анализатор металлов, цена на который около 15 — 20 тысяч долларов. Цена на европейские лазерные анализаторы колеблется в области 25 — 50 тыс. евро.
Отечественные производители находятся в диапазоне цен от 20 до 35 тыс. евро.
При этом качество и сходимость измерений не хуже европейских аналогов. Следует учитывать, что практически все сделки по покупке анализаторов состава проводятся в закрытом режиме, информация о цене спектрометра предоставляется по запросу.
Далеко не каждый, кто имеет дело с металлическим вторсырьем, может позволить себе покупку такого дорогого устройство. На рынке существует возможность арендовать анализаторы, но это очень невыгодно при долгосрочной аренде.
Обычно цена на такую услугу колеблется в диапазоне 150-300 долларов за один день.
Анализаторы металлов и сплавов
Анализаторы металлов от компании HITACHI — это приборы, которые объединяют в себе совокупность высокой надежности и аналитических характеристик.
Компания HITACHI является единственным на рынке производителем , который может предоставить полную линейку методов анализа использующихся в промышленности для анализа металлов — рентгенофлуоресцентный анализ, оптико-эмиссионная спектроскопия и лазерная эмиссионная спектроскопия.
Пользователями оборудования от компании HITACHI в настоящее время являются уже более 1 500 тысячи промышленных предприятий в России и странах СНГ. Компания HITACHI вкладывает огромные средства в развитие и разработку новых моделей анализаторов металлов.
2014 год — новая модель портативного рентгенофлуоресцентного анализатора X-MET 8000, который благодаря оптимальному соотношению «точность анализа»/ «портативность» и высокой надежности в 2018-2019 году стал настоящим бестселлером. В настоящее время на российском рынке поставлено уже более 600 анализаторов X-MET 8000.
Нет региона в России, в котором Вы не могли бы получить положительный отзыв о работе данного прибора. Прибор представлен в демонстрационном зале. 2014 год — оптико-эмиссионный анализатор металлов PMI-MASTER SMART UVR— уникальный портативный спектрометр с возможностями лабораторного прибора.
С анализатором металлов PMI-MASTER SMART UVR определение марки стали в том числе там где необходим точный анализ углерода, серы, фосфора, азота, кремния и алюминия, а также примесных значений легирующих элементов доступно в любом месте, где это необходимо — в цехах, на эстакадах, строительных площадках.
Является самым продаваемым портативным оптико-эмиссионным спектрометром в России. Прибор представлен в демонстрационном зале. 2015 год — новая модель стационарного рентгенофлуоресцентного анализатора тонких многослойных металлических покрытий и химического состава — MAXXI 6.
Прибор оснащен современным кремниевым дрейфовым детектором высокого разрешения, что позволяет проводить анализ металлических покрытий с точностью от 0,0025 мкм, а также решать такие сложные задачи как прямое измерение фосфора в покрытиях NiP и измерение толщины алюминиевого слоя.
2016 год — компактный настольный оптико-эмиссионный спектрометр FOUNDRY-MASTER SMART. Это первый настольный прибор от компании HITACHI с газонаполненной оптикой. Прибор является уникальным по соотношению основных характеристик спектрометра «аналитические возможности»/»цена».
При малой стоимости и компактных размерах анализатор металлов FOUNDRY-MASTER SMART способен удовлетворить основные требования и решить задачи большинства заводских лабораторий машиностроительных заводов и/или литейных цехов. Прибор представлен в демонстрационном зале.
2017 год — вышла новинка лазерные анализаторы металлов VULCAN и VULCAN Smart. Лазерный анализатор металлов VULCAN от кампании HITACHI является самым быстрым прибором на рынке — для получения достоверного результата анализатору требуется 1 секунда.
Анализатор металлов VULCAN является самым продаваемым лазерным портативным анализатором металлов в мире благодаря надежности конструкции и отличной воспроизводимости и повторяемости получаемых результатов. Прибор представлен в демонстрационном зале. 2018 год — новый рентгенофлуоресцентный анализатор покрытий FT110. Это первый прибор в линейке HITACHI, произведенный в Японии. 2019 год — обновленная модель высокоточного оптико-эмиссионного анализатора металлов FOUNDRY-MASTER EXPERTс газонаполненной оптической системой.
Анализаторы металлов — это приборы неразрушающего действия для определения марки металла и количественно-элементного состава образцов из чёрных и цветных сплавов. Данное оборудование востребовано во многих отраслях промышленности и применяются на разных этапах производства.
От показаний химических анализаторов металлов и сплавов напрямую зависят результатызаключений о соответствии качества материалов и изделий существующим стандартам. Поэтому перед покупкой подобного оборудования рекомендуем ознакомиться с его особенностями, что позволит в дальнейшем сделать оптимальный выбор для достижения конкретных целей.
Классификация анализаторов металлов и сплавов
Разделение анализаторов химического состава металлов и сплавов на группы производится главным образом по двум признакам. По принципу работы различаются оптико-эмиссионные, рентгенофлуоресцентные и лазерные приборы, а по конструкции и месту применения — стационарные и портативные. Каждая разновидность имеет свои особенности и преимущества. О них и пойдёт речь далее.
Оптико-эмиссионные спектрометры
Принцип действия.
Работа оптических анализаторов состава металлов основана на технологии получения спектра и последующими измерениями длины световых волн и их интенсивности. На практике процесс исследования с помощью этих приборов осуществляется таким образом:
1) образец нагревается концентрированным электрическим разрядом высокой тепловой мощности;
2) вследствие возбуждения ионов и атомов появляется термоэлектронная эмиссия, сопровождающаяся флуоресценцией;
3) монохроматор с дифракционной решёткой улавливает световые лучи и определяет по длине волн те или иные химические элементы, а по интенсивности свечения — их количество;
4) полученные результаты выводятся на дисплей.
Диапазон измерений.
Существуют эмиссионные оптические спектрометры с воздушной рабочей средой и с аргоновой. Соответственно, они функционируют с применением дугового и искрового разрядов. Многие модели могут работать в обоих режимах, так как снабжены разными насадками. Но, независимо от строения, оптико-эмиссионные анализаторы отлично показывают себя при исследовании:
· инструментальных и низколегированных сталей;
· нержавеющих сталей на основе никеля, цинка, меди, кобальта, титана;
· низкоуглеродистых сталей ферритного класса;
· алюминиевых и других сплавов.
Преимущества.
Оптико-эмиссионные анализаторы хорошо применимы при определении низких (примесных) концентраций легирующих элементов (на уровне 0,0001 – 0,1%), а также анализа неметаллических включений – углерода, серы, фосфора, бора. Таких образом оптико-эмиссионные анализаторы могут быть хорошо применимы при анализе углеродистых и низколегированных сталей, где анализ таких элементов особенно важен, а также для анализа чистых металлов.
Рентгенофлуоресцентные анализаторы металлов и сплавов
Строение и принцип действия.
Основу конструкции любого современного РФ-спектрометра составляют, центральный процессор, рентгеновская трубка, детектор, регистрирующее устройство, модуль управления и электронная память. Наиболее распространен в промышленном применении энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный метод, применение которого заключается в следующем:
1) продуцированное рентгеновской трубкой излучение направляется на образец, чем вызывает ионизацию внутренних оболочек атомов;
2) при этом происходят внутренние переходы электронов с испусканием фотонов со специфичной для каждого химического элемента энергией;
3) датчик отделяет и накапливает фотоэлектроны в энергетические области, а потом по интенсивности последних определяет концентрации элементов.
Контроль за исследованием обычно осуществляется посредством программного обеспечения, которое в начале позволяет задавать параметры, а в конце — вместе с изображением спектра получать готовый перечень компонентов химического состава образца.
Выводы ПО делает на основании градуировочных данных о сплавах и с учётом относящихся к определённым режимам работы оборудования коэффициентов. Эталонная информация и полученная в процессе анализа сохраняется в электронной памяти.
При необходимости результаты исследований можно распечатывать на принтере.
Анализаруемые элементы.
Рентгенофлуоресцентные анализаторы металлов и сплавов в общей сложности позволяют проверять наличие и количество химических элементов по 45 позициям. К сожалению, они не видят лёгких элементов, то есть тех, у которых атомный номер ниже 11 (расположенных в двух верхних строчках таблицы Менделеева).
Преимущества.
Рентгенофлуоресцентные анализаторы могут работать как с металлическими так и неметаллическими образцами, а также работать без разрушения металлов и сплавов.
РФА анализаторы не требуют специальной подготовки поверхности (перед проведением исследований достаточно обычной очистки образцов от краски и ржавчины).
Возможна работа со сложными объектами , такими как стружка, тонкая проволока, порошки, сварные швы, ферросплавы.
Лазерные анализаторы химического состава металлов и сплавов
Принцип действия.
Лазерные анализаторы металлов и сплавов появились на рынке промышленного оборудования сравнительно недавно. Принцип работы схож с оптико-эмиссионным спектрометром, только в качестве источника возбуждения используют лазер. Благодаря тому что лазерный спектрометр легко сделать портативным, в последнее время он набирает популярность.
Преимущества.
В лазерных анализаторах химического состава отсутствует источник ионизирующего излучения (такой как рентгеновская трубка в рентгенофлуоресцентных спектрометрах), что освобождает от необходимости оформления лицензии и СЭЗ.
Лазерные анализаторы металлов имеют самую высокую скорость анализа – результат по химическому составу возможно получить за одну секунду.
Лазерные анализаторы имеют лучшую чувствительность по «легким элементам», таким как Si, Mg, Al, по сравнению с рентгенофлуоресцентными спектрометрами, а также имеют возможность анализа Li и Be.
Стационарные и портативные приборы
В категорию стационарных входят напольные и настольные модели анализаторов химического состава образцов. Оптико-эмиссионные преимущественно устанавливаются в лабораториях.
В некоторых случаях — в производственных цехах.
Рентгенофлуоресцентные требуют установки в специально оборудованном помещении (с наличием надёжного свинцового экрана) за исключением приборов с усиленной защитой от ренгеновского излучения.
К портативным принадлежат мобильные (передвигающиеся на колёсиках) оптико-эмиссионные спектрометры, а также РФА и лазерные анализаторы металлов ручного типа.
Все они отличаются возможностями работы в цехах и на производственных площадках, удобством в эксплуатации, быстротой анализа, достаточной точностью измерений. Портативные приборы работают от аккумуляторных батарей, хорошо защищены от внешних воздействий.
Незаменимы при работе в полевых условиях и при необходимости проведения исследований в труднодоступных местах.
Области применения анализаторов химического состава металлов и сплавов
Оперативное и точное определение вида металла или состава сплава требуется во многих отраслях промышленности. Тем не менее химические анализаторы наиболее востребованыв металлургии, нефтехимии и машиностроении. Они позволяют:
· выполнять на предприятиях входной контроль качества сырьевого материала (слитков), полуфабрикатов (заготовок), готовых изделий (труб, электродов, прутов, различных деталей) и отходов производства (стружки, металлической пыли);
· контролировать химический состав металлов по ходу плавки в литейном производстве;
· осуществлять контроль химического состава готовой продукции на металлургическом предприятии;
· анализировать химический состав лома на шихтовом дворе;
· сортировка и определение стоимости металлического лома;
Не менее важные задачи химические анализаторы решаюти в строительной области, в частности, при обратном проектировании.
Определяя количественно-элементный состав компонентов конструкций, приборы помогают устанавливать причины разрушения последних или их отказа.
На основании полученных посредством анализаторов данных конструкторы и проектировщики делают выводы относительно выбора металлов и сплавов для проведения реставрационных работ либо для изготовления новых конструкций.
Загрузка...
