Анализаторы металлов (Спектрометры металлов)

С 2014 года обновилась практически вся линейка продукции компании:

Анализаторы металлов и сплавов

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 результаты заключений 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 востребованы в 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 решают и 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.