Понимание и выбор технологии проверки материалов

Когда партия сырья появляется на приемном пункте производителя, достаточно ли прочтения документации, чтобы идентифицировать материал? Может быть, это так, а может быть, и нет. Использование портативного инструмента для идентификации сплавов — это быстрый способ проверить химический состав металлов. Термо Фишер Сайентифик

В любой день типичный производственный цех имеет дело с несколькими материалами: углеродистыми сталями, нержавеющими сталями, алюминиевыми сплавами, а иногда даже магнием. Сопроводительная документация идентифицирует материал, но как производитель определяет, действительно ли он получил то, что заказал? Во многих случаях было бы полезно определить, соответствует ли отгруженный металл протоколу испытаний материала (MTR). Чтобы сделать это без отправки материала в испытательную лабораторию, производители могут использовать устройства элементного анализа.

Технология элементного анализа прошла долгий путь с тех пор, когда производителям металлов приходилось полагаться на дорогостоящие и трудоемкие лабораторные испытания или элементарные искровые или кислотные испытания для проверки материалов. Технологические достижения позволяют портативным приборам выполнять аналитические процессы, а это означает, что элементный анализ лабораторного уровня теперь можно выполнить за считанные секунды прямо в цеху. Эта возможность помогает снизить риски и значительно повышает производительность.

Может быть сложно провести различие между доступными методами — рентгеновской флуоресценцией (XRF), спектроскопией лазерного пробоя (LIBS) и оптической эмиссионной спектроскопией (OES) — и определить, какой из них является оптимальным для данного применения.

XRF, неразрушающий метод исследования, облучает металлический образец высокоэнергетическими рентгеновскими лучами, создаваемыми миниатюрной рентгеновской трубкой в ​​приборе. Это заставляет атомы в образце испускать вторичные (или флуоресцентные) рентгеновские лучи, уникальные для элементов, присутствующих в образце. Детектор прибора измеряет и анализирует вторичные рентгеновские лучи, чтобы определить их химическую идентичность и концентрацию в тестируемом металле. Эта возможность делает РФА полезным как для качественного, так и для количественного анализа состава материала.

Приборы ОЭС посылают электрический импульс высокого напряжения для возбуждения атомов в образце. Затем образец выбрасывает дуговую искру, которую можно измерить и проанализировать с помощью спектрометра в установке OES. Отсюда система OES определяет химический состав испытуемого образца.

Анализаторы LIBS удаляют поверхность образца с помощью высокофокусированного лазера, который создает плазму возбужденных атомов и ионов. Когда эти атомы начинают распадаться до своего основного состояния, они излучают волны света, уникальные для каждого элемента, которые анализируются спектрометром в устройстве LIBS. Как и XRF, анализ LIBS можно использовать как для количественных, так и для качественных измерений.

OES и LIBS минимально разрушительны. Они оставляют на образце небольшой след ожога.

Производители металла должны учитывать несколько факторов при выборе технологии, включая портативность, скорость и простоту использования.

Мобильность может оказать существенное влияние на производительность. К счастью, анализаторы как LIBS, так и XRF легкие и портативные. Это означает, что анализ можно легко проводить практически в любом месте магазина или склада, даже в труднодоступных местах. OES — это мобильная технология, но она не портативна. Для этого требуется толкающая тележка, которой может быть трудно маневрировать в ограниченном рабочем пространстве. Самые совершенные на сегодняшний день анализаторы LIBS весят всего 6 фунтов. (2,9 кг), тогда как мобильный ОЭС может весить до 80 фунтов. (36 кг).

Что касается скорости использования, основные факторы включают настройку и обслуживание прибора, подготовку проб и скорость анализа.

Из трех технологий XRF является наиболее простым в использовании. Это компактное устройство, не требующее ежедневной настройки или обслуживания. Настройка LIBS относительно минимальна: требуется двухэтапный процесс, занимающий около 10 минут. Ежедневная настройка OES требует нескольких шагов и занимает от 15 до 20 минут. Инструменты LIBS и OES требуют регулярной чистки.