производство и поставка оборудования для механических испытаний, неразрушающего контроля, химического анализа и визуального контроля, диагностического оборудования, приборов визуального контроля, систем контроля доступа персонала, элементов систем умного производства. Испытательная лаборатория. Сервисный центр
Аналіз вуглецю в дрібних деталях за допомогою лазерного аналізатора

Виробничі процеси, що потребують контролю якості на всіх етапах постачання, часто стикаються із затримками та складнощами, коли потрібне визначення хімічного складу, включаючи вуглець у дрібних деталях, типу зварювальних електродів, дроту, кріплення, тонких пластин та трубок малого діаметра.

На сьогоднішній день поточні процеси визначення хімічного аналізу металів і сплавів можна здійснити за допомогою оптико-емісійного спектрометра, але враховуючи дрібний розмір деталі, вирізати зразок відповідних розмірів для проведення аналізу буде неможливим. Якщо приладу немає, то потрібно відправити зразки в сторонню лабораторію. Але, як правило, такі варіанти можуть спричинити додаткові витрати і втрату часу. Окрім цього ці фактори можуть призвести до штрафів регулюючих органів, порушити графік запуску проекту або, що ще гірше, створити критичні проблеми, пов'язані з безпекою.

У цій статті розглядається сучасний метод контролю вмісту вуглецю та підтвердження марок сталі для маленьких зразків. Для вирішення цього завдання розроблені нові портативні лазерні (LIBS) спектрометри серії SciAps, зокрема: «Лазерний» портативний аналізатор SciAps Z-901 CSi» та «Лазерний портативний аналізатор Z-902 Carbon» , які забезпечують швидкий, всебічний аналіз із точним визначенням Вуглецю прямо на місці, а також в умовах виробництва або складу.

Вступ

При проведенні хімічного аналізу вхідного, міжопераційного та вихідного контролю багато фахівців зіткнулися з проблемою тестування деталей, які занадто малі для аналізу. Проблема дедалі більше ускладнювалася, якщо вміст вуглецю вимагалося непросто для ідентифікації, но і для оцінки цього металу. Для вирішення цього завдання можна виділити такі варіанти, як:

  • Адаптація оптичних оптико-емісійних спектрометрів для аналізу дрібних проб;
  • Використання портативного, але менш повного рентгенівського XRF аналізу;
  • Надсилання матеріалів до сторонньої лабораторії.

  • Лазерна емісійна іскрова спектроскопія

Для якісного сортування металів та підтвердження марок сталі в польових умовах давно використовується оптико-емісійна спектроскопія (OES). Але при аналізі дрібних деталей, як і раніше, виникають складнощі.

Прикладом таких складнощів є габаритні прилади з датчиком, оснащені герметизованою камерою, для створення аргонового середовища, де аргон є необхідною умовою для точного визначення вуглецю. Наприклад, якщо деталь менша за камеру: трубопроводи або трубки діаметром 3-5 см, то стає неможливим підтримувати інертну атмосферу, що призводить не до помилкових результатів аналізу.

Адаптація оптичних оптико-емісійних спектрометрів

Деякі виробники знайшли вихід із цієї проблеми. Вони розробили адаптери для дрібних деталей. Ці адаптери приєднуються до вимірювального блоку. Однак, для відповідності різним розмірам та геометрії деталей потрібно кілька типів адаптерів, що суттєво підвищує вартість приладу при придбанні всіх необхідних адаптерів для спектрометра. Наприклад, адаптер для зварювального дроту не такий, як для ніпелів трубопроводів. Без потрібних адаптерів тестування дрібних деталей за допомогою оптико-емісійного спектрометра стає практично неможливим і необхідно розглядати інші варіанти.

Рентгенофлуоресцентна спектроскопія XRF

Для перевірки металу в польових умовах популярно використовувалися портативні рентгенофлуоресцентні аналізатори (РФА), здатні перевіряти дрібні деталі. Але рентгенівські аналізатори (РФА) не завжди можуть надати всі дані, необхідні для детальних програм перевірки найкращих доступних технологій (НДТ).

Приміром, якщо деталь дуже мала, вона може отримати достатньої кількості рентгенівських променів для визначення точного хім. складу через розсіювання променя. Крім цього, ще однією труднощами є те, що рентгенофлуоресцентні аналізатори (РФА) не можуть вимірювати вуглець.

Виходячи з цього, портативний РФА може перевіряти, чи є матеріал 316ss, 304ss або вуглецевою сталлю, але не можуть визначити відноситься марка 316 або 304 до класу L або H, або є ця деталь виготовленої з вуглецевої сталі марки 1020 (сталь 20) чи 1030 (сталь 30). Для цього необхідний вміст вуглецю. Отже, необхідні альтернативні методиоди для ефективного аналізу та оцінки цих деталей.

Сторонний лабораторний аналіз

Крім усього перерахованого, для перевірки на відповідність специфікації марки можна відправити дрібні деталі до лабораторії, що забезпечить точні результати. Однак такий варіант є витратним за часом, тому що. для аналізу будуть потрібні дні, а не хвилини, і необхідно, щоб деталі були відправлені до лабораторії.

Іншим способом є збір стружки з матеріалу вручну та з використанням механічних пристроїв для отримання невеликої кількості матеріалу для відправки в лабораторію. Цей метод дозволяє зберегти та не руйнувати оригінальні деталі на місці, але все одно вимагає затримки за часом та витратами за кошти.

Лазерна емісійна іскрова спектроскопія

LIBS або ЛІЕС — це лабораторна лазерна технологія, що має багато подібностей із іскровою оптико-емісійною спектроскопією (OES). Там, де OES використовує безперервну електричну іскру як джерело порушення, лазер обпалює матеріал імпульсним лазером для створення плазми на його поверхні. Спектрометр вимірює світло від плазми та окремі довжини хвиль, щоб виявити вміст елементів, що визначається кількісно за допомогою встановлених калібрування. За допомогою цієї технології портативний лазерний аналізатор Z-902 Carbon включає комплексне рішення для перевірки металів у польових умовах, що включає аналіз вуглецю.

Виходячи з чого, лазерні аналізатори мають запатентовану конструкцію, що забезпечує гарне обдування та створення інертного середовища без необхідності адаптерів-ущільнень для круглих поверхонь або дрібних деталей. Портативні аналізатори SciAps можуть аналізувати деталі меншого розміру, ніж камера згоряння, без адаптерів. Як тільки поверхня зразка підготовлена ​​і деталь встановлена ​​врівень із внутрішньою камерою, сфокусований лазер «стріляє» в матеріал і, випаровуючи його, виробляє плазму. Тестована площа становить близько 0,05 мм, приблизно, як діаметр волосся, що дозволяє легко аналізувати навіть найменші деталі. Як порівняння, для звичайних оптико-емісійних спектрометрів (OES) потрібна дуже велика площа близько чверті діаметра і ущільнення для проведення тестування в середовищі аргону.

Мал. 1. Аналіз Вуглецю зварного шва марки ER308L, товщиною ¼” з SciAps Z-902
Мал. 2. Аналіз Вуглецю гвинта машини діаметром ¼”, сталь 316H з SciAps Z-902
Мал. 3. Аналіз Вуглецю ніпелю труби діам. 1” s/160 A106 для обслуговування установки HF алкілування з SciAps Z-902
Мал. 4. Аналіз Вуглецю в дроті 1/8 дюйма, сталь 316L з SciAps Z-902

Висновки

Портативні лазерні аналізатори є унікальним та комплексним рішенням для проведення аналізу металів та сплавів на місці, у польових умовах. Вам більше не доведеться займатися збиранням стружки, відправкою матеріалу в сторонню лабораторію або збиранням та підключенням різних адаптерів, що дозволить не тільки заощадити значні ресурси на підприємстві, але й заощадити час.

Розроблені лазерні аналізатори LIBS (ЛІЕС) для закруглених поверхонь і дрібних деталей, із запатентованою конструкцією з вбудованої продувки аргоном, яка не вимагає ущільнення при встановленні на об'єкт аналізу, забезпечує велике охоплення контролю критично важливих об'єктів, що включає навіть невеликі елементи, що утримують тиск, які часто не враховуються через їх малий розмір або складну геометрію.

На закінчення відзначимо, що лазерні аналізатори LIBS (ЛІЕС) – це ефективне рішення для швидкого аналізу всіх критично важливих компонентів, включаючи дрібні деталі, які часто не включаються до аналізу, оскільки є складними для перевірки.

Джерело:

З 2011 року науково-виробниче підприємство «УКРІНТЕХ» успішно працює і розвивається в області контролю якості матеріалів та промислових виробів.

Контакти

ТОВ НВП "Укрінтех":
м.Харків, вул.Ковтуна, буд.50, корпус "А-5"

Для пошти:
а/с 2304, Харків-1, 61001, Україна

ТОВ НВП "Укрінтех"
+38 (050) 499-09-89; +38 (067) 560-89-39
+38 (067) 575-45-10; +38 (057) 768-09-02

"ЦНД Лабораторія"
+38 (098) 262-48-92

Компанія

Виробництво і постачання
випробувального обладнання, устаткування для металографії, приладів НК та ін.

Сервісний центр
Ремонт, сервісне обслуговування і модернізація обладнання.

Центр незалежних досліджень

Акредитована випробувальна лабораторія.