Типы анализаторов металла
Оптические эмиссионные спектрометры реализуют технологию, которая использует интенсивность света (испускаемого пламенем, плазмой, либо любым иным источником энергии, который действует на нужной длине волны) для определения количества элемента в образце. Эмиссионные спектрометры работают так. Через образец пропускают высококонцентрированный электрический разряд большой тепловой мощности, нагревая его до температуры, при которой начинается термоэлектронная эмиссия. В результате происходит световое излучение на определённой длине волн, которое улавливается монохроматором. Современные приборы оснащаются источниками контролируемого искрового разряда, что позволяет вести количественный анализ состава металлов.
Плазменные спектрометры относятся к устройствам портативного типа. Электрическая энергия в форме искры генерируется между электродом и образцом металла, в результате чего испарённые атомы приводятся в состояние высокой энергии — плазмы разряда.
Возбуждённые в плазме атомы и ионы создают уникальный спектр излучения, характерный для каждого элемента. Таким образом, один элемент генерирует многочисленные характерные спектры излучения. Этот свет разделяется дифракционной решёткой для извлечения спектра излучения для целевых элементов. Интенсивность каждого спектра излучения зависит от концентрации элемента в образце.
Анализаторы, которые действуют по лазерному принципу, используются преимущественно для оценки наличия в металле алюминия и его сплавов.
Принцип действия основан на оценке длины волны излучения, которое активируется лазерным лучом. Эргономика прибора представляет собой пистолетную форму. Включение лазерного анализатора производится кнопками, которые размещены у триггера. Считывание результатов измерений производится с помощью наклоняемого под любым углом сенсорного экрана.
Особенностью лазерных анализаторов является наличие микрочипа, для работы которого необходимо устанавливать специальную программу. С его помощью выбирается матрица измерений, производится сам химический состав и идентифицируется наличие определённого вещества.
Анализаторы металлов рентгенофлуоресцентного принципа действия предназначены для определения компонентов легирования, следов и сторонних примесей в различных марках сталей. Образец подвергается воздействию рентгеновского излучения, при этом поглощённые электроны проходят в электронно-лучевой анализатор, а отражённые — в рентгеновский спектрометр. Там сигнал усиливается и через дискриминатор величины импульса выводится на экран. Поскольку для количественного анализа используется одновременно два различных блока, то точность получаемых результатов является наибольшей.
Определение спектрального анализатора
Спектральный анализ – это совокупность физических методов определения состава вещества, основанный на изучении спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Атомы каждого элемента испускают излучение определенных длин волн, это в свою очередь, позволяет определить, какие элементы входят в состав данного вещества. Спектры определяются свойствами электронных оболочек атомов и молекул, и воздействием структуры и массы атомных ядер на положение энергетических уровней. Спектральный анализатор – это прибор, помогающий определить состав исследуемого вещества с помощью спектрального анализа.
Как проверить химический состав металла
Контроль химического состава сталей и сплавов позволяет прогнозировать свойства готовых изделий и является важной составляющей комплексной проверки качества металла
Приборы для анализа химического состава металлов
В настоящее время наибольшее распространение получили следующие приборы:
- Стилоскопы
- Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры
- Портативные лазерные спектрометры
- Оптико-эмиссионные спектрометры
Стилоскопы
Стилоскопы являются простейшими спектральными приборами. Суть метода заключается в испарении металла под действием разряда и наблюдении оператором образующегося при этом свечения. По яркости спектральных линий можно судить о концентрации различных элементов.
Стилоскопы имеют невысокую стоимость, но работа на них довольно сложна и требует специальных навыков, обучение которым занимает от нескольких месяцев до нескольких лет. Кроме того, стилоскопы являются оценочными приборами, — результаты анализа зависят от субъективной оценки оператора.
Эта особенность не позволяет использовать данные приборы во многих технологических процессах, когда требуются точные данные об элементном составе металла.
Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры
Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры получили широкое распространение из-за небольшого веса и простоты обращения. Приборы часто называют «пистолетами» из-за внешнего сходства – в приборе есть рукоятка, курок и «дуло», в котором находятся рентгеновская трубка и детектор.
При нажатии на курок трубка начинает генерировать рентгеновское излучение, оно вызывает ответное характеристическое излучение от атомов образца, которое регистрируется детектором. Малые размеры и вес позволяют использовать такие приборы вне лаборатории.
Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры неприхотливы, не требуют периодических рекалибровок, а обучиться работе на них можно за несколько часов, однако существенным ограничением является невозможность анализа углерода, а также высокие пределы обнаружения серы и фосфора.
Оптико-эмиссионные спектрометры
Оптико-эмиссионные спектрометры позволяют анализировать все основные легирующие элементы в сталях и сплавах, включая углерод, серу, фосфор и др. По принципу работы эти приборы схожи со стилоскопами, но спектральные линии анализируются специальными детекторами.
Обыскривание должно происходить в инертной среде, поэтому для работы оптико-эмиссионных спектрометров требуется аргон. Спектрометры этого типа обычно довольно массивны и являются настольными или напольными приборами, а передвижные (мобильные) модели располагают на специальных тележках.
Несмотря на эти недостатки, оптико-эмиссионные спектрометры отличаются надёжностью, простотой эксплуатации, относительно невысокой стоимостью и требуют лишь простейшей пробоподготовки, благодаря чему на сегодняшний день этот метод является основным для анализа химического состава металлов в большинстве промышленных, экспертных и исследовательских лабораторий.
Портативные лазерные спектрометры
В последние годы на рынке появилось большое количество портативных лазерных приборов. По форме и размерам они похожи на портативные рентгенофлуоресентные спектрометры, а по сути работы – на оптико-эмиссионные приборы.
Анализ происходит за счёт измерения интенсивности спектральных линий в оптическом диапазоне, но их появление вызывается воздействием лазера. Портативные лазерные спектрометры выгодно применять при анализе больших потоков лёгких цветных сплавов (алюминия, магния, титана), т.к.
их анализ выполняется быстрее и точнее, чем на портативных анализаторах.
Однако лазерные анализаторы значительно более прихотливы, чем рентгенофлуоресентные спектрометры – они температурозависмы, требуют регулярных перекалибровок и периодического обслуживания, при этом углерод, ключевой элемент при анализе сталей, анализируется со слишком большой погрешностью.
Иные инструментальные методы
Иные спектральные приборы – атомно-абсорбционные спектрометры, оптико-эмиссионные спектрометры с индуктивно-связанной плазмой, фотоколориметры требуют предварительного растворения пробы, из-за чего менее удобны и в настоящее время применяются реже. Тем не менее, в некоторых случаях, они имеют некоторые преимущества.
Эмиссионный химический анализ
Этот метод исследования металлов позволяет за короткий промежуток времени с высокой вероятностью определить истинный состав исследуемого металлического образца.
На сегодня существует несколько разновидностей этого метода, но наибольшую популярность имеет атомно-эмиссионный спектральный анализ. Именно он используется в научной и промышленной отрасли для экспрессного получения данных о составе исследуемых образцов.
Эти методы анализа металлов и сплавов основаны на том принципе, что кратковременный высокотемпературный нагрев металла приводит к тому, что атомы вещества переводятся в возбужденное состояние и излучают свет в определенном интервале частот. Для каждого химического элемента характерна своя частота, по которой его и можно идентифицировать.
Полихроматическое излучение, которое получается вследствие такого разогрева металлического образца, фокусируется с помощью специальной оптической системы, с последующим раскладыванием в спектр и фиксированием регистратором.
После этого полученные данные обрабатываются с помощью компьютерной техники, на которой установлено специализированное программное обеспечение, позволяющее, используя аналитические инструменты, провести качественный и количественный анализ.
Точность метода
Метод эмиссионного анализа отличается высокими показателями чувствительности, что позволяет определять даже малейшие концентрации примесей в металлах и сплавах.
Показатель чувствительности этого метода находится в пределах 10-5…10-7%.
Что касается точности, то метод позволяет получить показатель в пределах 5% при небольших концентрациях примесей и до 3% при более высоком содержании примесей.
Преимущества
К основным преимуществам современного эмиссионного анализа относятся:
- возможность параллельного определения сразу 70-ти элементов в составе металла или его сплава;
- высокая скорость проводимого анализа;
- низкий порог обнаружения примесей;
- высокая точность и чувствительность;
- информативность полученных результатов;
- относительная простота проведения эксперимента;
- возможность исследования больших изделий без ущерба их поверхностям.
Как сэкономить
Далеко не каждый, кто работает в сфере металлического вторсырья, обладает достаточной суммой для покупки этого дорогостоящего оборудования. Бывает, что пункт приема только недавно открылся, и у хозяина еще нет свободных средств для покупки анализатора.
Аренда
Брать анализатор металла в аренду на долгое время невыгодно. На тематических форумах участники указывают, что можно взять в аренду прибор за 150-300 долларов за день. Эта возможность целесообразна только если вам необходимо единожды проверить крупную партию металла. Аренда – хороший вариант, если необходимо провести ревизию.
Поисковики берут в аренду анализаторы в случае, если, к примеру, обнаружили не найденную еще нетронутую свалку металлолома и хотят прикинуть, сколько заработают на этом.
Покупка б/у
Недорогой вариант как для приемщиков, так и для поисковиков. В частных объявлениях можно найти как относительно новые, так и устаревшие модели.
Можно купить анализатор металлов и сплавов, цена на модель бу которого составит примерно 8700 долларов.
Как пример можно рассмотреть Innov-X Alpha-2000 2008 г выпуска. Другие модели доступны за схожую цену.
Покупка бывших в употреблении анализаторов имеет ряд минусов и возможных негативных последствий.
Во-первых, на них никто не дает стандартную гарантию в один год.
Во-вторых, вам неизвестен ресурс рентгеновской трубки (если это рентгенофлуоресцентный анализатор металлов). У прибора могут быть неисправности, которые продавец скроет от покупателя.
Прибор стоит как машина среднего класса, поэтому вас могут обмануть, ведь неизвестно, при каких условиях его хранили и использовали. Если это происходило неправильно, высок риск того, что в аппарате поврежден детектор. Его замена стоит дорого и сведет на нет любую экономию при покупке б/у прибора.
Альтернативный вариант — лаборатория
Если партия металла, которая заходит в пункт приема или найдена поисковиком однородная, можно воспользоваться лабораториями при металлургических комбинатах и НИИ. Обычно одна такая экспертиза стоит около 500 рублей. Такие лаборатории надо искать неподалеку.
Химический анализ металлов и сплавов
cтоимость экспертизы
от 9 000
Заказать
Точная стоимость зависит от конкретного случая. Оставьте заявку или уточняйте по телефону.
5 / 5 ( 1 голос )
К металлам относят элементы с кристаллическим строением. Им свойственны непрозрачность, отражающая способность, блеск и способность к проведению тепла и электричества. Химический анализ металлов и их сплавов позволяет определить состав того или иного металла или сплава в элементном соотношении. Подобный анализ помогает определить сорт сплава. В целом, сплав – это твердая или жидкая субстанция, полученная путем сплавления металлов между собой, или металлов с неметаллами. Что касается показателей физических свойств самих сплавов, то они более высокие, чем свойства их компонентов.
Экспертиза металла проводится при возникновении ряда вопросов. Так, например, она позволяет определить: почему возникла коррозия металла? каков химический состав металла/сплава? почему возникли дефекты на металлическом изделии? каков химический состав того или иного объекта из металла? При проведении подобных исследований можно выявит причины хрупкости металлов, сплавов, выявить нарушения, допущенные в процессе производства изделия, установить его реальный срок эксплуатации.
Зачастую проведение экспертизы металла назначается судом по различным категориям дел. Подобная экспертиза часто служит защите прав потребителей. Так, например, она может назначаться при наличии претензий по качеству приобретенного изделия или же по подозрению в производстве контрафактной продукции. Когда в уголовном процессе нужно установить факт взаимодействия предметов, назначают металловедческую экспертизу для нахождения микрочастиц металла. Получить грамотную независимую экспертную оценку качества металлов и сплавов Вы можете, обратившись в НП «Федерация Судебных Экспертов».
Экспертизе могут быть подвергнуты различные металлические предметы: изделия из черных и цветных металлов, украшения, выполненные из драгоценных металлов, металлические автозапчасти, холодное оружие.
На сегодняшний день существуют различные структурные методы исследования металлов: рентгеновский, спектральный, термический анализы, микро- и макроанализ, дефектоскопия.
С помощью макроанализа исследуют макроструктуру, видимую через лупу. Рассматривая изломы металлического изделия, специалисты способны сделать вывод о его макроструктуре. Макроанализ помогает выявить недостатки металлическкого изделия, среди которых всевозможные трещины, пузырьки и т.п. Макроанализ определяет соотношение примесей, их неравномерное распределение, если таковое имеет место быть.
Микроанализ направлен на более детальное изучение структуры металла. Изделие изучается под микроскопом. Микроанализ позволяет выявить незаметные невооруженному глазу дефекты, определить качество тепловой обработки. Под микроскопом специалист определяет форму зерен металла, его структуру. Подобный анализ, также как и макроанализ позволяет выявить дефекты изделия.
Структурный анализ кристаллов, проводимый путем рентгеновского анализа изучает глубинные дефекты
Что немаловажно, рентгеновский анализ относится щадаще к структуре металла, не повреждая его. При проведении данного анализа гамма-лучи проникают в самую глубину металла
Для изучения магнитных металлов используют магнитный метод. Так, экспертиза черных металлов проводится с использованием небольших магнитов. Она позволяет выявить микрочастицы металлов. К черным металлам относят углеродистые стали, чугун, железо и сталь.
Магнитным методом исследуют дефекты в магнитных металлах. Ультразвуковой метод также служит для определения глубинных свойств металла. Когда нужно определить качество поковок или рельсов часто применяют этот метод, позволяющий не нарушать целостности изделия.
В НП «Федерация Судебных Экспертов» применяют все методы структурного анализа металлов, что позволяет с точностью определить характеристики изделия и выявить причины возможных дефектов.
Цены
| Вид экспертизы | Стоимость экспертизы |
| Экспертиза химического состава металлов и сплавов | от 9 000 |
| Определение химического состава органических соединений | от 22 500 |
| Определение химического состава неорганических соединений | от 18 000 |
| Установление идентичности лакокрасочного покрытия в случае ДТП | от 18 000 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Цена химической экспертизы указана с учетом налогов. Транспортные расходы оплачиваются отдельно.
Области применения
Методы атомного спектрального анализа, качественного и количественного, разработаны значительно лучше, чем молекулярного, и имеют более широкое практическое применение. Атомные спектральные исследования используют для анализа самых разнообразных объектов. Область его применения очень широка: черная и цветная металлургия, машиностроение, геология, химия, биология, астрофизика и многие другие отрасли науки и промышленности.
Область использования молекулярной спектроскопии в основном охватывает анализ органических веществ, хотя применима и для изучения неорганических соединений. Молекулярный анализ спектров внедряется, главным образом, в химической, нефтеперерабатывающей и химико-фармацевтической промышленности.
Определение параметров
По результатам проверки эксперты установят качество продукции, прочность и надежность строительных конструкций. Но самая важная причина, по которой требуется проводить экспертизу – человеческая безопасность и даже жизнь.
Исследование выполняется при помощи современного оборудования, которое дает возможность в короткие сроки получить объективную оценку состояния.
В ходе проверки даются ответы на следующие вопросы:
- какие сплавы и металлы применялись для создания изделия или конструкции;
- по каким причинам произошло разрушение детали;
- какова природа слитка или самородка;
- почему в конструкции образовалась трещина;
- в связи с чем началась коррозия.
Анализ драгметаллов
Для того, чтоб определить состав материала, применяется анализ элементов. Специальное устройство для исследования оказывает воздействие на металл электромагнитными волнами. На детекторе спектрометра отражается остаток энергии, в виде элементарных частиц, значение которых строго отвечает за определенный химический элемент. Показатель преобразовывается в импульс напряжения, устройство снимает показания, которые отражаются на экране в виде цифрового обозначения, либо графика.
Данный способ исследования был открыт в 20 веке, а устройство для проведения такого анализа изобрели всего 70 лет назад. На данный момент спектрометры широко используются в различных отраслях. Актуально применение прибора в ювелирных исследованиях, металлургических проверках, в химических работах. С помощью устройства можно определить наличие тяжёлого металла в грунте и воде, продуктах питания. Его используют в своей деятельности экологи и геологи. Спектрометр используют для забора и проверки проб из других планет. Этот способ стал настолько популярным, благодаря высокой точности анализа и скорости проверки.
Количественный рентгеноструктурный анализ
Рентгеноструктурный анализ осуществляется по рентгенограммам, полученным в режиме шагового сканирования дифрактометре. Определение фазового состава производится соответствующим программным обеспечением с помощью дифракционной базы данных. Количество фазовых составляющих определяется путем сравнительной оценки интенсивностей дифракционных отражений (метод RIR — Reference Intensity Ratio).
Подготовка металлических образцов для анализа заключается в получении ровной полированной поверхности достаточной для анализа площади, но не превышающей 45 мм в диаметре.
Рентгенограмма порошка-наполнителя сварочной проволоки
Анализаторы металлов (Спектрометры металлов)
Анализаторы металлов от компании HITACHI — это приборы, которые объединяют в себе совокупность высокой надежности и аналитических характеристик. КомпанияHITACHI 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 компанииHITACHI в настоящее время являются уже более 1 500 тысячи промышленных предприятий в России и странах СНГ. КомпанияHITACHI вкладывает огромные средства в развитие и разработку новых моделей анализаторов металлов.
С 2014 года обновилась практически вся линейка продукции компании:
2014 год — новая модель портативного рентгенофлуоресцентного анализатора X-MET 8000, который благодаря оптимальному соотношению «точность анализа»/ «портативность» и высокой надежности в2018-2019 году стал настоящим бестселлером. В настоящее время на российском рынке поставлено уже более600 анализаторовX-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 металловPMI-MASTER SMART UVR — уникальный портативный спектрометр с возможностями лабораторного прибора. С анализатором металловPMI-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 от0,0025 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 спектрометрFOUNDRY-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 металловFOUNDRY-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 металловVULCAN иVULCAN Smart . Лазерный анализатор металловVULCAN от кампанииHITACHI является самым быстрым прибором на рынке — для получения достоверного результата анализатору требуется1 секунда . Анализатор металловVULCAN 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 покрытийFT110 . Это первый прибор в линейкеHITACHI , произведенный в Японии.2019 год — обновленная модель высокоточного оптико-эмиссионного анализатора металловFOUNDRY-MASTER EXPERT с газонаполненной оптической системой.Анализаторы металлов — это приборы неразрушающего действия для определения маркиметалла и количественно-элементного состава образцов из чёрных и цветныхсплавов . 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 передпокупкой подобного оборудования рекомендуем ознакомиться с его особенностями, что позволит в дальнейшем сделать оптимальный выбор для достижения конкретных целей.
