Лазерные анализаторы металла
ПОНИМАНИЕ ОГРАНИЧЕНИЙ И РАЗЛИЧИЙ КАЖДОГО ИЗ ЭТИХ МЕТОДОВ ИМЕЕТ РЕШАЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АНАЛИЗА МЕТАЛЛА
С ростом требований к безопасности, надежности, контролю и соблюдению нормативных требований проверка материалов стала важной частью программы обеспечения безопасности и надежности на предприятиях нефтегазового комплекса.
По мере того, как технические характеристики материалов, используемых в промышленности, становятся всё более конкретными, потребность в различных испытаниях, подтверждающих марку металла и химический состав (PMI) в полевых условиях неуклонно растет. Портативные рентгенофлуоресцентные анализаторы РФА или XRF, мобильные искровые оптико-эмиссионные ОЭС и, в настоящее время, портативные лазерные анализаторы LIBS — это все распространенные технологии, используемые для быстрого, точного и надежного анализа. Каждый из них имеет свои уникальные преимущества и обеспечивает пользователю качественный и количественный экспресс-анализ металла.
Все эти три технологии используются для обеспечения соблюдения программы менеджмента качества. Вот некоторые примеры:
• проверка поступающего материала, или «входной контроль», необходима, чтобы убедиться, что детали или компоненты изготовлены из нужного сплава;
• обеспечение правильного химического состава сварного шва, чтобы присадочные металлы шва были на уровне необходимых концентраций, отвечая заданным требованиям к материалу для изготовления;
• сортировка и идентификация неизвестных или неправильно помеченных металлов для гарантии того, что для каждого процесса используется правильный металл;
• тестирование in-situ материала, находящегося в настоящее время в эксплуатации, на соответствие требуемым техническим спецификациям.
По мере того, как технические характеристики материалов, используемых в промышленности, становятся всё более конкретными, потребность в различных испытаниях, подтверждающих марку металла и химический состав (PMI) в полевых условиях неуклонно растет. Портативные рентгенофлуоресцентные анализаторы РФА или XRF, мобильные искровые оптико-эмиссионные ОЭС и, в настоящее время, портативные лазерные анализаторы LIBS — это все распространенные технологии, используемые для быстрого, точного и надежного анализа. Каждый из них имеет свои уникальные преимущества и обеспечивает пользователю качественный и количественный экспресс-анализ металла.
Все эти три технологии используются для обеспечения соблюдения программы менеджмента качества. Вот некоторые примеры:
• проверка поступающего материала, или «входной контроль», необходима, чтобы убедиться, что детали или компоненты изготовлены из нужного сплава;
• обеспечение правильного химического состава сварного шва, чтобы присадочные металлы шва были на уровне необходимых концентраций, отвечая заданным требованиям к материалу для изготовления;
• сортировка и идентификация неизвестных или неправильно помеченных металлов для гарантии того, что для каждого процесса используется правильный металл;
• тестирование in-situ материала, находящегося в настоящее время в эксплуатации, на соответствие требуемым техническим спецификациям.
Понимание аналитических возможностей, ограничений и различий в каждом из этих методов имеет важное значение при проведении анализа металла. Они используются как в производственных программах, так и в программах управления целостностью активов и помогают устранить дорогостоящую путаницу некачественных материалов, идентифицировать неизвестные материалы, улучшить качество продукции и помочь предотвратить аварии и гибель людей. Понимание каждого варианта анализатора поможет определить, какую технологию использовать для проверки состава и подтверждения марки сталей и сплавов.
Портативная XRF технология
Рентгеновская флуоресценция (XRF) является наиболее популярным методом неразрушающего контроля металлов, предлагая пользователю портативный ручной анализатор (РФА), обеспечивающий быстрые и точные результаты. РФА используют рентгеновскую трубку для излучения рентгеновского луча в образец, возбуждая электроны и вытесняя их из внутренней оболочки. Затем вакансия из внутренней оболочки замещается электроном из внешней. Когда этот электрон заполняет пустоту внутренней оболочки, он высвобождает энергию в виде вторичного рентгеновского излучения. Это высвобождение вторичной энергии известно как флуоресценция. Каждый присутствующий элемент будет излучать уникальные энергетические импульсы. Измеряя их, можно определить, какие элементы присутствуют в образце. Это называется качественным анализом. Затем, измеряя интенсивность уникальных импульсов энергии и применяя поправочные коэффициенты, можно измерить концентрации каждого элемента, присутствующего в образце. Это называется количественным анализом. Однако РФА имеет ограничения на элементы, которые могут быть измерены, — это прежде всего сверхлегкие элементы, такие как углерод, литий, бериллий, бор. Эти элементы нельзя измерить с помощью РФА.
Искровая OЭС-технология
Оптико-эмиссионная спектроскопия (ОЭС) — это оптический метод, который может быть использован для обнаружения практически всех типов элементов, включая углерод и легкие элементы, в различных металлах, включая нержавеющую сталь, никель, углеродистую сталь и т.д. В искровом ОЭС-анализаторе атомы также возбуждаются; однако энергия возбуждения исходит от искры, образующейся между образцом и электродом прибора. В отличие от РФА, который использует рентгеновскую трубку для облучения образца, ОЭС использует энергию искры, которая заставляет электроны в образце излучать свет, который преобразуется в спектральную картину. Каждый элемент производит уникальный цвет оптического света. Измеряя интенсивность пиков в этом оптическом свете спектра, искровой анализатор OES может производить качественный и количественный анализ состава материала. Несмотря на то, что ОЭС считается методом неразрушающего контроля, образец должен быть подготовлен механическим шлифовальным устройством с использованием шлифовального станка, в котором используется шлифовальный диск из оксида циркония, и искра действительно оставляет небольшой ожог на поверхности образца, который необходимо будет удалить после анализа. Пробоподготовка является критическим этапом при любом анализе с искровыми ОЭС, и образец, который не был должным образом подготовлен, даст нежелательные и неточные результаты.
Оптико-эмиссионная спектроскопия (ОЭС) — это оптический метод, который может быть использован для обнаружения практически всех типов элементов, включая углерод и легкие элементы, в различных металлах, включая нержавеющую сталь, никель, углеродистую сталь и т.д. В искровом ОЭС-анализаторе атомы также возбуждаются; однако энергия возбуждения исходит от искры, образующейся между образцом и электродом прибора. В отличие от РФА, который использует рентгеновскую трубку для облучения образца, ОЭС использует энергию искры, которая заставляет электроны в образце излучать свет, который преобразуется в спектральную картину. Каждый элемент производит уникальный цвет оптического света. Измеряя интенсивность пиков в этом оптическом свете спектра, искровой анализатор OES может производить качественный и количественный анализ состава материала. Несмотря на то, что ОЭС считается методом неразрушающего контроля, образец должен быть подготовлен механическим шлифовальным устройством с использованием шлифовального станка, в котором используется шлифовальный диск из оксида циркония, и искра действительно оставляет небольшой ожог на поверхности образца, который необходимо будет удалить после анализа. Пробоподготовка является критическим этапом при любом анализе с искровыми ОЭС, и образец, который не был должным образом подготовлен, даст нежелательные и неточные результаты.
SciAps LIBS серии Z-900
* Не все анализаторы одинаковы, поэтому важно проверить спецификации производителя по весу, конструкции и скорости различных моделей.
