как узнать состав металла прибор
Методы определения марки стали, методы анализа металлов
Экспресс-методы анализа металлов и сплавов
На сегодняшний день наибольшую популярность получили два метода определения химического состава металлов и сплавов:
Оба метода анализа металла характеризуются высокой скоростью химического анализа и возможностью быстрого определения марки стали.
Приборы для определения марки стали:
Имеет самую большую популярность среди пользователей. Самое главное преимущество в том, что он имеет малую массу (около 2 кг.) и может производить анализ металлов даже при низких температурах в полевых условиях. Портативный анализатор металла работает как от аккумуляторов, так и от сети. Кроме того, не требует высокого качества пробоподготовки; нет ограничений по форме и весу образца.
Эффективно определяет марки сталей и элементы: Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Nb, Mo, Zn, Se, Zr, Ag, Sn, C, S, P, Si, Al, Ta, W, Au, Hf, Pb, Bi.
Однако из-за слабой флуоресценции не определяет или имеет ограничения в определении концентраций легких элементов: Mg, Na, Li, Be, B, N
Из минусов можно добавить, что измеряет концентрации только от 0,05%. О точности можно говорить лишь на достаточно высоких концентрациях.
Данный метод анализа металлов и сплавов является наиболее точный. Пределы обнаружения некоторых элементов достигают 0,00001%. Кроме того, отмечается хорошая сходимость результатов химического анализа металлов по углероду, сере и фосфору. Имеется возможность определения азота и бора. Способен точно определять марки сталей и чугунов.
Эти приборы имеют настольное или напольное исполнение.
Выводы:
Для точного входного анализа сплавов на соответствие сертификату и в литейном производстве подойдет искровой оптико-эмиссионный анализатор металлов М5000.
Анализаторы металлов и сплавов: виды и принцип работы
Технологии позволяют уменьшить количество чистого металла в современных конструкциях. Но организациям, которые занимаются сбором и переработкой нужно точно учитывать не только количество, но и качество поступающего сырья, его химический состав. Получить эти данные можно с помощью анализатора химического состава металла.
Сразу нужно оговориться, что рассматриваемое устройство более доступно организациям из-за высокой стоимости. Частным лицам даже портативный анализатор металлов не по карману. Цены на эти устройства колеблются от 15-20 до 35 тысяч долларов и более.
Какие бывают анализаторы химического состава металла?
Принимаемый в пункт приема или на производство металл может включать загрязняющие вещества или опасные элементы. Соответственно, качество, безопасность и соответствие нормативным требованиям как конечной продукции, так и производства находятся под угрозой.
Чтобы не допустить нежелательные последствия, обеспечить целостность продукции, соответствие ее заявленным характеристикам, операции с металлоломом проводятся с использованием:
Они представлены как ручными устройствами, так и мобильными, а также стационарными установками. Анализаторы могут проверять элементы, представляющие интерес практически во всех типах металлических сплавов, вплоть до коммерчески чистых металлов, и способны различать марки сплавов, которые по составу практически идентичны друг другу. Кроме того, эти устройства:
Проверка или идентификация металлов на основе определенного химического состава (марки) в настоящее время является стандартом в процессе контроля качества для производства и переработки металлолома. Использование анализатора металла «в полевых условиях» является надежным способом предотвращения любого смешивания поступающих материалов для производства, отгрузки или сортировки металлов в процессе переработки. Они необходимы, если требуется высокая производительность, особенно когда требуется тщательный анализ, когда материалы трудно идентифицировать или когда тестируется большое количество образцов.
Промышленные анализаторы для быстрой идентификации и точного анализа металла устанавливаются на производственной линии. Надежен при контроле качества поставок и готовой продукции. Анализы, сделанные с помощью этого спектрометра, имеют высочайшее качество.
Принцип работы анализатора состава металла
Первым появился анализатор металлов и сплавов, который действовал на основе рентгеновской флуоресцентной спектрометрии. В дальнейшем появились устройства, которые использовали лазерно-индуцированную спектрометрию.
Несмотря на это до сих ежегодно по всему миру продается более 5000 рентгеновских анализаторов для сортировки металлолома и положительной идентификации материалов. Лазерные устройства могут применяться как отдельно, так и дополнять приборы РФА при анализе сплавов. Особенно эти анализаторы нужны при работе со сплавами с низким атомным номером или легкими элементами, такими как бериллий, литий, магний, алюминий и кремний.
Рентгенофлуоресцентный анализатор металлов
Принцип действия этих устройств основан на энергодисперсионном методе, при котором излучение, создаваемое миниатюрной рентгеновской трубкой, попадает на поверхность образца и вызывает ионизацию внутренней оболочки атомов, составляющих образец. Получающиеся пустоты во внутренней оболочке атома заполнены электронами из более высоких оболочек, и, таким образом, фотоны, специфичные для элемента, испускаются и обнаруживаются с помощью кремниевого детектора.
РФА может работать одновременно для определения элементов от титана до свинца в течение нескольких секунд. Когда необходимо, второе условие луча используется для определения легких элементов, что приводит к более длительным измерениям, обычно от 10 до 60 секунд.
Лазерные анализаторы металлов
ЛАМ используют метод оптической эмиссионной спектрометрии, но, в отличие от искровой оптической эмиссионной спектрометрии, это излучение следует за генерацией плазмы, индуцированной лазером. Лазерный импульс попадает на поверхность образца и удаляет количество материала в диапазоне 1 нанограмм, генерирует плазменный шлейф (частично ионизированный газ) в диапазоне температур от 5 до 20 тысяч Кельвин (К). Энергия лазера мала, но она фокусируется на микроскопической точке в образце для генерации плазмы.
В типичных портативных системах лазерных анализаторах дисперсионная мощность спектрометра часто ограничена его размером, поэтому их возможности требуется дополнить другими устройствами. Для охвата всего спектрального диапазона от 180 до 800 нанометров (нм) может потребоваться несколько спектрометров. Кроме того, длины волн менее 200 нм (например, углерод, 193,09 нм или сера, 180,73 нм) сильно поглощаются воздухом и требуют продувки аргоном оптического пути.
С помощью ЛАМ можно обнаружить практически любой элемент, обычно содержащийся в металлах. Особенности этих анализаторов:
Несмотря на внедрение передовых лазерных технологий, для более тяжелых сплавов, таких как супер сплавы, медные сплавы (кроме алюминия и бериллиевой бронзы), припои, свинцовые сплавы или сплавы драгоценных металлов, РФА обеспечивает лучшую чувствительность и точность анализа, чем лазерные устройства. Поэтому, как анализатор драгоценных металлов он подходит лучше.
Кроме того, измерение элементов в отходах может быть затруднено для ЛАМ. Например, обнаружение свинца и олова в сплавах из нержавеющей стали при невысокой концентрации будет затруднено при использовании лазерных анализаторов.
Как определить марку стали
Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения стали, каждая марка характеризуется своими определенными особенностями. Если производитель не провел маркировку, то узнать особенности металла можно только при самостоятельном проведении различных тестов. Об этом далее поговорим подробнее.
Методы определения марки стали
Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как определить марку стали. Выделяют несколько распространенных методов:
Определить марку можно также по цвету образующихся искр. Для этого были составлены специальные таблицы. В домашних условиях провести тест можно только в случае правильного освещения. Однако, точно идентифицировать материал подобным образом нельзя. Вариант с легирующими элементами идентифицировать можно и по другим эксплуатационным характеристикам, к примеру, устойчивости к воздействию повышенной влажности или сильному магнетизму.
Общие понятия о марках стали
На территории СНГ применяемые стандарты обозначений характеризуются тем, что могут использоваться для указания основных элементов. При рассмотрении вопроса расшифровки марки отметим следующие моменты:
Классификация сталей по назначению
Расшифровка маркировки проводится при использовании таблиц, в которых указывается обозначение химического элемента.
Маркировка сталей по международным стандартам и стандартам СНГ
Для того чтобы провести расшифровку марки можно использовать самые различные стандарты. Некоторые сплавы обозначаются определенными символами, которые указывают на предназначение металла.
Примером можно назвать нижеприведенные моменты:
Путем расшифровки марки можно определить то, какие химические элементы включены в сплав. Цифры в большинстве случаев указывают на концентрацию, символы тип сплава и конкретные химические элементы.
В заключение отметим, что в продаже встречается просто огромное количество изделий, во многих случаях марка проставляется производителем. Самостоятельно определить состав без использования специального оборудования практически невозможно.
Анализаторы металлов, спектрометры, виды, цены и принцип работы
Бесплатная доставка по России
Срок лизинга 1-5 лет
Первоначальный платеж 15-30%
Бесплатный тест-драйв приборов
Анализаторы по задачам
Принцип работы рентгенофлуоресцентных анализаторов и спектрометров
Спектрометры, анализаторы работают на основе миниатюрной рентгеновской трубки и детектора. Методом флуоресценции, воздействуют на атомы разных химических элементов, после чего считывается излучение фотонов. Самые передовые портативные анализаторы используют напряжение до 50000 В.
Сегодня все больше предприятий в России и странах СНГ, заменяют свои старые стационарные приборы, которые используют в специальнооборудованных лабораториях (включая помещение, аттестация персонала и так далее) на портативные анализаторы, спектрометры, которые не требуют специальной сертификации и подготовки помещения, пришедшие на смену устаревшим приборам.
Анализ происходит одновременно от 45 до 79 позициям для определения химического состава металла и сплавов, в зависимости от типа прибора. Каждый отдельный элемент анализируется на разном напряжении для более точного определения содержания, после чего мы получаем результат на экране прибора.
Принцип работы и описание портативного рентгеновского спектрометра
Из чего состоит анализатор?
Технология развивается и в дальнейшем компактные портативные анализаторы металла полностью вытеснят большие стационарные спектрометры.
Возможности и достоинства рентгенофлуоресцентного метода:
Данные приборы уже более 15 лет успешно применяются на самых крупных предприятиях и в самых различных областях промышленности. В начале данный метод считался не достаточно точным, и он широко применялся только на пунктах приёма металла, ломбардах и других местах, где требуется оперативный анализ. С тех пор прошло много времени и технологии вкупе с опытом технических специалистов позволили повысить точность до тысячных и десятитысячных по некоторым элементам, что позволило данным приборам занять лидирующую позицию по продажам.
Не сомневаемся, что в скором времени портативные спектрометры и анализаторы полностью вытеснят стационарные установки и приборы.
Вот пример работы портативного анализатора в условиях металлобазы в России (работа велась в конце ноября, самым бюджетным портативным анализатором Delta Element )
Спектрометр для сортировки металла и сплавов
Портативный спектрометр Olympus Delta Element для входного контроля металла и сплавов.
Анализаторы металлов и сплавов: цены, виды, принцип работы
Оперативное и точное определение вида металла или состава сплава требуется во многих отраслях промышленности. Но особенно востребован такой анализ в работе с вторсырьем из металла.
Ведь «на глаз» определить точный состав и качественные показатели не сможет даже опытный приемщик или поисковик.
Для того чтобы быстро выяснить состав сплава и его истинную стоимость, используют анализатор металлов. Другое название этого прибора — спектрометр.
Благодаря этому прибору можно точно выяснить, медь это или сплав, который содержит большой процент меди. Также можно выяснить точное количество никеля в нержавеющей стали. И все это без разрушения объекта – лом не надо распиливать или извлекать из него искры.
Прибор полезен тем, кто работает с ломом черных и цветных металлов. Еще при помощи анализатора можно выяснить присутствие в сплаве тяжелых металлов, что важно для безопасности и соблюдения законов.
Подробно о лицензировании сдачи и приема цветных металлов читайте в этой статье, а если черных — здесь.
Виды и принципы работы анализаторов
Анализатор — сложный высокотехнологичный прибор, который требует серьезных материальных вложений. Любителей сделать все своими руками придется разочаровать: данных о такой возможности не нашлось.
Существует два вида этих устройств:
Исходя из этого принципа работы, анализаторы делятся на:
Оптико-эмиссионные
применяют метод как искрового анализа, так и воздухо-дугового. Возможно также сочетание сразу двух методов. При искровом, правда, необходимо незначительное испарение металла или сплава.
Аргон или воздух является рабочей средой оптико-эмиссионных анализаторов металлов и сплавов. Чтобы поменять режим работы прибора, достаточно заменить на датчике насадку. Химический состав металла распознают по излучению и регистрируются оптическим спектрометром.
Анализ сплавов проводят в нескольких режимах:
Эти приборы имеют большие возможности для работы со следующими сплавами:
Для использования при анализе в пунктах приема или при копе черного или цветного металла обычно используют портативные, то есть ручные приборы. Ведь даже небольшие мобильные анализаторы не предназначены для постоянного перемещения.
Оптико-эмиссионные анализаторы оснащены насадками разных форм и размеров, которые применяются для работы в труднодоступных местах.
Рентгенофлуоресцентные
Светочувствительные элементы анализатора определяют до 45 химических элементов. Такие анализаторы работают быстро и контроль также проводится без разрушения объекта исследования.
Вес и габариты их небольшие, а корпус пылевлагонепроницаемый, что облегчает работу с прибором. Программное обеспечение анализатора позволяет выполнять следующие действия:
Рентгенофлуоресцентные анализаторы (спектрометры) распространяются все шире благодаря:
Такие анализаторы не «видят» элементы, у которых атомный номер ниже 11. Аппарат не регистрирует «легкие элементы», которые расположены в первых двух строчках таблицы Менделеева.
Это касается и углерода, что делает невозможным применение анализатора для проверки количества углерода в чугунах и сталях.
Некоторые производители утверждают, что их приборы способны улавливать углерод, но это касается только поверхности объекта, и данные могут быть неточными.
Плюсы и минусы
Названные выше типы анализаторов обладают немного различными качествами и имеют как плюсы, так и минусы. Чтобы проще было разобраться в их достоинствах и недостатках, мы составили списки, куда включили все важные качества.
Оптико-эмиссионные
Вот основные достоинства и недостатки этих устройств:
Рентгенофлуоресцентные
Вот основные достоинства и недостатки:
Лазерный анализатор металлов (оптико-эмиссионный)
Из-за быстроты проведения анализа и относительной точности прибор является популярным. У него низкие пределы обнаружения и невысокая себестоимость каждого отдельного анализа.
Лазерный анализатор металлов применяется не только для определения состава сплава в пунктах приема, но и во многих областях металлургии и машиностроения.
Объект исследования нагревается, начинает испускать свет.
Каждый элемент дает свой спектр, который и анализируется. Металл нагревается разными путями:
Для ручных портативных анализаторов, которые чаще всего и используются во вторичной металлургии для анализа лома, обычно применяется лазерный метод.
Рентгеновские анализаторы
В каждом таком аппарате есть:
Важной особенностью, которая необходима для крупных приемочных пунктов, является адаптация прибора под твердотельный режим функционирования.
Этот тип приборов проводит анализ сразу нескольких десятков элементов в сплавах. Размер пробы может быть ничтожно мал, к примеру, стружка.
Вообще, подойдут даже шлакообразные и пылеобразные элементы до 50 мкм. Работают быстро, так как их не надо каждый раз калибровать под проведение нового анализа. Отдельная настройка осуществляется лишь под определенные сложные задачи.
Портативный анализатор металлов
Каждый из типов анализаторов может быть:
Стационарные находятся в специально подготовленных помещениях и занимают много места. Используются там, где нужна идеальная точность и широкие возможности.
Мобильные выполняют в виде переносных устройств (кейсов) или блоков на колесиках. Их применяют на комбинатах, заводах, лабораториях контроля качества.
Портативные анализаторы металлов и сплавов – самые маленькие и компактные, при проведении анализа их держат одной рукой.
Они защищены от внешних механических воздействий для использования «в полевых условиях».
Портативные датчики будут особенно полезны для тех, кто добывает металл на полях с помощью металлоискателя.
Более подробно о таком способе добычи читайте в этой статье. А здесь вы узнаете о наиболее популярных моделях металлоискателей.
Разработка ручного портативного анализатора сплавов совершила настоящий прорыв во многих отраслях, связанных с металлами. Теперь для базового проведения анализа не надо иметь лабораторию и громоздкий анализатор. Прибор в виде пистолета используется прямо на месте. Это сильно упростило работу сборщиков и приемщиков цветмета.
Линейка портативных анализаторов представлена:
Наибольшее распространение в области вторичной переработки металлов получили рентгеновские и лазерные анализаторы.
Так как прибор дорогостоящий, необходимо просчитать, как быстро он окупится. Нужно помнить также о возможности аренды или покупки б/у анализатора.
Компактные портативные анализаторы появились в 1998 году. Тогда они были очень дорогими. Сейчас на отечественные или заграничные модели портативных анализаторов металлов цена начинается от 14–16 тысяч долларов. Прибор не из дешевых, поэтому важнейшим условием является время его окупаемости.
Принцип и преимущества
Принцип работы портативных устройств такой же, как и в стационарных. Стационарные занимают много места и требуют специальных навыков обращения. Научится работать с портативными проще. Весят такие приборы в среднем 1,5–2 кг, батареи хватает на несколько часов.
У них есть жидкокристаллический дисплей, на который выводится информация о составе в виде применяемых в химии обозначений.
У прибора есть возможность накапливать и хранить информацию, в том числе, результаты анализов и фотографии.
Точность – 0,1%, чего с головой хватает для работы в сфере вторичной переработки.
Вот что можно проверять с помощью портативного анализатора:
Основные производители
Olympus Corporation
Японская компания, известная своими товарами в области оптики и фототехники. Ее анализаторы металлов пользуются популярностью, так как считаются по-японски надежными и находятся в среднем ценовом сегменте.
Компания вкладывает деньги в научно-технические разработки и усовершенствование программного обеспечения. Для портативных анализаторов создана технология Delta X-act Count, благодаря которой уменьшились скорость и пределы обнаружения.
FPI (Focused Photonics Inc)
Китайская компания, которую основали выпускники американских престижных ВУЗов. Считается одним из лидеров по производству всяческих систем для контроля за экологией окружающей среды. Их анализаторы металла также пользуются спросом.
Портативный анализатор металлов FPI несколько дешевле, чем у основных конкурентов.
Bruker
Немецкая компания, основанная более 50 лет назад. Производство, лаборатории и представительства находятся в 90 странах. Состоит из четырех подразделений, которые занимаются разными направлениями. Разработкой и производством систем анализа металлов занимается Bruker AXS и Bruker Daltonics.
Считаются качественными и довольно распространены на рынке России благодаря хорошей работе представительств.
Существует также ряд отечественных организаций, которые занимаются разработкой и производством анализаторов. Обычно для работы с ломом цветных и черных металлов возможностей их продукции вполне хватает, а стоят устройства заметно дешевле.
Искать их надо в зависимости от вашего местонахождения.
Цена приборов и от чего она зависит
Если говорить о стоимости анализаторов металлов и сплавов, цена на прибор формируется на основе четырех основных параметров.
Самые дорогие приборы чаще всего – это японские и западные оптико-эмиссионные и рентгенофлуоресцентные. Цена их высокая не только за счет дорогого производства, новейших технологий, таможенных сборов и статуса.
Обычно приходится платить отдельно за каждую отдельно взятую аналитическую программу для сплавов с основой из:
При этом отечественные программы дешевле.
Наиболее дешевый китайский портативный анализатор металлов, цена на который 15–20 тысяч долларов. Исследования сайтов компаний показало, что большинство сделок по приобретению анализаторов металлов и сплавов проводятся в закрытом режиме, информация о цене предоставляется после личного контакта по телефону или при переписке.
Выбирая тот или иной прибор, интересуйтесь также и ценой сервисного обслуживания. Ведь если анализатор поломается, придется либо приглашать специалиста с другой страны, либо высылать прибор почтой, что влетит в копеечку.
Популярные модели и их стоимость
Цены могут отличаться от тех, которые покупатель получит при личном контакте с продавцом, так как те не любят афишировать стоимость своего товара.
Стационарные
Подойдут разве что большим базам приема металлолома, которые получают большое количество однородного металла за раз.
Анализатор металлов М5000. Несмотря на то, что он – стационарный, размеры его компактные и он может поместиться на стол. Применяется больше на производстве, в том числе, вторичной металлургии. Эксперты и участники рынка отзываются о M5000 как об аппарате, в котором оптимально сочетаются цена и качество.
Опознает все элементы, использующиеся в металлургии. Энергоэффективен, с низким уровнем шума. Подходит для крупных приемщиков. Цена около 21 000 долларов.
Портативные
Наиболее предпочтительный вариант для пунктов приема. И единственное решение для тех, кто собирает и копает металл.
Приемщики, выезжающие на объекты, также пользуются портативными анализаторами металлов и сплавов, цена на которые не ниже, чем на стационарные, а достоинством является лишь мобильность устройства.
Вот описание нескольких моделей:
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.
Подведем итоги
Анализатор состава металлов и сплавов – вещь, безусловно, нужная для людей, которые занимаются:
черного и цветного металла.
Пользоваться прибором выгодно, так как без него можно пропустить дорогостоящий сплав, что приведет к убыткам.
При покупке важнее всего просчитать, как быстро он окупится. Это зависит от масштабов вашей работы, независимо от того, поисковик вы, перекупщик, который производит выезды к клиенту или хозяин пункта приема. Для окупаемости анализатора надо работать с большими объемами металла.
Из этого видео вы узнаете о том, как пользоваться портативным анализатором металлов и сплавов: