Россия является одним из мировых лидеров по производству стального проката — основного конструкционного материала. Сплав на основе железа и углерода и образует сталь. Углерод в углеродистых и легированных сталях – основной компонент. От количества углерода зависит качество металла, закаливаемость и прочностные свойства стали. В нержавеющих марках стали увеличение включения углерода в состав оказывает резко отрицательное влияние на коррозионную стойкость.
Чтобы провести безупречную работу, не допустить ошибки марку стали нужно определить перед использованием. Обычно анализ стали проводят на входном и пооперационном контроле, перед сваркой. Также определение марки стали может быть необходимо при эксплуатации тех или иных стальных изделий .
Сегодня путем проведения экспресс-контроля современным оборудованием, а конкретно лазерным спектрометром ООО НДТ Контроль имеет возможность измерить содержание углерода, определить марку стали, хим.состав сплава металлов и незамедлительно на месте выдать результат экспресс-теста по стали.
Особенности проведения хим анализа
Объекты контроля
- стальной прокат;
- стальное литье;
- металлоконструкции;
- сварные соединения;
- литейное производство стали
Сферы , в которых применяется хим анализ:
- производство минеральных удобрений и химической продукции, требующее коррозионностойких материалов;
- оборудование нефтяной и газовой промышленности;
- любая отрасль, где требуется идентификация марок сталей, экспресс-контроль химсостава стальных изделий и заготовок, а так же сортировка металлов.
Основная задача химического анализа — установить соответствие химического состава.
Параметры контроля
Главный фактор качества контроля – чувствительность прибора. Вначале выявляется количество повреждений. На оценку контроля влияют следующие критерии:
- амплитуда ультразвуковой волны;
- ее условная длина;
- размеры участка повреждений и его размер.
Все параметры определяются благодаря перемещению аппарата вдоль шва.
Особенности проведения анализа по определению марки стали и углерода
Выездной формат работы, компактность прибора контроля обеспечивает мобильность при анализе химического состава с измерением углерода; небольшие размеры и вес оборудования обеспечивают возможность оперативного контроля и доступа к объектам расположенным в труднодоступных точках, на высоте и (или) в ограниченном пространстве.
При проведении работ по определению углерода и анализе состава сплавов применяются следующие нормативы :
- ГОСТ Р 54153-2010
- ГОСТ 22536.0-87
- ГОСТ 7565-81
В чем заключается измерение?
Измерению подвергается массовая доля химических элементов в сплаве, включая углерод.
Выбор методики контроля углерода и в целом химического анализа стали
Методика «мокрой химии» включает в себя предварительное растворение пробы и дальнешем выделении необходимых компонентов (осаждением, электрохимическим разделением и прочее.) с последующим их взвешиванием или измерением объема. Получаем т.н. арбитражный анализ, считающийся трудоемким. Время проведения контроля от нескольких часов до нескольких дней. В свою очередь современные методы, т.е. инструментального контроля, выполняемые на оборудовании оптико-эмиссионных и рентгенофлуоресцентных спектрометрах дают возможность осуществлять анализ за секунды или минуты (включая время на пробоподготовку).
Стилоскопирование – это экспрессная методика качественной оценки (не измерения) химсостава металла на соответствие требованиям НТД . Смысл методики заключается в обжиге металла под действием электрического разряда дугового генератора и фиксации через окуляр образующегося при этом свечения, по яркости спектральных линий появляется возможность зафиксировать наличие элементов и о примерной их концентрации. Чаще всего специалисты используют сравнительный анализ спектров от пробы и государственных стандартных образцов или специалист по спектральному анализу сравнивает спектры пробы с атласом спектров.
Спектрометры – оборудование измерений. Принцип действия оптикоэмиссионного анализатора основывается на измерении эмиссионных спектров — длин волн оптического диапазона и их интенсивностей, возникающих при испарении вещества с поверхности твердого тела под действием искры, дуги или лазера. Измеренные длины волн и их интенсивности, пересчитываются в % массовой доли элементов.
В рентгенофлуоресцентном анализаторе первичные рентгеновские лучи генерируются рентгеновской трубкой и ретранслируются на поверхность образца. Когда луч направлен на атомы в образце, они генерируют вторичные рентгеновские лучи, линейчатый спектр которых зависит от элементного состава, лучи принимаются и обрабатываются детектором. Измеренный линейчатый спектр рентгеновского диапазона релевантен каждому элементу в таблице Менделеева. Стационарные спектрометры в основном более чувствительны к содержанию легких элементов, чем портативные, т.к. оснащены более сложными элементами. Реализация такой «настольной лаборатории» в форм-факторе портативного ручного «пистолета» нетривиальная задача, рентгенофлуоресцентные ручные пистолеты не могут измерить содержание углерода, и только некоторые, специализированные оптико-эмиссионные ручные спектрометры могут решить эту задачу должным образом.
Процесс контроля углерода, проведения химического анализа стали.
Перед измерением химического состава изделий и элементовна оптико-эмиссионных спектрометра производится калибровка прибора в автоматическом или ручном режиме, на стандартных образцах проверяется сходимость и точность полученных результатов.
Пробоподготовка нужна для измерения углерода. Она проводится с помощью ручной портативной шлифовальной машины, специализироваными абразивными кругами. В целях точного измерения углерода в область обжига автоматически подается инертный газ — аргон. Сменный баллон с аргоном устанавливается в рукоятке прибора.
Для фиксации наличия инертного газа в приборе предусмотрен датчик аргона. Замена баллона производится примерно после 300 смешанных измерений.
При грубой сортировке сплавов допускается работа без пробоподготовки, шлак и грязь с поверхности проверяемого элемента удаляется лазером активированием предварительного обжига.
Время измерения в формате «сплавы» 3 секунды, а в формате «углерод» — от 15 до 30 секунд и может регулироваться количеством измерений участвующих в усреднении.
Результаты определения углерода и химического состава металла
Результаты измерений доступны на экране оборудования моментально по завершении обжига и сохраняются во встроенной памяти прибора. Их можно распечатать на портативном принтере (опция), передать в ПК по USB-кабелю, Bluetooth или Wi-Fi. Поддерживается передача на смартфоны и планшеты, работающие на Android.