ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Условием производства литейных заготовок, полностью соответствующих установленным нормам, является наличие на предприятии качественной системы контроля. Она включает в себя проверку сырья, используемого для производства продукции, процесса подготовки формовочных смесей и изготовления форм, процедуры приготовления сплавов, литья заготовок, их охлаждения и механической обработки. Еще одним немаловажным этапом контроля является определение химического состава сплава, позволяющее судить о качестве сырья или готового изделия. Для его проведения в металлургической промышленности используется специальное оборудование – спектрометры, представленные двумя основными категориями приборов.
Оптико-эмиссионные спектрометры
К категории наиболее распространенного оборудования относятся оптико-эмиссионные спектрометры, выпускаемые как зарубежными, так и отечественными производителями.
Принцип действия
Технология, используемая для спектрального анализа сплавов, достаточно проста. За ее основу взята способность атомов и ионов металлов в возбужденном состоянии испускать спектральные линии определенной длины, показатели которых для различных сплавов неодинаковы. Входящий в состав спектрометра полихроматор выделяет линии отдельных элементов и передает их в приемник излучения, который преобразует полученные данные в электрический сигнал и направляет его на обработку в компьютер. Благодаря этой процедуре специалистам удается получить полную информацию о химическом составе сплавов, наличии примесей и их процентом содержании в металле.
Преимущества и недостатки
К преимуществам оптико-эмиссионного оборудования можно отнести универсальность. Свою эффективность спектрометры данного типа доказали при проведении химического анализа непосредственно в цехах, лабораториях, а также на объектах эксплуатации готовых конструкций.
Кроме этого, к достоинствам оборудования данного типа относится способность определять наличие даже незначительного количества примесей и определять их соответствие действующим стандартам. Недостатком прибора можно назвать необходимость подготовки образца, взятого для проведения проб, его очистки от загрязнений методом шлифовки.
Рентгенофлуоресцентное оборудование
Несмотря на появление более эффективного и прогрессивного метода оптико-эмиссионного анализа, эта технология в определенных сферах остается достаточно популярной.
Принцип действия
Методика основана на способности атомов продуцировать рентгеновское излучение при переходе из возбужденного состояния в обычное. В процессе изучения характера энергии специалисты получают данные о наличии того или иного химического элемента, а интенсивность излучения свидетельствует о его количестве. Для возбуждения атомов может использоваться трубка с рентгеновским излучением, электроны или изотопы некоторых элементов. Регистрация энергии производится энергодисперсионными детекторами или кристаллами-анализаторами.
Преимущества и недостатки
Установлено, что метод РФА позволяет определять наличие 45 основных элементов. Это является неоспоримым достоинством оборудования. Однако, как показывает практика, при определении элементов с низкой флуоресцентной способностью могут возникать проблемы. Определить их наличие при концентрации в сплавах ниже 1% можно только при использовании стационарных аппаратов, генерирующих рентгеновское излучение высокой мощности. Этот факт делает оборудование данной категории неэффективным при необходимости выявления таких важных элементов, как углерод, магний, сера, кремний и т.д., и ограничивает его использование при определении химического состава таких сплавов, как литейная сталь, высокопрочный и серый чугун.
Классификация по габаритам оборудования
В зависимости от поставленных задач, на предприятиях могут использоваться приборы нескольких основных категорий.
Стационарные спектрометры
Представляют собой достаточно сложное крупногабаритное оборудование, предназначенное для проведения максимально точного анализа в условиях лабораторий. Современные модели отличаются энергоэффективностью, что делает их применение на предприятиях вполне оправданным.
Портативные приборы
Являются наиболее доступным и удобным в эксплуатации решением. Благодаря незначительным габаритам идеально подходят для выезда на объекты и проведения анализа в полевых условиях.
На Ижевском литейном заводе СПЛАВ для контроля химического состава и качества производимых заготовок используется комплекс методов, позволяющий гарантировать точное соблюдение действующих норм и требований заказчика.