Анализатор металлов и сплавов

Анализаторы металлов, спектрометры, виды, цены и принцип работы

Бесплатная доставка по России

Срок лизинга 1-5 лет

Первоначальный платеж 15-30%

Заявка на лизинг

Бесплатный тест-драйв приборов

Анализаторы по задачам

Анализатор металлов и сплавов — основные виды и принципы работы

Самая важная и насущная задача на всех пунктах приёма сырья ( ломбард, металлобаза, пункт приёма металла, цех входного контроля является процесс сепарирования (идентификация) сырья по маркам и химическому составу. По внешнему виду и первичным признакам в настоящее время невозможна верная идентификация содержания медь и титан от сплавов на их же основе. Некоторые ещё более сложноопределяемые элементы как никель в нержавейки — определить без специальных приборов просто не возможно, поэтому все большую популярность набирают анализаторы и спектрометры.

По состоянию на 2018 год, самыми передовыми методами химического контроля металла и сплавов, являются метод оптической эмиссии (оптико-эмиссионный, атомно-абсорбционный , энергодисперсионный) и рентгенофлуоресцентный (рентгеновский метод). Так же в данной статье мы расскажем о портативных лазерных анализаторах и раскроем принцип работы и поговорим о всех плюсах и минусах данного метода.

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.

Основными отличительными особенностям присущая всем современным анализаторам — портативность, что позваляет использовать анализатор непосредственно там, где это нужно (улица, цех, шахта, склад, поле, лаборатория и так далее). Вторым отличительным плюсом можно считать скорость анализа. При рутинной задаче в идентификации марки металла и сплава будет достаточно 2-5 секунд, если же нужно определить содержание золота в горной породе или найти в перемолотых автомобильных катализаторах тысячные граммы платины, родия и палладия, то для более точного измерения время анализа увеличивается до необходимого значения. В таком случаи мы получим точность по нужным нам элементам до 1-2 грамм на тону.

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?

Самыми важными составляющими анализатора является — миниатюрная рентген трубка и детектор, так же экран, материнская плата и регистрирующее устройство. Батареи, корпус с внешним радиатором для отвода тепла. При этом вся конструкция внутри залита специальным пластиком, представляет собой монолитную основу, что позволяет полностью исключить разбалтывание, отхода проводов, скапливание пыли и влаги, предохранит при падении и ударе.

Технология развивается и в дальнейшем компактные портативные анализаторы металла полностью вытеснят большие стационарные спектрометры.

Возможности и достоинства рентгенофлуоресцентного метода:

  • Полное отсутствие опасных радиоизотопов.
  • в не зависимости от атомной массы элементов, анализатор одновременно может анализировать от 24-67 элементов, в зависимости от модели и производителя. Тут хочется сказать что приборы линейки Vanta, являются неоспоримым лидером как по точности, так и по количеству определяемых элементов.
  • возможность выдавать результаты в процентном соотношении, сравнивать между собой все марки и определять соответствие ГОСТу и марке.
  • возможность работать везде (цех, улица, поле, шахта, в горах, лесах, свалках и так далее) и получать результаты исследования за несколько секунд. С последующим сохранением и возможностью переносить данные на компьютер и принтер.
  • Область анализа в 5 раз больше чем у лазерных и оптико-эмиссионных и составляет до 1.5 см², что дает возможность к поиску любых полезных ископаемых
  • — самое важное, конечно возможность анализировать фракции до 50 мкм , шлаки, пыль, стружку, отходы, песок и определять содержание редких элементов. Так же ключевая особенность является минимальная подготовка образца перед анализом. Достаточно пройтись шлифмашинкой и можно начинать анализ.
  • — не требуется настройка на специальных настроечных образцах, не нужно заранее знать основу, современные анализаторы оснащены всевозможными функциями автоопределение основы, что конечно же значительно экономит время, силы и денежные средства
  • — полностью универсальный прибор. Размер не имеет значения, так же как и состояние: жидкость, масло, песок, сухая смесь, стружка, металл, пластик и так далее. Возможность настроить прибор практически под любую задачу.

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 сталей и сплавов

  • ЭС-1 стеклянные pH
  • ЭСТ твердоконтактные pH
  • ЭЛИС ионоселективные
  • ЭРП редоксметрические
  • ЭСК-1 комбинированные pH
  • ЭСр-1 сравнения
    • Кристаллические
    • Пленочные
    • Халькогенидные
    • Дистилляторы ЭМО
  • Дозиметры
  • Иономеры
    • Колориметры
    • Реактивы
    • ТКА
  • Магнитные мешалки
  • Метеорологические приборы
  • Микроскопы
  • Многофункциональные анализаторы
  • Печи лабораторные
  • Приборы других производителей
  • Прочее оборудование
    • pH-метры
    • Анализаторы
    • Кислородомеры
    • Кондуктометры и концентратомеры
    • Газоанализаторы кислорода
  • Датчики температуры
    • Весы порционные SW I
    • Автоматический сшиватель конвейерного типа CAS CEX
    • Аппараты термоупаковочные
    • Весы автомобильные
    • Весы автомобильные RW
    • Весы аналитические CAUY/CAUX/CAUW
    • Весы балочные UFS/BFS
    • Весы встраиваемые PDSII
    • Весы встраиваемые PDSII-H
    • Весы кассовые PDC
    • Весы крановые
    • Весы крановые CASTON-I
    • Весы крановые CASTON-III
    • Весы крановые NC
    • Весы лабораторные MWP
    • Весы лабораторные CBL
    • Весы лабораторные CBX
    • Весы лабораторные CUX/CUW
    • Весы лабораторные XE
    • Весы порционные AD
    • Весы порционные BW
    • Весы порционные ED-H
    • Весы порционные FW-500
    • Весы порционные PW-H
    • Весы порционные RE
    • Весы порционные SW II
    • Весы порционные SWN
    • Весы самообслуживания с сенсорным дисплеем CL7000-S
    • Весы счетно-порционные CS
    • Весы счетно-товарные AC
    • Весы счетные EC
    • Весы товарно-порционные BW
    • Весы товарные DB II
    • Весы товарные DB и ND
    • Весы товарные DBII-E
    • Весы товарные DL
    • Весы товарные HD
    • Весы товарные PB
    • Весы торговые с печатью этикеток LP (v.1.6)
    • Весы торговые AP
    • Весы торговые ER JR
    • Весы торговые ER PLUS
    • Весы торговые PR
    • Весы торговые PR LCD, II USB
    • Весы торговые с печатью этикеток CL3000
    • Весы торговые с печатью этикеток CL3000J
    • Весы торговые с печатью этикеток CL5000/СL5000J/CL5000D
    • Напольный автоматический сшиватели пакетов CAS CNA
    • Напольный полуавтоматический сшиватели пакетов CAS CNS
    • Сшиватели пакетов CNT
    • Сшиватели пакетов CXP
    • Серия DL
    • Серия DX
    • Серия EK-i
    • Серия GF
    • Серия GH
    • Серия GR
    • Серия GX
    • Серия HR-A
    • Лабораторные весы
    • Счетные весы
    • Анализаторы влажности серии АВГ
    • Весы аналитические серии ВЛ
    • Весы аналитические серии ВЛА
    • Весы лабораторные серии ВЛТЭ и ВЛТЭ-С
    • Весы лабораторные серии ВЛЭ-С
    • Весы платформенные серии ВПС
    • Весы технические лабораторные серии ВЛТЭ-Т
    • Платформенные весы серии ВПВ
    • Платформенные весы серии ВПТ
    • Полумикровесы серии ВЛ-М
  • Калибровочные гири
  • Материалы и реактивы
  • Термометры
  • Вы смотрели:

    АН-7529М

    АН-7529М с корректором массы

    АВ-7801

    Цена по запросу.

    Экспресс-анализатор АВ-7801 предназначен для определения водорода в металлах. Принцип действия анализатора основан на восстановительном плавлении образца в токе инертного газа и количественном анализе продуктов плавления термокондуктометрическим методом (детектор теплопроводности). Сигнал детектора обрабатывается с учетом массы образца. Результаты индицируются на дисплее в ppm или см 3 /100 г.

    АН-7529М

    Цена по запросу.

    Экспресс-анализатор на углерод АН-7529М предназначен для измерений массовой доли углерода в сталях, сплавах и других материалах методом автоматического кулонометрического титрования по величине pH.

    АН-7529М без УС (устройство сжигания)

    Цена по запросу.

    АН-7529М с корректором массы

    Цена по запросу.

    АН-7560М

    Цена по запросу.

    Экспресс-анализатор на углерод АН-7560М используется для измерений массовой доли углерода в сталях, сплавах и других материалах методом автоматического кулонометрического титрования по величине рН, для маркировочных анализов на углерод продукции и сырья металлургических и металлообрабатывающих предприятий.

    Читайте также  Как варить тонкий металл электросваркой

    АН-7560М без УС (устройство сжигания)

    Цена по запросу.

    АС-7932М

    Цена по запросу.

    Экспресс-анализатор на серу АС-7932М используется для измерений массовой доли серы в сталях, чугунах, а также в сплавах и других материалах, для маркировочных анализов на серу при наличии методик на кулонометрический метод анализа.

    АС-7932М без УС 7077 (устройство сжигания)

    Цена по запросу.

    АС-7932М с корректором массы

    Цена по запросу.

    АУС-7844

    Цена по запросу.

    Экспресс-анализатор АУС-7844 предназначен для одновременного или раздельного определения массовой доли углерода и серы в сталях, чугунах, а также в сплавах и других материалах кулонометрическим способом. Анализатор предназначен для анализов на углерод и серу продукции и сырья металлургических и металлообрабатывающих предприятий, а также проведения других анализов на углерод в лабораториях предприятий и научно-исследовательских учреждений различных отраслей народного хозяйства.

    КМ-7573

    Цена по запросу.

    УС-7077 к АН

    Цена по запросу.

    УС-7077 к АС

    Цена по запросу.

    О магазине

    • О компании
    • Контакты
    • Прайс-лист
    • Документация

    Каталог товаров

    • Приборы производства ООО «Измерительная техника»
    • Электроды производства ООО «Измерительная техника»
    • Электроды других производителей
    • Лабораторные приборы и оборудование
    • Промышленные приборы и оборудование
    • Электроды
    • Ареометры
    • Газоанализаторы
    • Датчики температуры
    • Дистилляторы ЛИВАМ
    • Дозаторы
    • Лабораторные весы
    • Материалы и реактивы
    • Термометры
    • Химпосуда, лабораторная посуда

    Товар добавлен к сравнению

    Товар добавлен в корзину

    Вы подписались на товар

    Мы оповестим вас о поступлении товара по указанному email

    Анализаторы металлов и сплавов

    Анализаторы металлов — это приборы неразрушающего действия для определения марки металла и количественно-элементного состава образцов из чёрных и цветных сплавов . 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 перед покупкой подобного оборудования рекомендуем ознакомиться с его особенностями, что позволит в дальнейшем сделать оптимальный выбор для достижения конкретных целей.

    Классификация анализаторов металлов и сплавов

    Разделение анализаторов химического состава металлов и сплавов на группы производится главным образом по двум признакам. По принципу работы различаются оптико-эмиссионные, рентгенофлуоресцентные и лазерные приборы, а по конструкции и месту применения — стационарные и портативные. Каждая разновидность имеет свои особенности и преимущества. О них и пойдёт речь далее.

    Оптико-эмиссионные спектрометры

    Принцип действия.

    Работа оптических анализаторов состава металлов основана на технологии получения спектра и последующими измерениями длины световых волн и их интенсивности. На практике процесс исследования с помощью этих приборов осуществляется таким образом:

    1) образец нагревается концентрированным электрическим разрядом высокой тепловой мощности;

    2) вследствие возбуждения ионов и атомов появляется термоэлектронная эмиссия, сопровождающаяся флуоресценцией;

    3) монохроматор с дифракционной решёткой улавливает световые лучи и определяет по длине волн те или иные химические элементы , а по интенсивности свечения — их количество;

    4) полученные результаты выводятся на дисплей.

    Диапазон измерений.

    Существуют эмиссионные оптические спектрометры с воздушной рабочей средой и с аргоновой. Соответственно, они функционируют с применением дугового и искрового разрядов. Многие модели могут работать в обоих режимах, так как снабжены разными насадками. Но, независимо от строения, оптико-эмиссионные анализаторы отлично показывают себя при исследовании:

    · инструментальных и низколегированных сталей;

    · нержавеющих сталей на основе никеля, цинка, меди, кобальта, титана;

    · низкоуглеродистых сталей ферритного класса;

    · алюминиевых и других сплавов .

    Преимущества.

    Оптико-эмиссионные анализаторы хорошо применимы при определении низких (примесных) концентраций легирующих элементов (на уровне 0,0001 – 0,1%), а также анализа неметаллических включений – углерода, серы, фосфора, бора. Таких образом оптико-эмиссионные анализаторы могут быть хорошо применимы при анализе углеродистых и низколегированных сталей, где анализ таких элементов особенно важен, а также для анализа чистых металлов.

    Рентгенофлуоресцентные анализаторы металлов и сплавов

    Строение и принцип действия.

    Основу конструкции любого современного РФ-спектрометра составляют, центральный процессор, рентгеновская трубка, детектор, регистрирующее устройство, модуль управления и электронная память. Наиболее распространен в промышленном применении энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный метод, применение которого заключается в следующем:

    1) продуцированное рентгеновской трубкой излучение направляется на образец, чем вызывает ионизацию внутренних оболочек атомов;

    2) при этом происходят внутренние переходы электронов с испусканием фотонов со специфичной для каждого химического элемента энергией;

    3) датчик отделяет и накапливает фотоэлектроны в энергетические области, а потом по интенсивности последних определяет концентрации элементов.

    Контроль за исследованием обычно осуществляется посредством программного обеспечения, которое в начале позволяет задавать параметры, а в конце — вместе с изображением спектра получать готовый перечень компонентов химического состава образца. Выводы ПО делает на основании градуировочных данных о сплавах и с учётом относящихся к определённым режимам работы оборудования коэффициентов. Эталонная информация и полученная в процессе анализа сохраняется в электронной памяти. При необходимости результаты исследований можно распечатывать на принтере.

    Анализаруемые элементы .

    Рентгенофлуоресцентные анализаторы металлов и сплавов в общей сложности позволяют проверять наличие и количество химических элементов по 45 позициям. К сожалению, они не видят лёгких элементов, то есть тех, у которых атомный номер ниже 11 (расположенных в двух верхних строчках таблицы Менделеева).

    Преимущества.

    Рентгенофлуоресцентные анализаторы могут работать как с металлическими так и неметаллическими образцами, а также работать без разрушения металлов и сплавов . РФА анализаторы не требуют специальной подготовки поверхности (перед проведением исследований достаточно обычной очистки образцов от краски и ржавчины). Возможна работа со сложными объектами , такими как стружка, тонкая проволока, порошки, сварные швы, ферросплавы.

    Лазерные анализаторы химического состава металлов и сплавов

    Принцип действия.

    Лазерные анализаторы металлов и сплавов появились на рынке промышленного оборудования сравнительно недавно. Принцип работы схож с оптико-эмиссионным спектрометром, только в качестве источника возбуждения используют лазер. Благодаря тому что лазерный спектрометр легко сделать портативным, в последнее время он набирает популярность.

    Преимущества.

    В лазерных анализаторах химического состава отсутствует источник ионизирующего излучения (такой как рентгеновская трубка в рентгенофлуоресцентных спектрометрах), что освобождает от необходимости оформления лицензии и СЭЗ. Лазерные анализаторы металлов имеют самую высокую скорость анализа – результат по химическому составу возможно получить за одну секунду. Лазерные анализаторы имеют лучшую чувствительность по «легким элементам», таким как Si, Mg, Al , по сравнению с рентгенофлуоресцентными спектрометрами, а также имеют возможность анализа Li и Be .

    Стационарные и портативные приборы

    В категорию стационарных входят напольные и настольные модели анализаторов химического состава образцов. Оптико-эмиссионные преимущественно устанавливаются в лабораториях. В некоторых случаях — в производственных цехах. Рентгенофлуоресцентные требуют установки в специально оборудованном помещении (с наличием надёжного свинцового экрана) за исключением приборов с усиленной защитой от ренгеновского излучения.

    К портативным принадлежат мобильные (передвигающиеся на колёсиках) оптико-эмиссионные спектрометры, а также РФА и лазерные анализаторы металлов ручного типа. Все они отличаются возможностями работы в цехах и на производственных площадках, удобством в эксплуатации, быстротой анализа, достаточной точностью измерений. Портативные приборы работают от аккумуляторных батарей, хорошо защищены от внешних воздействий. Незаменимы при работе в полевых условиях и при необходимости проведения исследований в труднодоступных местах.

    Области применения анализаторов химического состава металлов и сплавов

    Оперативное и точное определение вида металла или состава сплава требуется во многих отраслях промышленности. Тем не менее химические анализаторы наиболее востребованы в металлургии, нефтехимии и машиностроении. Они позволяют:

    · выполнять на предприятиях входной контроль качества сырьевого материала (слитков), полуфабрикатов (заготовок), готовых изделий (труб, электродов, прутов, различных деталей) и отходов производства (стружки, металлической пыли);

    · контролировать химический состав металлов по ходу плавки в литейном производстве;

    · осуществлять контроль химического состава готовой продукции на металлургическом предприятии;

    · анализировать химический состав лома на шихтовом дворе;

    · сортировка и определение стоимости металлического лома;

    Не менее важные задачи химические анализаторы решают и в строительной области, в частности, при обратном проектировании. Определяя количественно-элементный состав компонентов конструкций, приборы помогают устанавливать причины разрушения последних или их отказа. На основании полученных посредством анализаторов данных конструкторы и проектировщики делают выводы относительно выбора металлов и сплавов для проведения реставрационных работ либо для изготовления новых конструкций.

    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.

    Читайте также  Как позолотить металл

    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:

    1. Рентгеновских флуоресцентных анализаторах (РФА);
    2. Лазерных аналогичных приборов (лазерный анализатор металлов – ЛАМ).

    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:

    1. Положительно идентифицирует многочисленные сплавы в пунктах приема и передачи материала, гарантируют качество продукции;
    2. Определяют состав металла для точной сортировки;
    3. Выдают анализ за считанные секунды, практически без необходимости подготовки и разрушения образца;
    4. Увеличивают скорость обработки металла.

    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:

    1. Очень высокая чувствительность к щелочным (литий, натрий и т. Д.) и щелочноземельным металлам (бериллий, магний и т. д.);
    2. Хорошая чувствительность к переходным металлам, за исключением огнеупорных элементов (таких как ниобий, молибден, вольфрам или тантал), их трудно определить;
    3. Чувствительность к углероду, фосфору и сере обычно недостаточна для анализа этих элементов в сплавах.

    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.

    Анализатор состава металлов. Спектр возможностей современных моделей

    Неразрушающий контроль химического состава с помощью анализатора металлов и сплавов используется в различных отраслях хозяйственной деятельности. На металлобазах и предприятиях Вторчермета так определяют марки сплавов, использованных в утилизируемых узлах. В металлургии цель использования этой техники – контроль качества исходного сырья. Археологи применяют анализаторы для ориентировочного определения срока давности обнаруженных находок, а геологи – с целью количественного и качественного состава грунтов и минералов.

    Классификация современных технологий анализа металлов

    Химический анализ металлов позволяет количественно определять элементный состав материала, чем обеспечивается контроль качества, исследования причин отказов конструкций и т. п. Металлохимический анализ также применяется при так называемом обратном проектировании, когда исследуется характер отказа, по которому устанавливается, использовался ли правильный сплав.

    Химический состав и микроструктура большинства металлических образцов могут быть определены одним из следующих способов:

    1. Металлографическим анализом и энергодисперсионной оптической спектрометрией. Способ используется для массового элементного анализа сталей, нержавеющих сталей, чугунов, медных, алюминиевых, кобальтовых, никелевых, оловянных и цинковых сплавов.
    2. Методом индуктивно связанной плазмы. Используется при массовом анализе небольших образцов, где требуется высокая точность даже при низких концентрациях элементов.
    3. Рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией. Метод применяется для анализа никелевых сплавов и для полуколичественного анализа всех систем сплавов.
    4. Инфракрасном сжиганием, которое находит применение при определении в металле углерода, серы, а также связанных кислорода и водорода.

    Если конкретные элементы должны быть определены с особо высокой точностью, то для их измерения могут проводиться испытания по всем вышеупомянутым методам. В необходимых случаях при помощи твердомеров определяется также и твёрдость образцов, что служит дополнительным подтверждением наличия в металле определённых химических элементов. В тех же целях производятся и испытания сталей на искру.

    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.

    Читайте также  Сайдинг металлический или пластиковый что лучше

    От чего зависит цена приборов?

    Практическая ценность анализатора любого типа определяется:

    1. Диапазоном определения процентного состава элементов.
    2. Номенклатурой определяемых элементов.
    3. Размерами анализатора.
    4. Сложностью подготовки и эксплуатации прибора.

    Цена анализатора металлов зависит от престижности фирмы-производителя, а также от доступности её сервисных служб на территории России. Наибольшей популярностью в мире пользуются анализаторы металлов, произведённые в Японии, Германии и США. С осторожностью стоит относиться к измерительной технике, которая производится в таких странах как Китай, Малайзия или Филиппины: используя лицензированные компоненты, такие установки не всегда отличаются должным качеством сборки, хотя их цена довольно привлекательна.

    Стоимость связана и с габаритами устройства. Стационарные анализаторы металла работают от сети и проще в обслуживании, в то время как надёжность портативных моделей сильно зависит от качества аккумуляторных батарей, которые зачастую поставляются фирмами с более низким рейтингом доверия.

    Наиболее надёжными и востребованными моделями на отечественном рынке анализаторов металлов и сплавов считаются:

    • Из стационарных приборов – анализатор М5000 китайского производства стоимостью от 1 млн. руб.
    • Из портативных приборов – рентгенофлуоресцентные анализаторы линейки DELTA от торговой марки Olympus (Япония), цена которых, в зависимости от возможностей прибора, составляет от 1 до 2 млн. руб.
    • Многофункциональные ручные лазерные анализаторы Эланик от российского ООО «Лазер-экспорт». Цена – по запросу.

    Анализаторы металлов и сплавов цветных и чёрных металлов

    Трудоёмкой проблемой на многих пунктах приёма металлолома является процесс сепарирования поступающего сырья по маркам и виду металлов. Иногда сложно отличить медь от сплавов, с высоким содержанием меди, а определить содержание никеля в нержавеющей стали абсолютно невозможно. Поэтому при разнородном характере поступающих металлоотходов применяются анализаторы состава металлов.

    Практическое применение получили два вида таких приборов – основанные на использовании явления оптической эмиссии (лазерная), и применяющие рентгеновское излучение.

    Оптические анализаторы

    Анализаторы металлов и сплавов этого типа позволяют с высокой степенью точности устанавливать наличие и содержание лёгких химических элементов – серы, фосфора, углерода, т.е., тех элементов, которые обязательно присутствуют в химическом составе любой стали.

    Оптический анализатор металлов – метод исследования искры

    Их действие основано на следующем: исследуемый фрагмент подвергается воздействию искрового разряда на воздухе. Образующаяся искра содержит в себе в ионизированном виде все вышеперечисленные элементы, эмиссия которых улавливается чувствительным элементом прибора, и выводится на дисплей. Оптико-эмиссионным методом удаётся быстро идентифицировать металлолом, не прибегая к его заметному разрушению. Иногда, с целью снижения опасности взрыва или возгорания вместо воздуха используется инертный газ, преимущественно аргон. Смена режима исследования осуществляется простой переустановкой насадки.

    Видео – оптический анализатор металлов М5000 – описание, характеристики:

    Фиксация химического состава металла производится тремя способами:

    • Марочным, когда фактический состав сличается с тем, который указан в эталонной таблице. Метод сравнительно громоздкий, поскольку требует обязательного вмешательства человека;
    • По отпечатку, когда сравниваются спектры эмиссии исследуемого металла и эталонные;
    • По принципу «да/нет», когда требуется ответить на вопрос, является ли исследуемый образец тем металлом или сплавом, который необходимо определить.

    Область применения анализаторов рассмотренного типа – исследование низкоуглеродистых сталей ферритного класса, а также нержавеющих сталей, содержащих титан, никель, кобальт – элементы, эмиссионный спектр которых является достаточно характерным. Широкого распространения такие приборы не получили, в связи с повышенной чувствительностью к внешним условиям площадки, где они установлены.

    Рентгеновские анализаторы металлов

    Анализаторы, действующие с использованием рентгеновского излучения, используют явление флуоресценции, при котором атомы химических элементов излучают фотоны строго определённого энергии. В качестве источника рентгеновского излучения используется трубка, которая работает под напряжением 45000 В.

    В таких условиях для работы анализатора необходимо выделять специальное помещение, и оборудовать его надёжным свинцовым защитным экраном. Подобным образом действуют стационарные аппараты, которые применяются для химического анализа крупных фрагментов металла, но такие анализаторы – анахронизм, они могут еще использоваться в старых лабораториях, оставшихся с советских времен, но в настоящее время встречаются все реже и реже.

    Сейчас распространение получили носимые, компактные приборы – портативные анализаторы металлов, предназначенные для применения непосредственно на точках приёма металлолома. Они не используют радиоизотопы, а потому считаются более безопасными.

    Рентгеновский портативный анализатор металлов – может легко делать анализ стружки

    При рентгеновском способе определения химического состава металла производится его анализ по 45 позициям, которые определяются различным энергетическим уровнем излучаемых электронов. Соответственно, определяется аналогичное количество элементов, в чём и состоит основное преимущество способа.

    Кроме того, такие анализаторы компактны, удобны в применении, а постоянное обновляемое программное обеспечение позволяет совершенствовать обработку получаемых результатов.

    Описание работы портативного рентгеновского анализатора

    Рентгеновские анализаторы химического состава состоят из флюоресцирующей рентгеновской трубки, детектора, регистрирующего устройства и блока управления. Детекторы адаптированы под твердотельный режим функционирования, в связи с чем очень удобны для использования на крупных пунктах приёма лома чёрных и цветных металлов.

    Портативный рентгеновский спектрометр металлов

    Технологические возможности рентгеновских анализаторов:

    • Метод определения – многокомпонентный (одновременно устанавливается процентное содержание нескольких химических элементов);
    • Радиоизотопные источники – отсутствуют;
    • Количество одновременно определяемых параметров – до 33 (независимо от атомной массы элемента);
    • Вид исходного образца для анализа – любой, в том числе шлако- и пылеобразные фракции до 50 мкм (может быть использовано для определения редких и редкоземельных элементов в отходах производства, стружке и пр.);
    • Визуализация результатов исследования – цветной дисплей и регистрация в базовый файл специального компьютера (возможно и подключение к обычному компьютеру через разъём USB).

    Такие характеристики позволяют применять анализаторы при определении сорта металла, идентификации марки цветного сплава, технологическом контроле в процессе плавки металлов и т.д.

    Рентгеновские анализаторы работают достаточно быстро, поскольку не нуждаются в предварительной настройке прибора. Калибровка выполнятся только при решении специальных задач исследовательского характера.

    Лазерные анализаторы химического состава металлов и сплавов

    Видео на английском – тест лазерного анализатора Sciaps Laser-Z300

    Данные приборы появились сравнительно недавно. Они используют принцип глубинного сканирования образца, используя квантовое лазерное излучение. Поскольку спектр излучения лазера может быть настроен значительно более тонко, чем спектр рентгеновского излучения, то подобного типа анализаторы имеют ряд эксплуатационных преимуществ:

    • Существенно возрастает количество определяемых химических элементов (до 90, в связи с чем такие установки рекомендуется использовать для определения химического состава сложных многокомпонентных сплавов);
    • Повышается точность фиксирования того или иного химического элемента, что позволяет идентифицировать сплав даже с процентным содержанием элемента менее 0,0005%;
    • Прибор пригоден для количественного определении я радиоактивного компонента, что особенно важно для радиационной безопасности оборудования и работающих. Отсекается возможность поступления лома, «грязного» в радиоактивном отношении;
    • Приборы лазерного типа потребляют значительно меньше энергии, что позволяет длительное время применять их без подзарядки аккумуляторов;
    • Поскольку скорость лазерного сканирования весьма велика, то процесс выяснения химического состава даже многокомпонентного сплава занимает доли секунды.

    Отображение результатов лазерного анализатора на экране смартфона Android

    Результат работы лазерного анализатора может выводиться на экран монитора, а может фиксироваться встроенной видеокамерой или выводиться через специальное приложение на экран смартфона.

    Среднерыночные цены на анализаторы металлов и сплавов

    Искровые оптико-эмиссионные спектрометры, пожалуй, самые дорогие, цена на такие анализаторы могут доходить до 50 000$ .

    Портативные рентгеновские анализаторы металлов – стоят немного меньше, но цена тоже немаленькая – порядка 20 000 – 30 000 $ .

    Лазерные спектрометры – это анализаторы последнего поколения, набирающие все большую популярность, со временем цена будет падать, сейчас стоимость примерно – 30 000- 40 000 $ .

    В интернете даже у фирм продавцов на сайте не всегда стоит цена. Т.е. есть товар, есть описание анализатора, представлен большой выбор устройств, но в поле цена стоит “Сделать запрос” или “Узнать цену”. Где вы оставляете свои контактные данные и ждете ответа с ценой. Это можно объяснить так – анализатор металлов устройство дорогое, позволить себе может не каждая металлоприемка. Чтобы не потерять клиента и довести продажу до конца – менеджеры предпочитают вести диалог напрямую с клиентом, варьируя ценой и прочими бонусами при покупке анализатора у них. Иначе говоря – это маркетинговый ход, сближающий продавца и покупателя, что делает продажу анализатора металлов проще.