Прибор по исследованию металла

Во многих современных сферах деятельности людей одним из важных моментов является точное определение твердости металлов и других материалов, а также резинотехнических изделий. Наиболее актуальны подобные показатели для производственных отраслей, поскольку позволяют оценить качество сырья и готовой продукции. Именно поэтому следует разобраться с тем, что такое твердомеры, как правильно их выбрать, а также использовать.

На данный момент такие образцы измерительного инструмента, как твердомеры, широко используются в самых разных отраслях.

Помимо машиностроения и других производственных сфер, эти приборы используются специалистами научных центров.

Принцип их функционирования базируется на фиксации показателей при воздействии на поверхность изучаемых предметов. Результаты таких измерений и позволяют определить твердость.

Выбор конкретного вида устройства зависит от таких параметров исследуемого изделия (детали), как:

• габариты;
• вес;
• свойства материала изготовления;
• конструктивные особенности.

Далеко не всегда имеется возможность применения более точных, стационарных моделей. В таких случаях на помощь приходят компактные, переносные твердомеры. С учетом характеристик вида описываемые инструменты состоят из нескольких элементов.

• Корпус.
• Наковальня (если имеется в виду стационарная конструкция), то есть площадка для установки детали.
• Датчик и индентор. Речь идет о рабочем элементе, отвечающем за воздействие на изучаемый материал и регистрацию его силы.
• Система управления.

Части корпуса, а также площадка для образцов и все подвижные детали оборудования выполняются из высококачественной стали и прочного пластика.

Особого внимания заслуживают эксплуатационные характеристики аппаратов, предназначенных для использования в жестких полевых условиях.

Одной из главных особенностей здесь является герметичность корпуса и надежная защита от механических повреждений.

Многие современные образцы описываемых аппаратов способны фиксировать результаты нескольких последних измерений. Имеется в виду оснащение устройств интегрированными модулями памяти, которые чаще всего являются энергонезависимыми.

При этом данные в любой момент можно перенести на ПК или другой гаджет.

При классификации современных твердомеров одним из ключевых моментов является то, как именно работает то или иное устройство. В частности, речь идет о методе проведения исследований. Исходя из этой особенности появились и соответствующие названия приборов. Прежде всего стоит рассмотреть, на какие разновидности делят стационарные модели.

Определение твердости подобным образом было предложено более 100 лет назад (в 1908 году) профессором Людвигом. Описан данный метод в книге, название которой дословно переводится как «Испытание конусом». Речь идет о неразрушающем поверхности материала исследовании его характеристик.

Он базируется на фиксации глубины проникновения жесткого наконечника, который получил название индентор. Важная деталь заключается в том, что для всех шкал твердости применяется идентичная нагрузка. В зависимости от шкалы речь может идти о таких показателях, как 60, 100 и 150 кгс.

Функции упомянутых инденторов выполняют твердые шарики или же конусы со скругленной вершиной и углом при ней 120 градусов.

Этот метод получил широкое распространение благодаря максимальной простоте и высокой скорости измерений, а также воспроизводимости получаемых данных.

В процессе снятия показателей важно учитывать толщину образца, которая должна быть не менее десятикратной глубины погружения индентора.

В наши дни широко применяется также твердомер по «Супер-Роквеллу». Имеется в виду усовершенствованный вариант описанного способа определения твердости. Его главная особенность заключается в осуществлении двух поочередных замеров.

Здесь речь идет о выполнении описываемых измерений на основе вдавливания в поверхность исследуемого материала индентора в виде шарика.

Такой способ определения твердости более века назад предложил инженер Бринелль, в честь которого он и был назван.

Одна из ключевых особенностей метода в том, что он был первым во всем мире стандартизован и получил самое широкое распространение. Обозначается измеряемая твердость, как «НВ».

Твердомеры, исследующие описываемый параметр материалов по этому методу, работают на основе вдавливания в поверхность индентора. Важно будет заметить, что последний выполнен в форме пирамиды. Данный способ исследований был предложен еще 100 лет назад инженерами компании Vickers Ltd. При измерениях используется обозначение «HV».

Следует учесть, что сейчас существуют модели твердомеров, которые функционируют на основе методики измерений, получившей название «Микро-Виккерс».

В данном случае подразумевается метод определения твердости, базирующийся на фиксации высоты, на которую отскакивает от исследуемой поверхности индентор.

Общепринятым обозначением является «HS» с добавлением буквенного индекса, соответствующего одной из рабочих шкал. Основными при этом являются «C» и «D».

Важно учитывать, что применение на практике этой методики довольно ограниченно, и приборы используются для анализа твердости преимущественно неметаллов.

Функционирование оборудования, относящегося к этой группе, основано на вдавливании индентора. Последний имеет форму усеченного конуса, вершина которого является плоской. Стоит заметить, что данную категорию твердомеров считают практически универсальной. Это обусловлено возможностью работы с большинством известных материалов.

Исходя из самого названия разновидности можно понять, что имеются в виду приборы, использующие при измерении твердости несколько существующих методов исследования.

Стоит отметить, что применение описанных выше устройств является ограниченным в силу их эксплуатационных свойств и особенностей контролируемых материалов.

Именно поэтому универсальные модели пользуются повышенным и в полной мере заслуженным спросом.

В зависимости от материалов, которые позволяют исследовать твердомеры, их делят на следующие разновидности:

• приборы для работы с металлами;
• склерометры (определение твердости камня, кирпича, бетона);
• дюрометры (пластмасса, резина);
• устройства для литейных форм.

Помимо этого, рассматриваемые аппараты бывают аналоговые и электронные. Стоит отметить, что на данный момент первый вариант встречается реже из-за сравнительно низкой точности измерений. Кстати, последняя напрямую будет зависеть от навыков и опыта оператора.

Такие приборы чаще всего применяют при исследовании мягких материалов. Они оснащены шкалой в виде циферблата, тогда как цифровые модели выводят результаты измерений на интегрированные экраны.

Анализируя особенности существующих на данный момент твердомеров, важно уделить внимание выбору шкал. Он напрямую зависит от характеристик исследуемого материала.

Например, шкалы Шора и Бринелля будут оптимальным вариантом для дерева, пластика, резины и других материалов со сравнительно низкими показателями твердости. Шкалы Роквелла и Виккерса –более подходящие для средней и повышенной твердости.

Еще один важный момент – это деление всех перечисленных аппаратов на:

• автоматические, имеющие сервопривод, управляемый микропроцессором;
• полуавтоматические;
• полностью механические, в которых применение и снятие нагрузки на материал осуществляется непосредственно оператором в ручном режиме.

А также одним из ключевых моментов являются условия эксплуатации. С учетом этой особенности твердомеры бывают стационарного типа и переносными. Ключевые нюансы и характеристики этих двух категорий рассмотрены ниже.

Оборудование, относящееся к этой категории, имеет довольно крупные габариты и соответствующую массу. Вес некоторых моделей достигает рекордной отметки в 200 кг, а их высота и длина могут составлять до 1 метра и более.

Эти параметры не играют определяющую роль с точки зрения удобства эксплуатации техники, поскольку она должна устанавливаться неподвижно на одном конкретном месте. Такие приборы используются преимущественно в условиях лабораторий, а также на предприятиях.

Их главное конкурентное преимущество – максимальная точность измерений и минимальная погрешность.

Приборы оснащены клавиатурой для ввода параметров, а также дисплеями, на которых отображаются результаты исследований.

Опционально стационарные твердомеры могут иметь интерфейс для сопряжения с персональными компьютерами.

А также в перечень подключаемых устройств входят микроскопы и принтеры, предназначенные для распечатки получаемых данных. Источником питания для аппаратов является бытовая электросеть.

Переносные, то есть сравнительно компактные твердомеры с учетом методов определения характеристик материалов делят на три основные группы. Речь идет о динамических, ультразвуковых, а также комбинированных приборах.

Последняя разновидность во многом напоминает универсальные образцы стационарного оборудования. Такие аппараты могут определять параметры и демонстрировать результаты измерений по нескольким шкалам.

Это, в свою очередь, многократно расширяет сферу применения твердомеров.

Особенности указанных типов портативных устройств выглядят следующим образом.

• Динамические – отличаются высокой скоростью выполнения измерений. При этом используется сетка твердости, являющаяся стандартизованной на территории Российской Федерации для полевых, а также лабораторных и производственных условий эксплуатации. Речь идет о твердомерах Роквелла, Шора, Бринелля и Виккерса.

• Ультразвуковые – приборы, метод функционирования которых позволяет исследовать более широкий перечень материалов. В него входят листы из стали, мелкие детали, а также зеркальные поверхности. Помимо всего прочего, они используются для определения механической прочности.

• Комбинированные – модели, которые выполняют описываемые операции с применением двух датчиков. Эти сменные конструктивные элементы способны контролировать колебания показателей твердости практически любых изделий из металла. По большому счету комбинированные приборы – это гибрид ультразвуковых и динамических методов исследования.

В соответствующем сегменте современного рынка измерительного инструмента и оборудования на данный момент свою продукцию представляют многие отечественные и зарубежные производители.

В модельных рядах представлен довольно широкий ассортимент как портативных, так и стационарных приборов. Все эти модели отличаются друг от друга эксплуатационными характеристиками и, конечно же, стоимостью.

При выборе опытные специалисты предсказуемо отдают предпочтение известным брендам.

Важно учитывать, что меню подавляющего большинства импортных твердомеров не имеет русскоязычной версии. В то же время продукция отечественных компаний по качеству своего исполнения и работы способна конкурировать с зарубежной техникой.

В список наиболее популярных российских марок можно включить:

• «Интротест»;
• «Восток-7»;
• «Новотест»;
• «Константа»;
• «Минэтэк»;
• «Импульс»;
• «Луч».

Анализируя импортный сегмент рынка, стоит уделить внимание таким брендам, как Krautkramer GE, PCE, Sinowon, Mitutoyo и Proceq SA.

Перед приобретением конкретной модели описываемого измерительного инструмента или оборудования следует четко определиться с требуемой разновидностью.

К примеру, для исследований сравнительно мягких металлов и сплавов потребуются приборы, функционирующие на основе метода Бринелля. При работе с материалами средней и повышенной твердости актуальными будут устройства Роквелла и Виккерса соответственно.

Если речь идет о контроле состояния разнообразных изделий, то, естественно, следует рассматривать универсальные модели.

Помимо этого, при подборе наиболее подходящего оборудования настоятельно рекомендуется акцентировать внимание на нескольких важных моментах.

• Способ взаимодействия между индентором (интегрированным, проводным и беспроводным) и датчиком.
• Качество исполнения и прочность нагрузочной ячейки.
• Диапазон рабочих нагрузок устройства.
• Возможность интеграции прибора с персональным компьютером и внешним принтером.
• Воспроизводимость результатов измерений.
• Наличие и объем встроенной памяти.
• Присутствие в комплекте дополнительных датчиков.
• Возможность одновременной работы на нескольких шкалах и конвертация получаемых показателей.

Следующий важный шаг – это определение перечня материалов, с которыми предполагается работать. А также следует акцентироваться на требуемой точности выполняемых измерений.

Если во главе угла ставится максимальный показатель, то стоит рассматривать стационарные и лучше всего универсальные образцы оборудования. Если замеры будут производиться не в лабораторных условиях, то оптимальным выбором станут компактные, переносные модели.

Параллельно важно помнить, что каждый из применяемых методов определения твердости того или иного материала ограничивается конкретными факторами. Есть смысл сравнить аппараты, относящиеся к категории динамических и ультразвуковых.

Стоит заметить, что первый вариант наиболее актуален для простых с геометрической точки зрения и массивных изделий.

Ультразвуковые модели – это идеальное решение в ситуациях, когда работать предполагается с небольшими по размерам образцами материала, имеющими сложную форму. Помимо способа проведения исследований, а также уже упомянутых особенностей связи основного модуля с индентором, требуется уделить внимание корпусу устройства.

Важно помнить, что электронная начинка современных моделей портативных измерителей очень чувствительна к внешним воздействиям. Предсказуемо она должна иметь надежную защиту в виде прочного и влагонепроницаемого корпуса. У представителей модельных рядов ведущих производителей для комфортного использования предусмотрены резиновые накладки.

Анализатор состава металлов. Спектр возможностей современных моделей

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.

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.

Методы определения марки стали, методы анализа металлов

На сегодняшний день наибольшую популярность получили два метода определения химического состава металлов и сплавов:

1. Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА, преимущественно в портативном варианте)  
2. Искровой оптико-эмиссионный (атомно-эмиссионный).

Оба метода анализа металла характеризуются высокой скоростью химического анализа и возможностью быстрого определения марки стали.

Время анализа — от 10 до 40 секунд.

Приборы для определения марки стали:

1) Портативный ренгенофлуоресцентный РФА спектрометр.

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.

2) Искровой оптический спектрометр (атомно-эмиссионный,  оптико-эмиссионный анализатор металлов)

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.
• Имеются и портативные спектрометры  в данном классе приборов (с выносным датчиком на оптоволоконном кабеле). Основные их недостатки — существенный вес и худшие показатели в анализе C, S, P, N
• Выводы:
• Для проведения сортировочных работ на складах и ориентировочного определения марок сталей подойдёт портативный РФА пистолет, типа   MIX 5.
• Для точного входного анализа сплавов на соответствие сертификату и в литейном производстве подойдет искровой оптико-эмиссионный анализатор металлов М5000.

Как проверить химический состав металла

Контроль химического состава сталей и сплавов позволяет прогнозировать свойства готовых изделий и является важной составляющей комплексной проверки качества металла.

Методы химического анализа металлов

Анализ химического состава можно проводить как «мокрой химией», так и инструментальными методами. Метод «мокрой химии» заключается в предварительном растворении пробы и последующим выделении нужных компонентов (осаждением, электрохимическим разделением и др.

) Такой анализ занимает много времени, иногда до нескольких дней и требует специального образования и высокой квалификации инженера.

В противоположность этому инструментальные методы, выполняемые на современных приборах, позволяют проводить анализ химического состава металлов после короткого инструктажа и требуют лишь элементарных навыков работы на компьютере.

Приборы для анализа химического состава металлов

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие приборы:

• Стилоскопы
• Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры
• Портативные лазерные спектрометры
• Оптико-эмиссионные спектрометры

Стилоскопы

Стилоскопы являются простейшими спектральными приборами. Суть метода заключается в испарении металла под действием разряда и наблюдении оператором образующегося при этом свечения. По яркости спектральных линий можно судить о концентрации различных элементов.

Стилоскопы имеют невысокую стоимость, но работа на них довольно сложна и требует специальных навыков, обучение которым занимает от нескольких месяцев до нескольких лет. Кроме того, стилоскопы являются оценочными приборами, — результаты анализа зависят от субъективной оценки оператора.

Эта особенность не позволяет использовать данные приборы во многих технологических процессах, когда требуются точные данные об элементном составе металла.

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры получили широкое распространение из-за небольшого веса и простоты обращения. Приборы часто называют «пистолетами» из-за внешнего сходства – в приборе есть рукоятка, курок и «дуло», в котором находятся рентгеновская трубка и детектор.

При нажатии на курок трубка начинает генерировать рентгеновское излучение, оно вызывает ответное характеристическое излучение от атомов образца, которое регистрируется детектором. Малые размеры и вес позволяют использовать такие приборы вне лаборатории.

Пробоподготовка не требуется – нужно только очистить поверхность металла от грязи, ржавчины, краски, окалины.

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры неприхотливы, не требуют периодических рекалибровок, а обучиться работе на них можно за несколько часов, однако существенным ограничением является невозможность анализа углерода, а также высокие пределы обнаружения серы и фосфора.

Оптико-эмиссионные спектрометры

Оптико-эмиссионные спектрометры позволяют анализировать все основные легирующие элементы в сталях и сплавах, включая углерод, серу, фосфор и др. По принципу работы эти приборы схожи со стилоскопами, но спектральные линии анализируются специальными детекторами.

Обыскривание должно происходить в инертной среде, поэтому для работы оптико-эмиссионных спектрометров требуется аргон. Спектрометры этого типа обычно довольно массивны и являются настольными или напольными приборами, а передвижные (мобильные) модели располагают на специальных тележках.

Несмотря на эти недостатки, оптико-эмиссионные спектрометры отличаются надёжностью, простотой эксплуатации, относительно невысокой стоимостью и требуют лишь простейшей пробоподготовки, благодаря чему на сегодняшний день этот метод является основным для анализа химического состава металлов в большинстве промышленных, экспертных и исследовательских лабораторий.

Портативные лазерные спектрометры

В последние годы на рынке появилось большое количество портативных лазерных приборов. По форме и размерам они похожи на портативные рентгенофлуоресентные спектрометры, а по сути работы – на оптико-эмиссионные приборы.

Анализ происходит за счёт измерения интенсивности спектральных линий в оптическом диапазоне, но их появление вызывается воздействием лазера. Портативные лазерные спектрометры выгодно применять при анализе больших потоков лёгких цветных сплавов (алюминия, магния, титана), т.к.

их анализ выполняется быстрее и точнее, чем на портативных анализаторах.

Однако лазерные анализаторы значительно более прихотливы, чем рентгенофлуоресентные спектрометры – они температурозависмы, требуют регулярных перекалибровок и периодического обслуживания, при этом углерод, ключевой элемент при анализе сталей, анализируется со слишком большой погрешностью.

Иные инструментальные методы

Иные спектральные приборы – атомно-абсорбционные спектрометры, оптико-эмиссионные спектрометры с индуктивно-связанной плазмой, фотоколориметры требуют предварительного растворения пробы, из-за чего менее удобны и в настоящее время применяются реже. Тем не менее, в некоторых случаях, они имеют некоторые преимущества.

Заключение

К сожалению, на сегодняшний день не существует универсального прибора, совмещающего в себе все преимущества разных типов приборов, поэтому выбор метода анализа в каждом конкретном случае необходимо основывать на индивидуальном анализе задач предприятия.

Наша компания ООО «ВЕЛМАС» поставляет все виды оборудования анализа химического состава сталей и сплавов. Мы приглашаем Вас ознакомиться с перечнем приборов. Наши компетентные менеджеры проконсультируют вас по всем вопросам и помогут подобрать приборы, подходящие для решения именно ваших задач.

Анализаторы металлов и сплавов: цены и типы приборов для анализа состава сплавов

Точность и оперативность контроля изготавливаемой продукции, определение химического состава изделий из металлов и сплавов, определение качественных показателей исследуемых образцов, идентификация тяжелых металлов являются важными процессами во многих отраслях промышленности. Наиболее востребованным такой анализ является при работе со вторичным сырьем из металла. Очевидно, что подобный анализ выполнить без специальных приборов для анализа состава металлов просто невозможно, а сделать такую работу еще и быстрой – значит повысить эффективность работы.

Анализаторы, которые были изобретены для решения подобных задач, называются спектрометры. Благодаря этим устройствам можно точно определить, какие металлы содержатся в исследуемом образце, а также определить их количество. Подобные приборы обеспечивают неразрушающий контроль металла, то есть применение не требует манипуляций с целостностью исследуемого образца.

Выбрать анализатор металлов

Существуют две основные категории анализаторов. В первой используют явление оптической эмиссии, такие приборы называют эмиссионными спектрометрами.

Вторая категория использует рентгеновские лучи для получения требуемой информации об объекте, такие спектрометры называют соответственно рентгеновскими.

По-другому классифицировать анализаторы металлов можно как оптико-эмиссионные и рентгенофлуоресцентные.

Каждый из этих типов устройств может быть стационарным, мобильным и портативным. Стационарные являются довольно габаритными и обычно занимают много места, поэтому их используют, если требуется идеальная точность.

Мобильные спектрометры выполняют таким образом, чтобы обеспечить их легкое передвижение, варианты исполнения могут быть на колесах. Самыми компактными являются портативные анализаторы.

Их появление стало шагом вперед в области исследования металлов, и предоставило возможность использования анализаторов прямо на месте.

Оптико-эмиссионные анализаторы сплавов

При исследовании объектов оптико-эмиссионными спектрометрами применяются методы искрового анализа и воздухо-дугового анализа. Оптико-эмиссионные анализаторы позволяют работать с широким классом металлов, например, алюминиевыми, титановыми, ферритовыми, кобальтовыми, медными, нержавеющей и низколегированной сталью.

Лазерные спектрометры работают на аргоне и комплектуются специальной съемной насадкой на датчике, позволяющей выбирать режим работы прибора среди следующих:

• Определение марки металла;
• Определение сплава при помощи сравнения эталонного спектра с исследуемым спектром;
• Режим «да — нет», определяющий определенный параметр или заданный вид металла.

Прибор способен определить даже незначительное содержание посторонних смесей в составе сплава. Благодаря высокой точности измерений применяется для сертификационного анализа. Все приборы поставляются уже с установленным набором программ, что усложняет идентификацию неизвестных включений в сплаве.

Рентгенофлуоресцентные анализаторы

Приборы этой категории позволяют определять до 45 химических элементов благодаря светочувствительным механизмам, установленным в корпусе устройства. Компактность и простота использования делают рентгеновские анализаторы наиболее популярными устройствами в данной области.

Устройство не сможет идентифицировать элементы, порядковый номер которых в периодической таблице ниже 11.

В отличие от эмиссионных приборов, где требуется очистка исследуемого объекта от пыли и грязи с помощью шлифовального круга, при использовании рентгеновских спектрометров достаточно удалить краску или ржавчину с поверхности образца.

Цена спектрометра

Сложно сделать типовой прайс-лист на такой прибор, как анализатор металлов.

Если говорить о стоимости, цены на спектрометры формируются на основе четырех основных параметров:

• Вид устройства;
• Набор определяемых элементов;
• Точность измерений;
• Страна-производитель.

Исходя из этого, самыми дорогими анализаторами являются импортные оптико-эмиссионные и рентгенофлуоресцентные спектрометры, особенно, японские (Shimadzu, Rigaku), европейские (Spectro-Ametek, Oxford Instruments, Bruker) и американские (Olympus Innov-X, Thermo Scientific Niton).

Ценовой сегмент таких устройств является премиальным. Цена их является высокой за счет дорогого производства, новейших технологий, организации доставки, таможенных сборов и статуса. В этих приборах, как правило, надо дополнительно оплачивать каждую аналитическую программу для сплавов на основе железа, алюминия, титана, меди и т. д.

Диапазон цен

Рынок портативных спектрометров довольно обширный и бывает сложно выбрать анализатор. Необходимо подобрать прибор, точно отвечающий всем характеристикам для выполнения требуемой работы. Для разных отраслей могут требоваться разные спектрометры.

Обзор цен показал, что самым дешевым на этом рынке является китайский анализатор металлов, цена на который около 15 — 20 тысяч долларов. Цена на европейские лазерные анализаторы колеблется в области 25 — 50 тыс. евро.

Отечественные производители находятся в диапазоне цен от 20 до 35 тыс. евро.

При этом качество и сходимость измерений не хуже европейских аналогов. Следует учитывать, что практически все сделки по покупке анализаторов состава проводятся в закрытом режиме, информация о цене спектрометра предоставляется по запросу.

Далеко не каждый, кто имеет дело с металлическим вторсырьем, может позволить себе покупку такого дорогого устройство. На рынке существует возможность арендовать анализаторы, но это очень невыгодно при долгосрочной аренде.

Обычно цена на такую услугу колеблется в диапазоне 150-300 долларов за один день.

Портативный анализатор металлов и сплавов цена. Неразрушающий контроль металла

Анализатор металлов и сплавов – это аппарат, предназначенный для быстрого определения состава металлических изделий, вторсырья, руды в лабораторных /производственных условиях.

В отличие от длительного химического исследования, искровой оптико-эмиссионный анализ занимает минимум времени – 2-30 секунд, может проводиться в «полевых» условиях, так как мобильные модели анализаторов способны работать до 9-ти и более часов от встроенных аккумуляторов.

Портативный анализатор металлов и сплавов, цена которого зависит от конкретной серии, весит до 1,5-2,5 кг, может использоваться для анализа раскаленного до +500 градусов Цельсия (контроль сварных швов, металлов при литье). Каждый элемент в составе исследуемого образца высвечивается на ЖК экране в процентном соотношении.

Где применяется оборудование для металлографии?

Приборы анализа металла сплавов широко применяются в различных отраслях металлургии, а именно:

• Металлопереработка – определяется химический состав металлолома, осуществляется его сортировка для последующей переработки
• Машиностроение – неразрушающий контроль металла при изготовлении ответственных деталей, конструкций, запчастей
• Контроль качества сварных швов в ответственных конструкциях (мостах, вышках, башнях, несущих элементах)
• Ювелирные производства – для контроля качества сплавов драгоценных металлов, процентного содержания примесей меди и других металлов
• Любое металлургическое предприятие по изготовлению труб и других металлоконструкций

Стационарный оптико-эмиссионный анализатор металлов и сплавов используется в лабораторных или производственных условиях для контроля качества поступающего сырья, образцов готовых сплавов на его основе.

Каждый элемент анализируется устройством в процентном содержании по отношению к общему объему вещества.

Химический состав определяется с высокой точностью за секунды, что позволяет осуществлять контроль непосредственно во время производства без остановки конвейера или литьевой линии.

Какие анализаторы металлов и сплавов мы предлагаем?

В ассортименте нашей компании сертифицированные анализаторы металлов и сплавов следующих типов:

• Искровой оптико-эмиссионный стационарный спектрометр для лабораторий и цехов – отличается наиболее высокой точностью, позволяет проводить искровой/дуговой анализ. Масса до 75 кг
• Мобильные спектрометры для использования в цехах и производственных условиях – при весе до 25 кг они легко перемещаются, монтируются на колесной базе в виде тележек
• Портативные рентгеновские анализаторы для использования в любых условиях – полностью автономные, отличающиеся минимальной массой – ручные. Позволяют осуществлять неразрушающий контроль металла вне помещений в «полевых» условиях, на выездных мероприятиях. Масса до 2 кг
• Ультра-компактные искровые спектрометры многоматричного анализа в аргоновой среде. Вес до 20 кг

Все приборы позволяют проводить высокоточный анализ металлов и сплавов.

Цена каждой отдельной модели зависит от ее конкретных возможностей и комплектации – уточняйте ее у наших специалистов, связаться с которыми можно одним из предложенных в разделе «Контакты» способов.

Напоминаем, что осуществлять неразрушающий контроль химического состава металлов и сплавов могут только прошедшие соответствующую аттестацию сотрудники, а лаборатории должны быть аккредитованы в соответствии с ГОСТ Р ИСО/МЭК 17011-2008.