Рентгенофлуоресцентный анализ металлов и сплавов

Для чего нужен РФА

По внешнему виду трудно отличить близкие по свойствам сплавы. Рентгенофлуоресцентный метод помогает проверить элементный состав до запуска материала в производство, при приёмке продукции или разборе расхождений с документацией.

• Входной контроль. Проверить, соответствует ли химический состав поступившего металлопроката сертификату поставщика по определяемым элементам.
• Предварительная идентификация марки. Сопоставить результаты с составами известных сплавов и установить, какие варианты требуют дополнительной проверки.
• Выявление пересортицы. Обнаружить детали из другого материала в партии крепежа, заготовок или готовых изделий.
• Сортировка металлического лома. Разделить сырьё по основе и содержанию легирующих компонентов перед дальнейшей переработкой.
• Проверка изделия без маркировки. Получить исходные сведения о составе детали, когда сопроводительные документы отсутствуют или вызывают вопросы.

Возможность подтвердить конкретную марку зависит от различий между сплавами. Если определяющий признак недоступен РФА, программу исследования дополняют другим методом.

Какие металлы и сплавы исследуем

Принимаем заявки на исследование сталей, включая нержавеющие и легированные, а также алюминиевых, медных, никелевых и титановых сплавов. Перед началом работ уточняем основу материала и перечень элементов, которые нужно определить.

Для углеродистых сталей особенно важно заранее обозначить цель проверки. Портативный РФА подходит для оценки ряда легирующих компонентов, но не даёт данных об углероде, необходимых для различения некоторых марок.

Форма изделия тоже имеет значение. Для небольшой детали, тонкой стенки, неровной поверхности или многослойного объекта условия измерения подбирают отдельно.

Какие элементы можно определить

Спектрометр регистрирует характеристическое рентгеновское излучение элементов. Программа обрабатывает полученный спектр и рассчитывает их массовые доли в исследуемом материале.

В таблице приведены примеры компонентов, которые могут входить в программу РФА. Фактический перечень зависит от модели и настройки прибора, основы сплава, концентрации примесей и применяемой методики.

Одного диапазона элементов в паспорте анализатора недостаточно для оценки пригодности метода. Например, возможность измерить фосфор или серу ещё не означает, что для любого сплава будет достигнут нужный предел определения. Требуемые концентрации и допустимую погрешность согласовываем до начала работ.

Преимущества и ограничения РФА

Возможности метода

• Оперативная проверка состава. Результаты отдельных измерений доступны во время исследования; длительность всей работы зависит от числа образцов, подготовки и оформления документов.
• Работа с готовыми изделиями. В подходящих условиях анализ выполняют без вырезки пробы и нарушения целостности детали.
• Измерения на объекте. Переносной прибор позволяет исследовать доступные участки конструкций, которые неудобно доставлять в лабораторию.
• Проверка нескольких компонентов. За одно исследование получают сведения о ряде элементов, необходимых для решения поставленной задачи.

При этом магний, алюминий, кремний, фосфор и сера доступны соответствующим конфигурациям X-MET 8000. Возможность их количественного определения проверяют с учётом конкретного материала и требуемой чувствительности.

Измерение характеризует исследованную область. Для неоднородного материала, сварного соединения или партии изделий заранее определяют точки и объём проверки, чтобы результат отвечал задаче заказчика.

Как проходит исследование

1. Принимаем заявку. Уточняем тип изделия, предполагаемый материал и цель: проверка сертификата, поиск пересортицы или определение состава.
2. Согласовываем программу. Определяем перечень элементов, объём измерений, место выполнения и требования к результатам.
3. Готовим участок или образец. Проверяем доступность поверхности и при необходимости согласовываем удаление покрытий и загрязнений.
4. Проводим измерения. Выбираем подходящую программу анализатора и исследуем согласованные точки.
5. Обрабатываем данные. Оцениваем результаты, при необходимости сопоставляем их с требованиями документации или составами марок.
6. Оформляем документы. Передаём результаты в согласованном формате с указанием выполненных работ.

Для расчёта полезно приложить фотографии, сертификат на материал, чертёж или сведения о размерах детали. Если объект нельзя перемещать, укажите его расположение и условия доступа к месту измерения.

Что получает заказчик

Результат исследования содержит сведения об определённых элементах и их массовых долях. Если в задачу входит проверка марки или сопоставление с сертификатом, вывод делают по согласованным показателям с учётом ограничений метода.

При оформлении протокола состав данных согласовывается с программой работ:

• обозначение образца или исследованного участка, позволяющее связать результат с конкретным объектом;
• применённый метод, результаты измерений и перечень определённых компонентов;
• сведения о сопоставлении с заданными требованиями, если такая оценка предусмотрена заказом.

Необходимость протокола и других документов укажите при подаче заявки. Их оформление учитывается в расчёте стоимости.

Оборудование для рентгенофлуоресцентного анализа

Для РФА в лаборатории «Прометей» применяется портативный анализатор Hitachi X-MET 8000. В опубликованных примерах работ используется модификация X-MET 8000 Expert: с её помощью исследовали исторические металлические изделия и элементы трубопроводов непосредственно на объектах.

Прибор предназначен для элементного анализа и идентификации сплавов. Подходящую измерительную программу выбирают по материалу и задаче; паспортные возможности оборудования не заменяют проверку применимости методики к конкретному образцу.

Стоимость рентгенофлуоресцентного анализа