Исследование характеристик металлов и сплавов востребовано в различных сферах: в строительстве, инженерном проектировании, в машиностроении и станкостроении. В рамках экспертизы можно исследовать характеристики металлоконструкций, труб, арматуры, качественный и количественный состав сплавов, металлов и изделий из них.

Целью металловедческой экспертизы может быть обнаружение следов металлизации на объекте, выявление химического состава металлов и сплавов. Исследование такого рода помогают установить факты поддельного производства продукции. По физико-химической экспертизе можно установить нарушение производственного процесса, вызванного различными дефектами металла или сплава. Подобные нарушения могут отразиться на сроке эксплуатации изделия.

Экспертиза металлов, сплавов и изделий из них имеет большой спектр применения в различных областях. Металловедческая экспертиза так же используется в области, касающиеся защиты прав потребителей.

Экспертиза металлов широко применимы в криминалистике для исследования изделий их драгоценных металлов. К таким объектам относятся все детали, состав которых входят благородные металлы (золота, серебра, платины и др.).

Экспертиза металлов и сплавов определяет:

• состав изделия;
• способ изготовления;
• сферу применения;
• способы эксплуатации;

По цели исследования экспертизой решаются задачи:

Идентификационные задачи:

• определение классификационных признаков исследуемого предмета;
• определение источника производства сравниваемых металлических изделий;

Объекты, предоставляемые для проведения экспертизы металлов, сплавов и изделий из них:

Список объектов данной экспертизы очень широк, что является следствием использования изделий из металлов и их сплавов в современной жизни. Все металлические объекты принято классифицировать по материалу, из которого они изготовлены, и по функциональному признаку.

• холодное оружие (ножи, сабли, кортики, кинжалы, кастеты, мечи, стилеты и пр.);
• автомобильные запчасти;
• изделия из черных металлов (провода и кабели, рельсы, стыковые накладки, изделия из чугуна и пр.);
• изделия из цветных металлов (арматура, трубы, заготовки и пр.);
• изделия из драгоценных металлов (детали для электроники, ювелирные изделия и пр.);
• бытовые предметы (посуда, элементы одежды, мебельные детали, светильники и пр.).

Мы работаем с лабораторным комплексом, оснащенным необходимым оборудованием. В нашей компании работают специалисты, имеющие возможность проводить широкий круг исследований

Анализатор металлов позволяет выполнить быстро и точно проверку состава сплава или его вида. Это важно во многих промышленных отраслях. Чаще всего таким способом анализируют вторичное сырье. Связано это с тем, что наобум такую процедуру выполнить нереально даже опытному специалисту. Рассматриваемый прибор еще называют спектрометром.

Предназначение

При помощи анализатора металлов можно достоверно выяснить состав медного сплава и процент посторонних включений в нем. Кроме того, возможно определить содержание никеля в нержавеющей стали. При этом исследуемое сырье не нужно распиливать или нарушать его структуру другим образом. Устройство пригодится тем, кто работает с ломом черных либо Также оно помогает выявить наличие в сплаве тяжелых металлов, что обуславливает безопасность эксплуатации и соблюдение требуемых стандартов.

Виды

Анализатор металлов и сплавов представляет собой сложное высокотехнологическое устройство, создание которого в домашних условиях весьма проблематично. Имеется два типа данных приборов:

• Лазерные модификации, функционирующие по принципу оптической эмиссии.
• Рентгеновские вариант, определяющий показания при помощи рентгеновских лучей.

Стационарные аналоги ориентированы на большие склады и базы по приему и переработке металлолома. Например, модель М-5000 представляет собой компактную модификацию, которая может поместиться на столе. Используется приспособление преимущественно на производствах вторичной металлургии. Отзывы специалистов подтверждают, что такое приспособление оптимально сочетает показатели качества и цены.

Оптико-эмиссионные модели

Оптико-эмиссионный анализатор металлов используется при исследовании различных конструкций, заготовок, деталей и слитков. Применяется искровой или воздушный дуговой способ анализа. В первом случае отмечается некоторое испарение металлического сплава.

Рабочей средой рассматриваемых приборов является аргон. Для изменения режима функционирования приспособления достаточно заменить насадку на специальном датчике. Химический состав сплава распознается и фиксируется при помощи оптического спектрометра.

Имеется несколько режимов исследования, а именно:

• Определение марки металла с использованием специальной таблицы.
• Сравнение эталонного спектра с аналогом исследуемого сплава.
• Функция «да - нет», определяющая заданные характеристики сырья.

Данное устройство работает с ферритовыми, алюминиевыми, титановыми, медными, кобальтовыми, инструментальными сплавами, а также низколегированной и нержавеющей сталью.

Рентгенофлуоресцентные варианты

Анализатор металлов этого типа представляют собой чувствительные к свету элементы, способные определить более 40 веществ. Отзывы специалистов отмечают быструю работу данных приборов, а также проведение контроля без нарушения целостности анализируемого объекта.

Благодаря компактности и небольшой массе, рассматриваемые приспособления удобны в работе, оснащены корпусом, защищенным от влаги. Программное обеспечение дает возможность устанавливать эталоны пользователя, вводить требуемые параметры и подключать принтер с последующей распечаткой полученной информации.

Особенностью таких анализаторов является отсутствие возможности фиксирования элементов с атомным номером ниже 11. Следовательно, они не подходят для выявления углерода в чугуне или стали.

Особенности

Анализатор состава металлов оптико-эмиссионного типа обладает следующими возможностями:

• Прибор в состоянии выявить даже незначительные вкрапления посторонних смесей, что важно при проверке черных металлов на наличие фосфора, серы и углерода.
• Высокая точность измерений дает возможность использования приспособления для сертификационного анализа.
• Агрегат предлагается с предварительно загруженной программой, что усложняет проверку сплава на внедрение неизвестных включений, не попавших в список ПО.
• Перед началом проверки объект необходимо обработать напильником или точильным кругом, чтобы удалить верхний слой грязи или пыли.

Особенности спектральных анализаторов металла рентгеновского типа:

• Данные приборы не такие точные, однако вполне подходят для работы с ломом и сортировки сплавов.
• Аппарат отличается универсальностью. Позволяет обнаружить все элементы, доступные для его диапазона.
• Поверхность исследуемого объекта не нужно обрабатывать тщательно, достаточно удалить ржавчину или краску.

Портативный анализатор металлов

Рассматриваемые устройства подразделяются на три типа:

1. Стационарный вариант.
2. Мобильные модели.
3. Портативные версии.

Стационарные модели находятся в специальных залах, занимают большую площадь, выдают сверхточные результаты, имеют широкий функционал.

Мобильные аналоги - это переносные либо передвижные приспособления. Чаще всего они используются на заводах и лабораториях контроля качества.

Портативный анализатор металлов и сплавов является самым компактным, его можно удерживать в одной руке. Агрегат защищен от механических воздействий, может использоваться в полевых условиях. Такой прибор подойдет людям, разыскивающим сырье при помощи металлоискателя.

Преимущества

Работают портативные модели по той же схеме, что и стационарные аналоги. Средний вес прибора составляет от 1,5 до 2 килограмм. Судя по отзывам пользователей, в определенных сферах такой аппарат становится оптимальным вариантом. Устройство оснащается жидкокристаллическим экраном, на который выводятся сведения о составе исследуемого объекта.

Агрегат способен накапливать и хранить информацию, включая результаты исследований и фотографии. Погрешность анализатора составляет около 0,1%, чего вполне хватит для использования в отрасли вторичной переработки.

При помощи портативной модели можно провести анализ конструкций большой и сложной формы, труб, слитков, мелких деталей, а также заготовок, электродов либо стружки.

Производители

Среди самых известных компаний, выпускающих анализаторы химического состава металла, можно отметить следующие фирмы:

• Olympus Corporation. Эта японская корпорация специализируется на выпуске фототехники и оптики. Анализаторы этой фирмы пользуются популярностью благодаря высокому качеству. Отзывы потребителей только подтверждают этот факт.
• Focused Photonics Inc. Китайский производитель является одним из мировых лидеров в сфере выпуска различных приспособлений для контроля различных параметров окружающей среды. Анализаторы компании отличаются не только высоким качеством, но и доступной ценой.
• Bruker . Немецкая фирма создана свыше 50 лет назад. Ее представительства имеются почти в ста странах. Приборы от этого производителя отличаются высоким качеством и возможностью широкого выбора моделей.
• ЛИС-01. Аппарат отечественного производства. Выпущен он научным подразделением, офис которого расположен в Екатеринбурге. Основное предназначение аппарата - сортировка лома, диагностика сплавов при входном и выходном контроле. Устройство на порядок дешевле зарубежных аналогов.

В своих отзывах пользователи положительно отзываются о модели MIX5 FPI. Она представляет собой мощную имеющую способность предельно точно обнаруживать тяжелые металлы. Отличает прибор простота в эксплуатации: достаточно нажать одну кнопку и дождаться результатов исследования. В скоростном режиме на это потребуется не более 2-3 секунд.

В завершение

Как показывает практика и отзывы потребителей, анализаторы металлов и сплавов довольно востребованы не только в промышленной сфере, но и в малых компаниях, и среди частных лиц. Найти подходящий вариант на современном рынке достаточно просто. Необходимо только учитывать диапазон использования устройства и его возможности. Стоимость таких приспособлений варьируется от нескольких тысяч рублей до 20-25 тысяч долларов. Цена зависит от типа устройства, его функционала и производителя.

При облучении атом вещества переходит в возбуждённое состояние, сопровождающееся переходом электронов на более высокие квантовые уровни. В возбуждённом состоянии атом находится около одной микросекунды, после чего возвращается в основное состояние. При этом электроны с внешних оболочек либо заполняют образовавшиеся вакантные места, а излишек энергии испускается в виде фотона, либо энергия передается другому электрону из внешних оболочек. Каждый атом испускает фотоэлектрон с энергией строго пределённого значения. По энергии и количеству квантов судят о строении вещества. После возбуждения спектр регистрируется на специальном детекторе. Чем лучше спектральное разрешение детектора, тем точнее он сможет отделять друг от друга фотоны от разных элементов. После попадания на детектор фотоэлектрон преобразовывается в импульс напряжения и передается на компьютер. По пикам полученного спектра качественно определяется, какие элементы присутствуют в образце.
Для получения точного количественного содержания полученный спектр обрабатывается с помощью специальной программы калибровки (количественной градуировки прибора). Калибровка проводится с использованием стандартных образцов, чей элементный состав точно известен.
РФА не разрушает и не деформирует пробу, не требует пробоподготовки, делает ненужной измерение количества пробы - взвешивание, измерение объема и т.п. Этот метод широко используется на производстве и в научных лабораториях.
Аппараты ComPact eco PIN и Cube PIN для количественного анализа наиболее распространенных сплавов в ювелирной промышленности. Разработаны на базе кремниевого детектора высокого разрешения, являющегося последним словом в этой области.
Калибровка
Предварительная калибровка для золота и других драгоценных металлов.
Операционная система
X-MasteR Основной задачей операционной системы является управление параметрами рентгеновской системы, а также сбор и обработка данных измерений.
Анализаторы оснащены современным, простым в использовании программным обеспечением с точным алгоритмом анализа состава ювелирных украшений, монет и других изделий из драгоценных металлов. Программное обеспечение обеспечивает сбор данных, управление, пиковую идентификацию, анализ спектральных характеристик, количественный анализ исследуемого сплава, генерацию отчетов, управление статистическими данными, их хранение и печать.
Компактность и мобильность
Аппараты имеют небольшие массу и габариты и являются переносными, что позволяет их устанавливать практически где угодно - от больших выставочных залов до маленьких шоурумов. Каждый аппарат выпускается в двух вариантах конструктивного исполнения:
ComPact и Cube
Аппараты ComPact eco PIN и Cube PIN с использованием кремниевого детектора высокого разрешения в сочетании с цифровой обработкой данных обеспечивают отличные показатели пороговой чувствительности и точности. По сравнению с общепринятыми методами раз решение выше почти в четыре раза, а разделение элементов также намного лучше. Высокий уровень характеристик получен во многом благодаря более высокому отношению «сигнал /шум».
Безопасность Эксплуатация источника рентгеновского излучения отвечает установленным требованиям. Встроенная система безопасности обеспечивает эффективное управление всеми защитными функциями и блокировками аппаратов Citizen.
Простота в использовании
Предлагаемые технические устройства являются удобными и простыми в эксплуатации, не требуют специально обученного персонала. Необходимо просто поместить испытуемый образец в рабочую камеру и через 35 - 180 сек. получить готовый результат. Анализ проводится бесконтактным и безопасным способом.

Время измерения 35 - 180 сек.

Размеры камеры
Высота 170 мм, ширина 330 мм, глубина 200 мм (Cube)
Выкладка образцов Подъемно-поворотный столик z-образного типа

При работе с металлами нередко возникают вполне обоснованные сомнения : соответствует ли металл деталей тому, что указан в конструкторской документации. На любом производстве, как правило, применяют ограниченный ассортимент сталей и сплавов, но острой проблемой остается перепутывание марок даже при хорошо налаженном входном контроле. Это и недобросовестность поставщика, когда в одной партии попадаются прутки различных марок, что невозможно определить при входном контроле, перепутывание при выдаче заготовок в производство и отсутствие производственной дисциплины рабочих , которые, чтобы скрыть свой брак, берут любую подвернувшуюся заготовку. В ряде случаев сомнения возникают уже тогда, когда узел собран и подтвердить марку известными способами (спектральным , химическим , рентгенофлуоресцентным ) просто невозможно.

Кроме того, все чаще выпуск бракованной продукции возникает из-за перепутывания металлов при его покупке (недобросовестность поставщика) и при отсутствии входного контроля металлов. В итоге страдает качество заготовок и качество деталей. В ряде случаев сомнения возникают тогда, когда узел уже собран, и подтвердить (идентифицировать) марку металла какой-либо ответственной детали в нем известными методами (спектральным или химическим) не представляется возможным. Также прибор позволяет проводить анализ даже очень мелких деталей. Для этого необходимо расположить их на токопроводящей подложке. Возможно определение пробы золотых изделий.

Можно привести множество примеров, когда на термообработку попадали детали, заданную твердость которых невозможно было получить из-за того, что вместо стали, например, 40Х13 часть из них была изготовлена из 12Х8Н10Т. А как разбраковать несколько тысяч гаек, часть которых случайно была изготовлена из 40Х, а не из 30ХГСА, как того требовалось по конструкторской документации? Или как узнать на полностью готовой печатной плате марку примененного припоя, или каким припоем облужены выводы микросхем? Как подтвердить марку проволоки сварочного электрода?

С этими задачами легко справляется термоэлектрический анализатор «ТАМИС».

Методы анализа и определения (детектирования) металлов и сплавов

Для контроля марок металлов и сплавов используют стандартные методы:

• химический анализ металлов

  Данный метод позволяет проанализировать химический состав металла с высокой точностью. На данный момент это единственный метод анализа, позволяющий достоверно определить процентное содержание углерода в сталях.

  Для проведения химического анализа стали по углероду стружку исследуемого металла сжигают в водородной среде и анализируют состав получившегося газа фотоколлометрическим методом. Для точности измерения проводят три параллельных пробы. Для определения других элементов используют весовой способ.

  Состав металлов весовым методом определяется путем его перевода в раствор (химическое растворение в растворах кислот, воде). Затем соединение необходимого металла переводится в осадок добавлением соли или щелочи. Далее осадок прокаливается до постоянного веса, а содержание металлов определяется взвешиванием на аналитических весах и пересчетом. Метод дает наиболее точные значения состава металла, но требует больших затрат времени.

  При электрохимическом методе после перевода пробы в водный раствор содержание металла определяется различными электрохимическими методами — полярографическим, кулонометрическим и другими, а также сочетанием с титрованием.

  Эти методы позволяют провести химический анализ металлов в широком диапазоне концентраций с удовлетворительной точностью, но отличаются высокой трудоемкостью, требуют лабораторию и квалифицированный персонал.

• спектральный анализ металлов

  Достаточно разнообразна группа спектральных методов определения содержания металлов. В нее входят, в частности, различные методы определения содержания металлов путем проведения анализа характеристических спектров электромагнитного излучения атомов — атомный эмиссионный анализ, атомный абсорбционный анализ, спектрофотометрия, масс-спектрометрия, рентгеноспектральный анализ.

  Наиболее широко применяемый в промышленности метод. На современном оборудовании процесс исследования состава металла занимает считанные минуты. При анализе металла данным методом определение количественного содержания углерода в сталях неточно .

  Для спектрального анализа требуются квалифицированные специалисты и дорогостоящее оборудование — спектрометр (порядка 4 млн. руб.). При анализе металла на поверхности остаются следы температурного воздействия, что приводит к нарушению геометрии исследуемой металлической детали.

• рентгенофлуоресцентный анализ металлов

  Относится к неразрушающим методам. Позволяет определять практически весь элементный состав металлов, за исключением точного содержания углерода в сталях. Процесс определения занимает не более 1 минуты.

  Для проведения рентгенофлуоресцентного анализа требуется достаточно большая площадь поверхности. Измерение малых деталей невозможно. Требуется дорогостоящее оборудование (более 1,5 млн. руб.) и хорошо подготовленные специалисты.

Термоэлектрический анализатор металлов и сплавов ТАМИС

Богатый опыт работы по анализу причин брака на различных производствах, анализу выхода из строя изделий различной сложности и назначения привел к необходимости создания недорогого , простого в обращении именно в производственных условиях анализатора металлов и сплавов (включая цветные).

Эффект Зеебека

В основе работы прибора лежит эффект Зеебека, когда при нагревании соединения двух разнородных металлов возникает термоэдс, величина которой зависит от химического состава исследуемых металлов. Термоэдс легко поддается надежным измерениям и широко используется в промышленности в термопарах для измерения температур при различных технологических процессах читать про эффект .

Преимущества термоэлектрического анализатора металлов и сплавов

При разработке анализатора металлов основное внимание было уделено:

• надежности
• достоверности получаемых результатов
• простоте в эксплуатации

Учитывался тот факт, что прибором могут пользоваться школьники, кладовщицы, рабочие, мастера.

• Широкий спектр применения прибора:
  • на производственных участках металлообрабатывающих производств (ОТК, материальных кладовых, при входном контроле и пр.)
  • на сборочных участках для контроля металлов в собранных узлах, определения видов покрытия выводов радиоэлементов, марок припоев
  • в термических участках
  • в ювелирных мастерских
  • в мастерских высших учебных заведений и школьных мастерских
  • в исследовательских лабораториях
  • в Центральных заводских лабораториях
  • в лабораториях входного контроля металлов
  • в следственных отделах для оперативного контроля изъятых изделий из драгоценных металлов
  • при проведении лабораторных работ по металловедению в учебных заведениях
• Простота применения
• Компактность
• Не требует квалифицированного персонала
• Оперативность измерения

Методика определения металлов анализатором ТАМИС

Анализатор способен различить более 40 различных марок сталей и цветных металлов. Для получения достоверных результатов анализа необходимо строго следовать методике проведения анализа, которая описана .