Обзор портативного лазерного анализатора металлов SciAps Z

Определение углерода в сталях
с помощью портативного
лазерного анализатора SciAps Z

Впервые в мире возможно измерение содержания Углерода и углеродного эквивалента CE в низколегированных, высоколегированных и углеродистых сталях с помощью портативного анализатора. SciAps Z - единственный в мире «лазерный пистолет», способный определять УГЛЕРОД на уровне 0.02% и выше в различных сталях.

Работающий на основе технологии LIBS - лазерной оптико-эмиссионной спектроскопии, Z использует импульсный мощный лазер с характеристиками 1064 нм, 6 мДж/имп., с частотой 50 Гц. Рабочий диапазон спектрометра 190-625 нм, с разрешением <0.13 нм в области 193 нм, где определяются эмиссионные сигналы Углерода. Лазерный анализатор имеет систему обдува аргоном в виде маленького баллона, встроенного в ручку. Аргоновая среда необходима для анализа углерода и сталей в целом, анализатор может работать и в воздушной среде для прочих сплавов. Одного баллончика хватает на 120-150 тестов с Углеродом, для обычных сплавов - 600 тестов. Время анализа Углерода 10-25 секунд включая подготовку поверхности и обдув аргоном.

Аналитические возможности

Аналитические характеристики по Приложению Углерод (для моделей Z 200 C/С+) представлены в Табл.1. Данные по Углероду были получены с нескольких анализаторов, на образцах нержавеющей и низколегированной стали. Z также измеряет литые чугуны. При правильной зачистке образцов общее время анализа займет 6-12 сек. Время теста для сталей с содержанием 0.1% C и более, не более 6 секунд. Время, требуемое на хорошую подготовку поверхности для нержавеющих сталей – 9 сек.

Табл 1. Аналитические характеристики для анализатора Z 200 C/С+ по Углероду

Калибровка лазерного анализатора металлов SciAps

Предел обнаружения углерода для данного анализатора – 0.08% (Z 200С) и 0.008% (Z 200C+) на уровне трех сигм. Типичная воспроизводимость (повторяемость), полученная для каждого отдельного уровня концентрации C ± 0.002% и ± 0.01% абсолютных, таким образом, Ст30 с содержанием углерода 0.30% преодолевает стандартное отклонение 0.035% С. Глобальная калибровка для нержавеющей стали выполняется с использованием различных стандартов 08Х18Н10 (304), 03Х18Н11(304L), 08Х16Н11М3 (316), 03Х16Н15М3 (316L), 10Х17Н13М2Т (316H), 08Х18Н12Б (347) и 03Х19Н13М3 (317L) с содержанием углерода от малых концентраций до 0,15% C.

Типичная калибровочная кривая показана на Рис.1. Пользователи могут расширить калибровочную матрицу, если это необходимо, или создать дополнительные калибровки по типу, например, для нержавейки с высоким никелем, например A286 и 06ХН28МДТ (904L). Точность на Рис.2 показана для глобальной калибровки, охватывающей углеродистые и хромисто-молибденовые стали. Глобальная калибровка по Углероду подтвердила возможность разделения низколегированных и высоколегированных углеродистых сталей.

Для сталей с содержанием Углерода, близких к пороговому значению 0,03%, операторы могут выбрать опцию Типовой калибровки (ТК). Например, если материал должен содержать 0,033% Углерода, то оператор может сделать калибровку по образцам с аналогичным содержанием Углерода. ТК исключает смещение калибровочной кривой, и, любые отклонения результатов или погрешности связаны только с повторяемостью (воспроизводимость). Если важно проанализировать Углерод с более высокой точностью, мы рекомендуем добавить ТК для представительного сертифицированного стандарта и затем использовать эту калибровку. Этот подход распространен для искровых ОЭС и также хорошо работает для LIBS.

Чем шире диапазон калибровки, тем меньше точность для определенного типа стали. Для тех измерений, где воспроизводимость более важна чем точность, можно построить специфические калибровочные кривые, для каждого типа, учитывающие матрицу. Или, если, к примеру, необходимо разделять стали с содержанием C 0.1%, пользователь может ограничить диапазон калибровки, включая в него стали только одного типа. Например, пользователь может создать калибровку, в которую только входят углеродистые стали Ст.10, Ст.20, Ст.30, Ст.50, для того что бы разделить Ст.20 от Ст. 30 и т.д. или легированные стали 41XX, 4340 и 4820, (последние XX две цифры указывают содержание углерода, выраженное в сотых процента, от 0.18 до 0.50). Программное обеспечение Z поддерживает множество калибровок для различных типов стали. Создание уникальных калибровок для каждого типа стали значительно увеличивает точность результатов.

Общая калибровка по Углероду, охватывающая нержавеющие стали с высоким и низким содержанием Углерода

Глобальная калибровка по Углероду для низколегированных и Cr-Mo сталей

Углерод в низколегированной стали, сходимость с химическим анализом

SciAps Laser Z-200С/С+ - это портативные лазерные анализаторы LIBS, которые способны измерять содержание Углерода в углеродистых, нержавеющих сталях и чугунах. Метод требует предварительной зачистки образца и последующего 9-12-сек. теста. Время теста включает предварительный обжиг и обдув аргоном. При условии соблюдения операторами указанных выше рекомендаций, Z будет надежно анализировать углеродистые нержавеющие стали, включая низкий уровень Углерода с пределом обнаружения 0,008% C для высоколегированных сталей.

Лазерный анализатор металлов "Z" предлагает как ручную, так и автоматическую отбраковку тестовых результатов в зависимости от опыта Пользователя. Хорошая подготовка образца и продувка аргоном имеют решающее значение для анализа Углерода с портативными LIBS анализаторами. SciAps также предлагает адаптер для подключения внешнего баллона с аргоном, если для применения не требуется портативность.

SciAps Z серия

Лазерные искровые эмиссионные спектрометры металлов

• Единственный в мире портативный анализатор – способный определять Углерод на уровне от 0,008% в любых сталях
• Анализирует все типы сплавов
• Специализирован для Углерода (Z 200 C, Z 200 C+)
• Контроль коррозии по низким содержаниям Кремния (0.05% ) и Хрома в сталях
• Лучший выбор для наиболее быстрого и точного анализа алюминиевых сплавов.
• Определяет элементы, недоступные для РФА: Li, Be, C, B.
• ЕДИНСТВЕННЫЙ вариант, если вы хотите избежать приборов с рентгеновской трубкой, контроля соответствия требованиям СанПина и пр.
• Недорогое обслуживание – отсутствие дорогостоящих компонентов, таких как детектор и трубка, срок службы лазера не менее 10 лет.
• Горячие трубы и резервуары, рекомендован ведущими нефтяными компаниями, Shell, Valero, Shevron, Aramco, Total и др.

SciAps X серия

Портативный анализаторы металлов на базе трубки - РФА

• Широкая линейка для любых задач и бюджета.
• Идеальное решение для нержавейки, жаропрочных и стружки, сплавов на любой основе.
• Любые задачи по Алюминию – от грубой сортировки по типам до точного разделения марок, непревзойденные характеристики по Mg, Si, Al за счет уникальной геометрии и параметров трубки. Мощная (до 10 Вт) Турбо Трубка с изменяемой силой тока до 500 мкА позволяет определять Si, Mg, S, P на уровне сотых за 3 секунды. Максимально приближенная геометрия обеспечит непревзойденные характеристики по легким элементам.
• Самый компактный, легкий и точный рентгенофлуоресцентный анализатор на рынке.
• Двойная защита детектора: металлический затвор + углеволокно, упрочненная конструкция трубки.
• Горячие трубы и резервуары без дополнительных насадок до +500°С
• Прекрасно сбалансированный корпус, устойчив на столе, эргономичная ручка

SciAps ONE BOX 200

Предлагаем One BOX: XRF X серия РФА и LIBS Z серия ЛИЭС. Это идеальное решение для экспресс-анализа любых сплавов и сталей, элементов всей Периодической Таблицы с портативными анализаторами X и Z за секунды.

Лазерный Z можно использовать только для сталей и алюминия, поскольку он обеспечит анализ суперлегких элементов, недоступных для рентгена, таких как Литий, Бериллий, Бор, Кальций, УГЛЕРОД, а рентгеновский X для всех остальных сплавов и анализ серы и фосфора. Также в программу рентгеновского анализатора можно добавить режимы Почвы. Геохим для анализа руд, керна и прочих образцов горно-химического сырья.

• X и Z поддерживают марочники ASTM, UNS, ГОСТ.
• X и Z сертифицированы в РФ и внесены в Реестр средств измерений Росстандарта
• Фотокамера, фокусированный луч, WiFi, Bluetooth, программа для ПК, режим качественного анализа в базовом комплекте.
• X и Z работают на базе ОС Андроид и имеют одинаковый интерфейс, аккумуляторы и пр. принадлежности. Оператор любого уровня быстро освоит оба прибора. Программа на русском языке. Подключение любых сторонних приложений.

Что возможно для такого комплекта

Комплект включает лазерный анализатор Z-200 C+ для всех без исключения задач по Углероду (предел обнаружения от 0.008%) - стали, высоколегированная нержавейка, и пр. Комплект включает рентгеновский X-200 с превосходной воспроизводимостью по легким элементам Mg, Al, Si, P и S. Сверхскоростной X-200 определяет S и P в сплавах, и обеспечит высокоточный анализ нержавейки, жаропрочных сплавов, таких как никелевые, кобальтовые или титановые сплавы. Лазерный Z или рентгеновский X-200 применимы также для контроля сульфидной коррозии.

Что не делают анализаторы SCiAPs

Кислород или Азот. Ни Z-200 C+ ни X-200 не анализируют N или O на достаточно низком уровне для использования для задач по контролю металла и подтверждению марок.

Обзор РФА анализатора SciAps X

подробнее о SciAps Z