RSS

Городской портал госуслуг
 

Особенности определения химического состава арматурной стали при малых диаметрах

08:26 20.07.2018

Оптический эмиссионный спектральный анализ – один из наиболее распространенных методов определения элементного состава материалов, важнейшими достоинствами которого являются его быстрота наряду с высокой точностью и низкими пределами обнаружения, низкая себестоимость, простота пробоподготовки.

Основные области применения – анализ состава металлов и сплавов в металлургии и машиностроении, исследование геологических образцов и минерального сырья в горнодобывающей промышленности, анализ вод и почв в экологии, анализ моторных масел и других технических жидкостей на примеси металлов с целью диагностики состояния машин и механизмов.

Принцип действия оптического эмиссионного спектрометра достаточно прост. Он основан на том, что атомы каждого элемента могут испускать свет определенных длин волн - спектральные линии, причем эти длины волн разные для разных элементов. Для того чтобы атомы начали испускать свет, их необходимо возбудить – нагреванием, электрическим разрядом, лазером или каким-либо иным способом. Чем больше атомов данного элемента присутствует в анализируемом образце (пробе), тем ярче будет излучение соответствующей длины волны.

В Лаборатории испытания строительных материалов и конструкций ГБУ «ЦЭИИС» для определения химического состава сталей применяется оптический эмиссионный спектрометр МСА II (рис. 1), выпущенный ООО «Спектральная лаборатория» (г. Санкт-Петербург).

Рисунок 1. Оптический эмиссионный спектрометр МСА II.

Он разработан специально для корректного анализа химического состава различных металлов и сплавов готовой продукции металлургических предприятий. Этот прибор незаменим, когда необходим экспресс-результат при входном контроле и оценке марочного состава продукции. Цифровая регистрация спектра позволяет определять в % количество элементов, таких как C, Mo, Mn, Cr, Ni, Fe, Al, Ti, Si, Cu, Co, Р, S и т. д.

Наиболее часто в лабораторию поступают образцы стальной арматуры периодического профиля. Для испытаний образцы проходят обработку согласно требованиям Руководства по эксплуатации прибора и Руководства пользователя. От стержня отрезают образец длиной 50-60 мм, после чего его торцы обрабатывают на станке подготовки проб СПП-30А и точильно-шлифовальной машине Энергомаш ТС-60127. Подготовленный образец устанавливают на столике спектрометра над отверстием в котором находится вольфрамовый электрод. Отверстие имеет диаметр 14,5 мм, что позволяет проводить испытания только для стальной арматуры диаметром 16 мм и выше.

В Руководстве по эксплуатации есть упоминание, что можно испытывать образцы и с меньшим диаметром. Для чего предлагается изготовить обжимную гильзу из пластика с внутренним диаметром, совпадающим с диаметром образца. Это позволяет при установке гильзы с образцом перекрыть утечку аргона из камеры, где находится вольфрамовый электрод. Однако изготовить такую гильзу возможно только для гладкой арматуры. Для стальной арматуры с периодическим профилем такой способ не предусмотрен Руководством по эксплуатации и технически сложен.

В Лаборатории испытания строительных материалов и конструкций предложен способ испытания образцов стальных арматуры малых диаметров (10÷14 мм). Предлагаемый метод предусматривает подготовку образцов для испытаний следующим образом. От стержня отрезают образец длиной 30-40 мм, после чего образец распиливают вдоль продольной оси. Плоскую поверхность полученного образца обрабатывают машиной шлифовальной КОРВЕТ 51 (рис. 2) .

Рисунок 2. Шлифовальная машина КОРВЕТ 51.

Перед испытанием к образцам прижимают жгутики из пластилина, как показано на рис. 3.