3 important considerations when using X-ray fluorescence when performing PMI

Xác định vật liệu tích cực (PMI) đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất, hóa dầu và các sản phẩm tiêu dùng. Điều quan trọng là sử dụng đúng kim loại hoặc hợp kim ở đúng vị trí, nhưng cũng phải đảm bảo rằng không có các sai sót trong thành phần của vật liệu (chẳng hạn như nhiễm kim loại nặng). Huỳnh quang tia X (XRF) là một phương pháp hiệu quả và dễ sử dụng để thực hiện kiểm tra PMI thành phần và xác nhận rằng bạn đang sử dụng đúng kim loại hoặc hợp kim được yêu cầu.

XRF cầm tay di động yêu cầu quá trình chuẩn bị mẫu tối thiểu và qua đó nhanh chóng cung cấp cho bạn câu trả lời. Để xác nhận và nhận diện hợp kim – một trong những ứng dụng phổ biến nhất thường có thể được thực hiện trong vòng 1-2 giây bằng máy phân tích Vanta™ XRF của chúng tôi .

Thành phần vật liệu

XRF cầm tay có khả năng định lượng hơn 90% các nguyên tố trong bảng tuần hoàn – từ nguyên tố magiê trở lên. Dải nguyên tố này bao gồm phần lớn các nguyên tố được sử dụng trong hợp kim thương mại. Hình 1 cho thấy giới hạn phát hiện đại diện¹ đối với các nguyên tố hợp kim phổ biến. Với khả năng phát hiện này, XRF có thể tạo kết quả phù hợp trong nhận dạng tích cực hợp kim nhôm, thép không gỉ, hợp kim chrome-moly, nhiều vật liệu đường ống và mặt bích, đồng thau, đồng và các hợp kim đồng khác, chất hàn, hợp kim titan, thép công cụ và các “Siêu hợp kim” dựa trên niken hoặc coban.

XRF cầm tay không có khả năng đo trực tiếp các nguyên tố nhẹ hơn magiê, bao gồm các nguyên tố hợp kim như liti, berili và cacbon. Các nguyên tố này có thể có liên quan trong các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như:

• Lithium trong một số hợp kim nhôm hàng không vũ trụ
• Berili trong một số hợp kim đồng
• Carbon trong nhiều loại thép hợp kim thấp

Tuy nhiên, cấp của nhiều loại hợp kim này vẫn có thể được xác định dựa trên thành phần của các nguyên tố hợp kim khác của chúng. Tuy nhiên, nếu cần định lượng các nguyên tố nhẹ này thì cần phải có các phương pháp phân tích khác.

Điều kiện mẫu kiểm tra

Cách hoạt động của máy phân tích XRF có thể được tóm tắt như sau:

1. Tia X được phát ra ngoài;
2. Tia X quay trở lại cảm biến;
3. Thuật toán phức tạp được sử dụng để xử lý dữ liệu;
4. xác định lớp hay grade của vật liệu

XRF là một kỹ thuật đo bề mặt. Trong các hợp kim nhẹ, chẳng hạn như nhôm, XRF chỉ có thể đo được vài trăm micron trên mặt ngoài cùng của mẫu. Đối với kim loại chính, chẳng hạn như sắt hoặc đồng, độ sâu này chỉ còn nhỏ hơn một trăm micron trong mẫu. Và đối với các vật liệu nặng hơn, chẳng hạn như vàng hoặc chì, phương pháp chỉ đo được vài chục micron trên cùng. Điều này có nghĩa là bề mặt của vật liệu phản ánh chính xác thành phần bên trong là rất quan trọng. Sự nhiễm bẩn bề mặt, chẳng hạn như dính sơn hay mạ kẽm, có thể làm sai lệch đáng kể quá trình phân tích. Tương tự như vậy, cặn từ quá trình phun cát hoặc mài, hoặc thậm chí bụi bẩn có thể ngăn cản việc xác định vật liệu tích cực cho kết quả chính xác.

Máy phân tích XRF cầm tay sử dụng ống tia X công suất thấp. Vì tia X đi ra và quay lại có công suất thấp, điều quan trọng là máy phân tích phải được đặt gần mẫu. Lý tưởng nhất là mẫu sẽ tiếp xúc trực tiếp với mặt dụng cụ. Điều này có thể khó khăn nếu mẫu của bạn có dạng hình học phức tạp, nhưng máy phân tích Vanta có cấu hình đầu hẹp, cho phép đưa thiết bị đến rất gần với các mẫu khó tiếp cận, chẳng hạn như mặt bích được hàn vào ống ở góc 90 độ.

Nhiệt độ bề mặt mẫu

Vật lý tia X của XRF về cơ bản không thay đổi bởi sự thay đổi của nhiệt độ mẫu. Ngoài ra, máy phân tích Vanta XRF đã được thiết kế để có hiệu suất đáng tin cậy không phụ thuộc vào các biến đổi của điều kiện môi trường. Thiết bị có thể hoạt động mà không bị lệch kết quả hoặc suy giảm hiệu suất ở nhiệt độ hoạt động từ -10°C đến 50°C (14–122 ° F). ²

Thông thường, máy phân tích Vanta có thể đo mẫu ở nhiệt độ lên đến xấp xỉ 100°C (212 ° F). Trên nhiệt độ này, màng Prolene được sử dụng như một phần của cửa sổ thiết bị sẽ dễ bị hỏng. Olympus cung cấp một tấm mặt thay thế để thử nghiệm nhiệt độ cao. Mặt kiểm tra này bao gồm một cửa sổ Kapton cho phép thiết bị đo mẫu lên đến 315°C (600 ° F).

Conclusion

Huỳnh quang tia X là một phương pháp hiệu quả để xác định vật liệu tích cực. Với khả năng phân tích rộng và dễ sử dụng, PMI có thể được thực hiện nhanh chóng và tin cậy. Điều này không chỉ giúp ngăn ngừa các sai lầm tốn kém khi sản xuất, mà quan trọng hơn là giúp ngăn chặn thương tích hoặc mất mát về con người do sử dụng sai vật liệu.

[1] Giới hạn phát hiện bị ảnh hưởng bởi thời gian thử nghiệm, loại mẫu và sự kết hợp của các yếu tố gây nhiễu. Các giá trị này nhằm mang tính đại diện nhưng có thể thay đổi theo các mẫu và điều kiện thử nghiệm. Chúng được cung cấp đơn giản như một hướng dẫn.
[2] Với quạt tùy chọn. Cụm quạt được xếp hạng IP56. Hoạt động liên tục ở 33°C mà không cần quạt.

Thiết bị liên quan